[发明专利]一种耐高温伺服电路电压调节器及加速度计

说明书

本发明提供一种耐高温伺服电路电压调节器及加速度计，采用二极管、晶体管及阻容元件组成的电压调节器替原有集成线性稳压器。本发明通过元器件的选择和电路设计，使得电压调节器输出±5V～7V，降低了电路内部对误差处理芯片的供电电压，在不改变外部电源供电电压的前提下实现了加速度计伺服电路静态功耗的降低，且采用本发明的电压调节器使得加速度计能够在185℃以上的高温环境下工作。

技术领域

本发明涉及一种耐高温伺服电路电压调节器及加速度计，具体地涉及一种用于耐高温加速度计的伺服电路电压调节器，属于加速度计伺服电路技术领域。

背景技术

耐高温加速度计主要用于石油钻探领域，是随钻测量系统中斜度与方位测量的重要惯性传感器。随着石油勘探开发的不断拓展，深井和超深井钻探需求越来越强烈。深井作业对加速度计的工作温度提出了更为严格的要求，加速度计需在185℃左右环境中可靠工作。目前，应用可靠的耐高温加速度计工作温度仅可覆盖125℃、150℃不同档次。

耐高温加速度计主要由表头和伺服电路组成，电路主要完成加速度计敏感信号的放大、补偿以及输出功能，制约加速度计工作温度上限的原因一方面是现有加速度计伺服电路中使用CW78M09、CW79L09集成线性稳压器，该类器件数据手册显示的工作温度范围为-55℃～150℃，该类稳压器在实际工作时，其本身具有较大的功耗，实际测试表明在环境温度150℃时，该类线性稳压器已出现无电压输出现象，无法为电路中的误差处理芯片供电，导致伺服电路工作异常。而现有的耐高温线性稳压器尺寸较大，无法集成于伺服电路内部。另一方面，在±15V电源供电情况下，现有加速度计静态功耗约为300mW，实际工作中伺服电路表面温度较环境温度高5～10℃，功耗较大不利于加速度计电路在高温环境中长期可靠工作。现有一些的方法，在降低电路功耗的同时，其牺牲了加速度计的一些其他功能，例如将供电电源电压降低，导致加速度计的量程也随之降低，不能满足某些特定场合的需求。综上所述，目前制约加速度计伺服电路耐温特性的主要因素有：1、现有伺服电路中线性稳压器150℃高温环境下无电压输出，电路无法正常工作；2、±15V电源供电情况下，伺服电路静态功耗较大，整体发热明显，不利于高温环境下长期可靠工作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种耐高温伺服电路电压调节器，尤其提供一种用于耐高温加速度计的伺服电路电压调节器及耐高温加速度计。

本发明的技术方案如下：一种耐高温伺服电路电压调节器，其包括正向电压调节器和负向电压调节器，所述正向电压调节器的电路由二极管D1、NPN晶体管Q1和Q2、分压电阻R1和电容C1和C2组成，其中，所述NPN晶体管Q1的发射极与集电极相连再接分压电阻R1，其基极接地，所述NPN晶体管Q2的发射极为输出端，并与电容C2相连，基极与分压电阻R1相连；

所述负向电压调节器的电路由二极管D2、NPN晶体管Q3、PNP晶体管Q4、分压电阻R2和电容C3和C4组成，其中，所述NPN晶体管Q3的发射极与集电极相连再接地，其基极与分压电阻R2相连，所述PNP晶体管Q4的发射极为输出端，并与C4电容相连，其基极与分压电阻R2相连，且所述正、负向电压调节器的输出电压为±(5～7)V。

所述二极管D1正向端与外部供电正电源相连，反向端与电容C1相连；

所述二极管D2负向端与外部供电正电源相连，正向端与电容C3相连；

所述正、负向电压调节器输入电压范围采用常规的加速度计的电压输入范围，可以为±(12～18)V；

所述二极管和晶体管均选用耐高温的二极管和晶体管。

一种耐高温加速度计，其采用上述的伺服电路电压调节器。

本发明相对于现有技术的特点及优势：