摘要：深度信号的正确鉴相在石油行业非常重要。通常光学编码器或临近感应式传感器发出的90度相位信号必须通过专用的设备才能返映出外部装置的上下运动或正反转动。本文则主要从软件方面给出了鉴相的模式和程序实现方法。
关键词：鉴相器、深度信号、光学编码器、数据采集、软件鉴相。
引言
在石油工作现场，井深的测量非常重要。井深的精确与否，直接影响与其相关的众多参数的准确度。举个最简单的例子：如果井深不对，就难以说明钻时到底是哪一米的，也同样不知道钻压是哪一米的，与深度相关的参数就都值得推敲了。早期的深度装置，如法国地质服务公司的HP1000录井系统，Dresser的电测设备等使用的都是光学编码器，后来出现了一种临近接收装置，极大的提高了传感器的适应能力及可靠性，但无论是哪一种方式，他们的原理都是相通的，都是靠旋转的过程产生相位差90度的双脉冲信号，这一原理用得最多的则是我们使用的鼠标器，差不多所有的滚球式鼠标都毫不例外的使用双脉冲方式，光电鼠标也不例外。尽管这些传感器件的原理相同，但他们的鉴相原理是不一样的。
通常，鉴相的方法是通过D触发器首先锁存一路脉冲，将其与另一路脉冲比较，判断旋转的方向。但这种方法有一个非常难以克服的缺点，当传感器在一个地方不停来回颤动的时候，如跳钻频繁的时候，鉴相器往往失控而造成误鉴相，这在以往的设备研制时得以了证实。因此，这种方法难以进行高精度的深度测量，而长期使用后的累计误差是相当大的。显然这种方法不能很好的在现场完成鉴相任务。其它方法则是采用专用的处理电路实现脉冲信号的鉴相，精度是达到了，但制作困难，而且容易出现故障，其实软件也同样能够很好的完成双脉冲信号的鉴相任务。
一.脉冲鉴相的原理及硬件实现
图一是一组典型的传感器输出信号，从图中可以看出，A信号和B信号的相位差是90度，其传感器的原理大概如下：
图二是传感器的大概结构，A，B接收器在物理位置的摆放上相差90度相位，当B传感器件进入菊花轮的一半时，另一个传感器件正好刚刚开始进入菊花轮，当B器件结束检测时，A器件则刚好进入菊花轮的一半，这样就可以产生出带90度相位差的一组信号，通过这一组信号就可以判断出菊花轮是在正转还是在反转，从而间接的反映出大钩或钢丝绳的上升或下降。
为了正确的鉴相，后置电路必须完成如下工作：
产生A、B信号的上升沿及下降沿。
产生A、B信号的反信号。
图三是A、B信号的变换信号，这些信号包括非信号、上升沿、下降沿。
判断菊花轮左转或右转的方法是这样的：如果A信号先到，而B信号后到则是左转（上升）。如果B先到而A后到则是右转（下降）。有了这样一种分析方法，我们就可以写出上升和下降的逻辑公式（真值表简化过程略）。
其中Down代表下降、Up代表上升。
如果是用硬件实现的话，那么不论是上升还是下降都离不开四输入端或门及四个双输入端与门，而74H52正好具备这一功能，因此，其上升及下降的信号可以按图四的方式输出。
图四表明，传感器信号经过数字电路派生出上升沿、下降沿、反相信号后就可以直接生成代表上升或下降的信号，对上升或下降信号计数就可以知首它转动的位置，从而获取大钩的位置或钢丝绳走过的距离及仪器的井下位置。
