基于單片機(jī)的鉆井多參數(shù)儀表的研究.pdf

1、為了準(zhǔn)確的了解鉆井過程中的情況，需要測量儀表不斷地對鉆井過程中的各個參數(shù)進(jìn)行檢測和判斷分析，以便做出決策，安全高效的完成鉆井任務(wù)。 以ATMEL公司的AT89C52單片機(jī)為核心，采用模塊化設(shè)計思路，通過擴(kuò)展外圍信號調(diào)理、采集模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊，鍵盤、顯示模塊，串口通訊模塊以及軟件模塊等，研制了一套鉆井儀表測試系統(tǒng)，主要實現(xiàn)鉆井參數(shù)模擬量、數(shù)字量的采集測量和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，測量結(jié)果的自動處理，以及參數(shù)的輸出顯示和存儲傳輸?shù)裙δ堋?

2、 各種傳感器將鉆井參數(shù)轉(zhuǎn)換成電流、電壓或數(shù)字脈沖信號，經(jīng)信號調(diào)理后都由模擬開關(guān)控制選擇通道，逐路地輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換器或者計數(shù)器。電壓、電流等模擬信號通過信號調(diào)理電路，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器要求的標(biāo)準(zhǔn)-5～+5V范圍內(nèi)的電壓信號。軟件部分設(shè)計了零漂校準(zhǔn)和數(shù)字濾波處理程序，有效地去除了隨機(jī)干擾和傳感器不穩(wěn)定引起的失真。 脈沖信號通過信號調(diào)理，輸入計數(shù)器進(jìn)行計數(shù)。其中，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速、泵沖次等傳感器輸出的強度較弱的脈沖信號，經(jīng)過放大電路轉(zhuǎn)換成符合

3、單片機(jī)采樣的頻率信號，再經(jīng)濾波進(jìn)入計數(shù)器。針對大鉤高度和速度測量中旋轉(zhuǎn)編碼器隨鉆機(jī)抖動造成的測量誤差，設(shè)計了硬件去抖動電路，有效防止了脈沖的誤計數(shù)；軟件上采用等精度測量法(同步計時計數(shù)法)，測量過程中計數(shù)和計時同步開始，達(dá)到較高的測量精度。 對測量所得的參數(shù)結(jié)果進(jìn)行自動處理，剔除異常點，消除趨勢項，減小了現(xiàn)場干擾產(chǎn)生的誤差。此外，還采用了看門狗芯片X5045，使儀表具有掉電保護(hù)功能，設(shè)計了異常情況報警電路。采用RS-232C串行