汉源WL800测斜短节

1、WL8001 简介本产品用于电缆测井仪，选用高精度耐高温加速度传感器和磁通门传感器，电路部分采用厚膜混合集成电路技术制造，可以在150的环境中长期可靠工作，本产品具有体积小，结构紧凑，抗振性强，可靠性高，性能优良等特点。可根据不同客户要求，订制探头的外形尺寸和安装方式。2 性能参数序号项目单位规定值1电源电压V1036±12±152静态电流mA75mA15V100mA+15V，80mA-15V3工作温度01504贮存温度-401605绝缘电阻M100M（100V）6井斜角范围度01807方位角范围度03608工具面角范围度03609井斜测量精度度±0.110方位角

2、精度井斜5°度±2井斜10°度±1井斜=90°度±0.311工具面角精度度±0.13 电脑接口WL800短节的通信接口是UART（TTL/CMOS兼容）串行接口。在标准配置中，通过脚RX端将数据传送到WL800，通过脚TX将数据从WL800输出。默认波特率值为9600，有一个停止位，没有奇偶校验位。为了与外部PC进行通信，WL800的TTL接口必须转换成RS332接口，适用于所有PC的串行接口。当打开电源时，9600波特率下传送以下信息：TOKENSUN: S/N XXXXXXXVer:1.0在上面的信息中，X代表产品编号。

3、3.1 WL800二进制常量及其设置方法WL800运行模式由内部二进制常量值控制。表1 二进制常量描述二进制常量数值描述015a启动自动发送模式0202传感器分量04角度输出0810上电后自动发送ASCII格式数据11上电后自动发送二进制格式数据09波特率锁定，必须为5a时才能更改9600以外的波特率10波特率设定，见表223设置输出数据平均值次数，见表335设置自动模式发送数据包之间的延时为了改变短节的二进制常量，必须首先发送指令：0L#当该指令发送至WL800， 将得到以下回复：enabled更改二进制常量02=04， 发送指令：0WC02b04#当收到该指令后，WL800会做出回复：do

4、ne读取二进制常量02，发送指令：0SC02b#当收到该指令后，WL800会回复二进制常量02的值。以上指令不区分大小写。3.1.1 波特率设置WL800通信波特率默认值是9600，波特率可通过以下步骤进行设置：根据表2设置二进制常量10；设置二进制常量09为0x5a；重新上电例如，以下指令描述设置波特率至1152000L#0WC10b07#0L#0WC09b5a#当二进制常量09设置为任意值（除了0x5a），短节波特率为9600。表2 波特率设置波特率二进制常量10的值3000x3512000x3324000x3248000x3196000x30192000x05384000x0611520

5、00x073.1.2 滤波器和平均值设置在强振动的环境中， WL800通过对输出数据进行数字低通滤波和取平均值使输出数据更加稳定。WL800内部采用4阶巴特沃斯数字低通滤波器对输出数据进行滤波，其-3dB截止频率可以通过以下指令设置：读取当前截止频率值0SF#设置截止频率频率0L # 0WFxx#xx=整数值10、20、30、40、50、60、70、80、90、99滤波器截止频率频率越低，响应越慢，默认值设置为30Hz。除数字滤波外，WL800的每个输出数据为前n个数据的平均值，n的值通过设置二进制常量23来改变，不同的n值会影响传感器从0g到1g的响应时间。以下平均数据个数均在低通滤波截止频

6、率为30Hz时测得。二进制常量23的值n到达稳态值±0.1%的时间221.544288310164203274064148012828若要求WL800能在10G峰峰值，频率20100Hz的振动情况下精确测量角度，需要将滤波器截止频率设置为10Hz，平均值个数n设置为128,指令格式为：0L#0WC23b80#3.2 自动发送配置当二进制常量01=0x5a时， WL800为自动发送模式，数据格式通过二进制常量08进行设置。表3 自动发送模式自动发送模式二进制常量08值发送ASC数据0x10发送二进制数据0x11可以通过更改二进制常量35来改变自动发送数据包之间的时间间隔，指令格式如下：

7、0L#0WC35bxx#其中xx=01、02、03、04、05、06、07、08、09、10，分别代表延时为0.1s1s。3.3 单数据包发送配置3.3.1 ASCII码通信模式当发送指令如ASCII字符0SD时， WL800以固定输出回复，当二进制常量02=02时，WL800处于分量数据上传模式，输出数据格式如下： MX:+0.20346 AX:-0.07852 MY:+0.23165 AY:+0.72136 MZ:+0.29525 AZ:+0.70226 TEMP: +28.148以上数据表示X、Y和Z磁通门输出（高斯）和加速度计输出（g）。当二进制字节02=04，WL800处于角度上传模

8、式，输出数据格式如下：ROLL: +35.17825 MAGROLL: +198.24032 PITCH: +90.14559 MAG: +0.43326HEAD: +26.76792 GRAV: +1.00101 TEMP: +28.026 DA: 55.893ROLL为重力工具面角， PITCH为倾角，HEAD为方位角，MAGROLL为磁性工具面角，MAG为总磁场，GRAV为总重力场，DA为地磁倾角。3.3.2 二进制通信模式3.3.2.1 分量数据上传模式收到0x80，WL800通过发送二进制传感器分量数据包进行响应（双字节数据，高字节在前） ：<80> <0601&g

9、t; <02> <MX> <AX> <MY> <AY> <MZ> <AZ> <T> <V><CRC> <0604><80> 指令返回（即主机发送指令0x80的返回值）；<0601> 分量数据上传同步头，如果数据或者CRC校验码中出现06，WL800会重复发送一次06；<02> 分量数据上传模式 ；<MX> 是双字节（x轴磁传感器数据乘以10000）；<AX> 是双字节（x轴加速度传感器数据乘以10000）

10、；<MY><AY><MZ><AZ> 同上面分量格式 ；<T> 是双字节（温度传感器数据乘以100）；<V> 是双字节（输入电压数据乘以100） ；<CRC> CRC校验位 ；<0604> 同步尾 ；3.3.2.2 角度数据上传模式收到0x83，WL800通过发送二进制传感器分量数据包进行响应（双字节数据，高字节在前）。<83> <0602> <03> <TF> <MS> <INC> <BT> <AZ> &

11、lt;GT> <T> <V> <CRC> <0604><83> 指令返回（即主机发送指令0x83的返回值）；<0602> 计算数据上传同步头 ，如果数据或者CRC校验码中出现06，WL800会重复发送一次06；<03> 计算数据上传模式 ；<TF> 是双字节（重力工具面角计算数据乘以10）；<MS> 是双字节（磁工具面角计算数据乘以10）；<INC> 是双字节（倾角计算数据乘以10）；<BT> 是双字节（总磁场强度计算数据乘以10000）；<AZ>

12、; 是双字节（方位角计算数据乘以10）；<GT> 是双字节（总加速度计算数据乘以10000） ；<Temp> 是双字节（温度传感器数据乘以100）；<Voltage> 是双字节（输入电压数据乘以100） ；<0000> 无效填充，备用 ；<0604> 同步尾 ；3.4 待机功能启动可通过指令控制WL800待机模式和工作模式，进入待机后，加速度计和磁通门传感器关闭供电，短节低功耗运行，指令格式如下：进入待机模式：0L#0PM0#进入工作模式0L#0PM1#待机模式后，WL800只对启动工作模式指令响应；除发送指令外，重新上电也可以使WL

13、800进入工作模式。4 短节坐标系及角度定义WL800短节用顶部圆柱形的两个定位销定义坐标系方向。短节的X,Y和Z轴的方向如图1所示。若X轴箭头指向北半球的北方，则X轴磁通门输出电压为正；如果X轴箭头指向下方，则X轴加速度计输出为正。角度的定义可以参照下图。以下为WL800计算角度的公式方程，其中Gx加速度计 x轴输出；Gy加速度计 y轴输出；Gz加速度计 y轴输出Hx磁通门 x轴输出；Hy磁通门 y轴输出；Hz 磁通门z轴输出图24.1 重力工具面角和磁性工具面角计算重力工具面角为从Y轴加速度计输出为0，Z轴加速度计输出为正时的位置顺时针转到当前位置时到所转过的角度（从X轴的反方向看）。重力工具面角根据以下公式计算(0<2)当Gy = 0且Gz> 0时，重力工具面角=0；当Gy = 0 且Gz< 0时，重力工具面角=。当x轴接近竖直时（倾角5°），分量Gy和Gz变小导致精度变差。在这种情况下，磁性工具面角m常用于确定WL800方位角。磁性工具面角为从Y轴磁通门输出为0，Z轴磁通门输出为正时的位置顺时针转到当前位置时到所转过