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SZL—702张力电路短节 摘要：近年来随着小井眼特别是小井眼水平井的增多，在变密度测井时经常会遇到遇阻遇卡的现象，为了仪器在井下的安全运行j需要监测井下仪器的张力变化；SZS-701H变密度组合下井仪目前没有张力测量功能，在测井时不能直观地监测仪器的运行状态，为此设计了基于应变片的2张力电路短节，组合SZL-701张力短节，共同实现张力测量功能。 关键词：小井眼；应变片；张力 当仪器在井内运动时经常会遇到不同的力量作用，通过传感器把它变换成与此力量成正比的电阻值，然后通过测量此电阻的阻值来测量仪器受力的大小，继而为仪器在测井过程中的安全运行提供参考。 1、张力探头 在钢制的弹性体上，成对的在纵向和横向上贴有R1，R2，R3，R4共4个电阻应变片，它们组成一个全桥式测量电路。如图1所示，图中C、D两点接入直流激励电压Uo，A、B两点为输出端，工作时将输出电压信号USC。这种桥式测量电路，可以灵敏地测量极微小的电阻变化。当弹性体受物体的作用时，弹性体便产生弹性形变，粘在其表面的电阻应变片随其同步地变形，因而改变了它们的电阻值。电阻应变片的长度L，截面积S，电阻率P均随之发生变化。由于电阻应变片组成的桥式电路是平衡的，电阻应变片的电阻变化会引起电桥的不平衡，从而输出电压信号，该信号与所受的载荷成正比。 2、张力电路 张力传感器位于SZL-701张力短节内，由SZL-702张力电路短节向张力传 感器提供12V恒压源。张力传感器利用电桥原理，把贴在应变梁上的四个应变片结成桥路，当应变梁受力时，贴在应变梁上的应变片阻值将发生变化，电桥失去平衡，从而输出一个与载荷力成正比的电信号，这个电信号接入到SZL-702张力电路短节进行放大、滤波处理。当载荷力从-ST-+5T变化时，张力传感器输出的电信号大约从-10mV-+10mV变化，经过放大滤波后大约从-5V-+5V变化，然后经过电源变压器的中心抽头和10#缆芯上传到数控进行采集处理。 3、电路设计 SZL-702张力电路短节不带保温瓶，且需要达到175℃一个小时的目标，经过细致筛选后选用了西安秦原公司的QY0628模块和TL081集成电路。 电源电路选用成熟的LH20-12电源模块，输出比较稳定且能够达到所需的温度指标。 测量电路做了两级放大、两级滤波。放大电路是由QY0628和TL081及其外围的电阻电容组成；QY0628进行的约400倍的放大，且倍数是固定的，后面的TL081主要是调整整个电路具体的放大倍数，且使整个电路达到精确的500倍放大；后面用电阻电容搭建了一个Rc滤波器，把输出中的交流干扰滤除；最后用了两个稳压二极管和一个电阻的组合来防止变密度换挡时的高压信号对电路的冲击。原理图如图2所示： QY0628模块内部是一个高性能的差动放大器，放大倍数内部固定为约400倍差动放大，通过调节跟随器N4的输入信号来调节整个电路的零点输出信号，在电路输入为零且输出不为零时调节此调零信号，以达到吊零的目的。 4、结构设计 SZL-702张力电路短节用来配合SZL-701张力短节完成张力测量，要求的接口形式为SIT-701。 张力电路短节主要由上下盖帽、电路钢筒、电路骨架组成。仪器总长852mm，有效长度500mm。 电路骨架组装分别有29芯插座、骨架组件、29芯插头等组成，骨架组件上依次固定了变压器和电路板，张力电源电路板和张力测量电路板背对背放置。 5、结论 温度实验数据表明：在技术性能、温度性能方面该电路能满足设计任务书指标的要求。仪器的最高工作压力、拉断力、接口形式，以及壳体材料的要求由结构设计来保证。