摘 要：本系統用于油田測井過程中，對電纜所受的張力、油井的深度及電纜下井速度等參數的測量。重點闡述了系統結構及工作原理。同時，對測力傳感器、測深編碼器、系統硬件電路設計及軟件流程也做了介紹。該系統精度高、體積小、工作穩定。既能實時測量所測參數，又兼具“黑匣子”功能，能對數據進行24小時以內的記錄，為事故分析提供可靠的依據，具有較高的工程應用價值。可用與所有測負荷，測長度，測速度的場合。
　　關鍵詞：應變傳感器，光電編碼器，DSP，CPLD，I2C總線
　　1 引言
　　在油田測井過程中，地面操作人員需要知道油井的深度、電纜下井速度及電纜所承載的負荷。只有及時準確地掌握這些數據，才能使測井工作順利進行，以保證測井過程安全可靠。因此，我們開發了基于DSP的張力、深度、速度測量系統。該系統準確度高，可靠性強，處理速度快，是地面操作人員理想的監測工具。
　　2 應變傳感器及光電編碼器
　　2.1 應變傳感器
　　電纜所受張力使應變傳感器產生機械變形，傳感器將機械變形轉化為電信號輸出，從而測得張力。
　　。工作電壓：直流１２V
　　。輸出范圍：０～１２mV
　　。輸出靈敏度：１mv/v
　　2.2 光電編碼器
　　將光電編碼器的轉軸同軸地固定在周長已知的量輪的圓心上，當量輪轉動時編碼器同步轉動并輸出脈沖信號。這樣，一定的長度便對應一定數量的脈沖信號，通過計算脈沖信號便可換算出深度值。對單位時間的深度值采樣便得到速度值。
　　。工作電壓：直流5V
　　。工作電流：40mA
　　。脈沖類型：兩路正交的脈沖信號，通過邏輯電路可完成對光電編碼器轉動方向的識別和對深度脈沖的輸出。
　　3 系統結構及工作原理
　　將應變傳感器產生的毫伏信號輸入到放大器進行放大，然后送入A/D轉換器進行模數轉換，轉換成處二進制序列后送入DSP處理。為保證A/D轉換的可靠性，采用V/F器件LM331實現模數轉換，將電壓信號轉換為頻率信號。此器件可靠性高，占用資源少。
　　由光電編碼器產生的兩路正交信號輸入到CPLD，經處理后，產生兩路信號。一路為辨向脈沖，用于識別光電編碼器的轉動方向。另一路為計數脈沖，用于完成深度參數的換算。兩路脈沖均輸入到DSP。見圖1。