3.3.2 Принцип работы преобразователя

Структурная схема преобразователя приведена на рисунке 2,

Рисунок 2 - Структурная схема АМТ.

где обозначено:

АЦП – аналого-цифровой преобразователь;

МК – микроконтроллер;

PWR – стабилизатор питания;

RTС – таймер реального времени;

ППЗУ – энергонезависимая FLASH-память;

RS-232 – RS-232 интерфейс;

ТПД – тензометрический преобразователь давления;

ДТ – выносной малоинерционный датчик температуры;

ИТ – источник тока;

G1 – батарея питания;

G2 – литиевый элемент питания;

Прибор содержит чувствительный элемент в виде интегрально тензометрического преобразователя давления (ТПД), включенного в цепь источника тока, состоящего из управляемого источника опорного напряжения и операционного усилителя. Выходной сигнал с ТПД в виде напряжения поступает на один из входов многоканального интегрирующего АЦП. Ко второму входу АЦП подключен вход измерительной цепи, формирующий напряжение, пропорциональное температуре ТПД, что позволяет в дальнейшем программным путем корректировать температурную погрешность ТПД. Третий вход АЦП подключен к выходу измерительной цепи выносного датчика температуры (ДТ).

В режиме работы, согласно заданной программе измерений, АЦП, управляемый по шине SPI микроконтроллером, производит последовательно измерение значения выносного малоинерционного датчика температуры, затем измеряется давление по основному каналу и температура по дополнительному каналу датчика давления. Схема осуществляет преобразование давления и температуры в цифровые коды. После измерения микроконтроллер производит необходимые вычисления по коррекции значений датчика давления, а также вычисляет значение температуры. Затем производится запись данных в энергонезависимую память прибора.

Для повышения точности измерения и устранения эффектов температурного дрейфа характеристик АЦП перед каждым измерением АЦП по команде микроконтроллера производит коррекцию ошибки нуля и полной шкалы.

Использование в системе таймера реального времени (RTC) преследует две цели – это получение результатов измерений в соответствии с реальным временем и формирование условия перехода микроконтроллера из режима пониженного потребления в рабочий режим.

Преобразователь может работать в нескольких режимах, отличающихся дискретностью измерения. Задание режима работы преобразователя может производиться как вручную, непосредственно на скважине, так и от компьютера.

Программное обеспечение преобразователя позволяет задавать режим работы преобразователя и время его включения, проверять состояние элементов питания и содержимое памяти, переписывать информацию в ЭВМ, просматривать и распечатывать зарегистрированные значения давления и температуры в виде таблиц или графиков в различных масштабах, обрабатывать кривые восстановления давления и результаты поинтервального замера.

3.2.2 Режимы работы преобразователя

В общем случае под режимом работы преобразователя понимаются дискретность измерения давления и температуры, время включения и выключения по внутренним часам реального времени.

Имеется еще один специальный режим - режим калибровки. Данный режим задается автоматически, если в памяти преобразователя отсутствуют коэффициенты пересчета кодов. Режим калибровки используется при проведении калибровки преобразователя. При этом результаты калибровки записываются в память преобразователя в виде кодов с дискретностью 10 секунд. По результатам калибровки рассчитываются коэффициенты пересчета кодов в истинные значения давления и температуры. Коэффициенты пересчета являются индивидуальными для каждого преобразователя.

Режим работы может задаваться двумя способами: от кнопки, расположенной на панели управления и от компьютера.

Ручное управление используется, как правило, в полевых условиях, когда в силу дорожных, погодных или иных условий невозможно прогнозировать момент начала спуска преобразователя в скважину.

Программирование преобразователя от компьютера позволяет осуществлять программирование на заданный режим измерения, задавать по встроенным в прибор часам реального времени абсолютное время начала работы и дискретность измерения от 1 секунды до 1 суток.

Во всех случаях результаты измерения записываются в энергонезависимую память преобразователя в виде кодов или истинных значений давления и температуры.