WL高溫連續(xù)測斜短節(jié)

1、WL600高溫連續(xù)測斜短節(jié)1 簡介本產(chǎn)品用于電纜測井儀，選用高精度耐高溫加速度傳感器和磁通門傳感器，電路部分采用厚膜混合集成電路技術(shù)制造，可以在150的環(huán)境中長期可靠工作，本產(chǎn)品具有體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，抗振性強(qiáng)，可靠性高，性能優(yōu)良等特點(diǎn)?？筛鶕?jù)不同客戶要求，訂制探頭的外形尺寸和安裝方式。2 性能參數(shù)序號項目單位規(guī)定值1電源電壓V1036±12±152靜態(tài)電流mA75mA15V100mA+15V,80mA-15V3工作溫度01504貯存溫度-401605絕緣電阻M100M（100V）6井斜角范圍度01807方位角范圍度03608工具面角范圍度03609井斜測量精度度±

2、0.210方位角精度井斜5°度±2.5井斜10°度±1.5井斜=90°度±0.511工具面角精度度±0.23 外形圖WL600-A外形圖 WL600-B外形圖WL600-C外形圖 WL600-D外形圖4 電氣接口A型上下9針連接器B型上15針下9針連接器C型單9針連接器D型上15針下9針連接器5 電腦接口WL600短節(jié)的通信接口是UART（TTL/CMOS兼容）串行接口。在標(biāo)準(zhǔn)配置中，通過腳RX端將數(shù)據(jù)傳送到WL600，通過腳TX將數(shù)據(jù)從WL600輸出。默認(rèn)波特率值為9600，有一個停止位，沒有奇偶校驗(yàn)位。為了與外部PC進(jìn)行

3、通信，WL600的TTL接口必須轉(zhuǎn)換成RS332接口，適用于所有PC的串行接口。當(dāng)打開電源時，9600波特率下傳送以下信息：TOKENSUN: S/N XXXXXXXVer:1.0在上面的信息中，X代表產(chǎn)品編號。5.1 WL600二進(jìn)制常量及其設(shè)置方法WL600運(yùn)行模式由內(nèi)部二進(jìn)制常量值控制。表1 二進(jìn)制常量描述二進(jìn)制常量數(shù)值描述015a啟動自動發(fā)送模式0202傳感器分量04角度輸出0810上電后自動發(fā)送ASCII格式數(shù)據(jù)11上電后自動發(fā)送二進(jìn)制格式數(shù)據(jù)09波特率鎖定，必須為5a時才能更改9600以外的波特率10波特率設(shè)定，見表223設(shè)置輸出數(shù)據(jù)平均值次數(shù)，見表335設(shè)置自動模式發(fā)送數(shù)據(jù)包之間

4、的延時為了改變短節(jié)的二進(jìn)制常量，必須首先發(fā)送指令：0L#當(dāng)該指令發(fā)送至WL600， 將得到以下回復(fù)：enabled更改二進(jìn)制常量02=04， 發(fā)送指令：0WC02b04#當(dāng)收到該指令后，WL600會做出回復(fù)：done讀取二進(jìn)制常量02，發(fā)送指令：0SC02b#當(dāng)收到該指令后，WL600會回復(fù)二進(jìn)制常量02的值。以上指令不區(qū)分大小寫。5.1.1 波特率設(shè)置WL600通信波特率默認(rèn)值是9600，波特率可通過以下步驟進(jìn)行設(shè)置：根據(jù)表2設(shè)置二進(jìn)制常量10；設(shè)置二進(jìn)制常量09為0x5a；重新上電例如，以下指令描述設(shè)置波特率至1152000L#0WC10b07#0L#0WC09b5a#當(dāng)二進(jìn)制常量09設(shè)置

5、為任意值（除了0x5a），短節(jié)波特率為9600。表2 波特率設(shè)置波特率二進(jìn)制常量10的值3000x3512000x3324000x3248000x3196000x30192000x05384000x061152000x075.1.2 濾波器和平均值設(shè)置在強(qiáng)振動的環(huán)境中， WL600通過對輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字低通濾波和取平均值使輸出數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定。WL600內(nèi)部采用4階巴特沃斯數(shù)字低通濾波器對輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，其-3dB截止頻率可以通過以下指令設(shè)置：讀取當(dāng)前截止頻率值0SF#設(shè)置截止頻率頻率0L # 0WFxx#xx=整數(shù)值10、20、30、40、50、60、70、80、90、99濾波器截止頻率頻率越

6、低，響應(yīng)越慢，默認(rèn)值設(shè)置為30Hz。除數(shù)字濾波外，WL600的每個輸出數(shù)據(jù)為前n個數(shù)據(jù)的平均值，n的值通過設(shè)置二進(jìn)制常量23來改變，不同的n值會影響傳感器從0g到1g的響應(yīng)時間。以下平均數(shù)據(jù)個數(shù)均在低通濾波截止頻率為30Hz時測得。二進(jìn)制常量23的值n到達(dá)穩(wěn)態(tài)值±0.1%的時間221.544288310164203274064148012828若要求WL600能在10G峰峰值，頻率20100Hz的振動情況下精確測量角度，需要將濾波器截止頻率設(shè)置為10Hz，平均值個數(shù)n設(shè)置為128,指令格式為：0L#0WC23b80#5.2 自動發(fā)送配置當(dāng)二進(jìn)制常量01=0x5a時， WL600為自動

7、發(fā)送模式，數(shù)據(jù)格式通過二進(jìn)制常量08進(jìn)行設(shè)置。表3 自動發(fā)送模式自動發(fā)送模式二進(jìn)制常量08值發(fā)送ASC數(shù)據(jù)0x10發(fā)送二進(jìn)制數(shù)據(jù)0x11可以通過更改二進(jìn)制常量35來改變自動發(fā)送數(shù)據(jù)包之間的時間間隔，指令格式如下：0L#0WC35bxx#其中xx=01、02、03、04、05、06、07、08、09、10，分別代表延時為0.1s1s。5.3 單數(shù)據(jù)包發(fā)送配置5.3.1 ASCII碼通信模式當(dāng)發(fā)送指令如ASCII字符0SD時， WL600以固定輸出回復(fù)，當(dāng)二進(jìn)制常量02=02時，WL600處于分量數(shù)據(jù)上傳模式，輸出數(shù)據(jù)格式如下： MX:+0.20346 AX:-0.07852 MY:+0.2316

8、5 AY:+0.72136 MZ:+0.29525 AZ:+0.70226 TEMP: +28.148以上數(shù)據(jù)表示X、Y和Z磁通門輸出（高斯）和加速度計輸出（g）。當(dāng)二進(jìn)制字節(jié)02=04，WL600處于角度上傳模式，輸出數(shù)據(jù)格式如下：ROLL: +35.17825 MAGROLL: +198.24032 PITCH: +90.14559 MAG: +0.43326HEAD: +26.76792 GRAV: +1.00101 TEMP: +28.026 DA: 55.893ROLL為重力工具面角， PITCH為傾角，HEAD為方位角，MAGROLL為磁性工具面角，MAG為總磁場，GRAV為總重力

9、場，DA為地磁傾角。5.3.2 二進(jìn)制通信模式5.3.2.1 分量數(shù)據(jù)上傳模式收到0x80，WL600通過發(fā)送二進(jìn)制傳感器分量數(shù)據(jù)包進(jìn)行響應(yīng)（雙字節(jié)數(shù)據(jù)，高字節(jié)在前） ：<80> <0601> <02> <MX> <AX> <MY> <AY> <MZ> <AZ> <T> <V><CRC> <0604><80> 指令返回（即主機(jī)發(fā)送指令0x80的返回值）；<0601> 分量數(shù)據(jù)上傳同步頭，如果數(shù)據(jù)或者CRC校驗(yàn)碼中出現(xiàn)

10、06，WL600會重復(fù)發(fā)送一次06；<02> 分量數(shù)據(jù)上傳模式 ；<MX> 是雙字節(jié)（x軸磁傳感器數(shù)據(jù)乘以10000）；<AX> 是雙字節(jié)（x軸加速度傳感器數(shù)據(jù)乘以10000）；<MY><AY><MZ><AZ> 同上面分量格式 ；<T> 是雙字節(jié)（溫度傳感器數(shù)據(jù)乘以100）；<V> 是雙字節(jié)（輸入電壓數(shù)據(jù)乘以100） ；<CRC> CRC校驗(yàn)位 ；<0604> 同步尾 ；5.3.2.2 角度數(shù)據(jù)上傳模式收到0x83，WL600通過發(fā)送二進(jìn)制傳感器分量數(shù)據(jù)包進(jìn)行響應(yīng)

11、（雙字節(jié)數(shù)據(jù)，高字節(jié)在前）。<83> <0602> <03> <TF> <MS> <INC> <BT> <AZ> <GT> <T> <V> <CRC> <0604><83> 指令返回（即主機(jī)發(fā)送指令0x83的返回值）；<0602> 計算數(shù)據(jù)上傳同步頭 ，如果數(shù)據(jù)或者CRC校驗(yàn)碼中出現(xiàn)06，WL600會重復(fù)發(fā)送一次06；<03> 計算數(shù)據(jù)上傳模式 ；<TF> 是雙字節(jié)（重力工具面角計算數(shù)據(jù)乘以1

12、0）；<MS> 是雙字節(jié)（磁工具面角計算數(shù)據(jù)乘以10）；<INC> 是雙字節(jié)（傾角計算數(shù)據(jù)乘以10）；<BT> 是雙字節(jié)（總磁場強(qiáng)度計算數(shù)據(jù)乘以10000）；<AZ> 是雙字節(jié)（方位角計算數(shù)據(jù)乘以10）；<GT> 是雙字節(jié)（總加速度計算數(shù)據(jù)乘以10000） ；<Temp> 是雙字節(jié)（溫度傳感器數(shù)據(jù)乘以100）；<Voltage> 是雙字節(jié)（輸入電壓數(shù)據(jù)乘以100） ；<0000> 無效填充，備用 ；<0604> 同步尾 ；5.4 待機(jī)功能啟動可通過指令控制WL600待機(jī)模式和工作模式，進(jìn)

13、入待機(jī)后，加速度計和磁通門傳感器關(guān)閉供電，短節(jié)低功耗運(yùn)行，指令格式如下：進(jìn)入待機(jī)模式：0L#0PM0#進(jìn)入工作模式0L#0PM1#待機(jī)模式后，WL600只對啟動工作模式指令響應(yīng)；除發(fā)送指令外，重新上電也可以使WL600進(jìn)入工作模式。6 短節(jié)坐標(biāo)系及角度定義WL600短節(jié)用頂部圓柱形的兩個定位銷定義坐標(biāo)系方向。短節(jié)的X,Y和Z軸的方向如圖1所示。若X軸箭頭指向北半球的北方，則X軸磁通門輸出電壓為正；如果X軸箭頭指向下方，則X軸加速度計輸出為正。角度的定義可以參照下圖。以下為WL600計算角度的公式方程，其中Gx加速度計 x軸輸出；Gy加速度計 y軸輸出；Gz加速度計 y軸輸出Hx磁通門 x軸輸出；Hy磁通門 y軸輸出；Hz 磁通門z軸輸出圖26.1 重力工具面角和磁性工具面角計算重力工具面角為從Y軸加速度計輸出為0，Z軸加速度計輸出為正時的位置順時針轉(zhuǎn)到當(dāng)前位置時到所轉(zhuǎn)過的角度（從X軸的反方向看）。重力工具面角根據(jù)以下公式計算(0<2)當(dāng)Gy = 0且Gz> 0時，重力工具面角=0；當(dāng)Gy = 0 且Gz< 0時，重力工具面角=。當(dāng)x軸接近豎直時（傾角5°），分量Gy和Gz變小導(dǎo)致精度變差。在這種情況下，磁性工具面角m常用于確定WL600方位角。磁性工具面角為從Y軸磁通門輸出為0，Z軸磁通門輸出為正時的位置順時針轉(zhuǎn)到當(dāng)前位置