Измерительное устройство для геоэлектроразведки Советский патент 1983 года по МПК G01V3/08 

О

ff

сл

o

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГЕОЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ, содержащее последовательно вкпюченньге. |)1ервкчный преобразователь, первый кшоч, усипитепь, второй ключ, параллельно подключенные синхронные фильтры, каждый из которы с содержит последовательно соединенные конденсатор и ключ, и индикатор, а также схему управления, соединенную с управляющими входами первого и второго ключей и синхронных фильтров, и конденсатор, одна обкяадка которого соединена с обшей точкой, соединяющей выход первого ключа и вход усилителя, а другая сбкладка - с общей шиной устройства, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей, первые выводы конденсаторов синхронных фильтров соединены с выходом второго ключа, вторые выводы которых соединены с входами индикатора и через соответствуюшие им ключи с общей шиной.

Фаг.1 10 Изобретение относится к геофизичес- кому приборостроению, в частности к устройствам цпя измерения неста1гаонар ных йтори 1нык эпектромагнитных попей. Известно измерительное устройство, соцержащее послецоватепьно включенные первичный преобразователь {приемную рамку), синхронный фипьтр, состояите из конаенсаторов и ключей, инцикатор и устройство управпения, генерирующее стробирующие импупьсы, управляющие ключами синхроинык фильтров Cl 3 Недостатками данного устройства яв пяются низкая точность и ограниченные функциональные возможности, Низкая точ ность обусловлена тем, что параметры синхронного фильтра и стробируюших импульсов выбираются на основе компромисса межцу динамической и статической составляющими ошибок измерения.. Увелтгчение статической точности и степени подавления несинхронных помех требует увеличения емкостей конденса- торов синхронного фильтра и цлитепьноотей стробирующих импульсов, но при это возрастают динамические ошибки, связанные с изменением сигнала за время стробирования. Кроме того, в этом устройстве огран чен выбор количества временных каналов программный выбор заданного канала, измерение мапых относительных приращений на фоне значительных постоянных напряжений, например, при измерении пе реходных характеристик вызванной поляр зации во время пропускания тока. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является измерите ное устройство для геоэлектроразвепки, содержаш;ее последовательно включеН ные первичный преобразователь, первый ключ, усилитель, второй ключ, паралпель но подключенные синхронные фильтры. каждый из которых содержит последова тепьно соединенные х онденсатор и ключи и инцикатор а также схему управления, соединенную с управляющими входами первого, второго ключей и синхронных фипьтров, конденсатор, одна обкладка которого соединена с общей точкой, сое- циняющей выход первого ключа и вхоц усипитепя, а другая обкладка - с общей шиной устройства С 2 3 . Недостатками этого устройства яв- пяются низкая точность и ограниченные функдаонапьные возможности. Низкая точность обусповпена тем, что величина емкостей синхроннык фипьтров и длр1гтепьности кнтервапов стробирования дан« 142 ного устройсгтва выбирается на основе К0 -1промисса между динамической и статической составляющими ошибок измерения, а коэффициент передачи измерительного канала зависит от емкостей конденсаторов синхронных фильтров. Функциональные возможности устройства ограничены из-за отсутствия возможности программного выбора канала, а уве1гачение количества измерительных каналов ограничено взаимным влиянием синхронных фипьтров. Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в измерительное устройство для гео- экектроразведкИ: содержащее последовательно включенные первичный преобразователь, первый ключ, усилитель, второй ключ, параллельно поцключеннь;е синхронные фильтры, каждый содержит последовательно соединенные конденсатор и ключ,и инаикатор, а также схему управления, соединенную с управляющими входами первого и второго ключей и синхронны х фипьгров, и конденсатор, опна обкладка которого соепинена с общей точкой, соединяющей Е|Ыход первого ключа и вхоц усилителя, а другая обклацка - с общей шиной устройства, введены связи таким образом, что первые выводы конденсаторов синхронных фильтров соединены с выходом второго ключа, вторые выводы кото рых соецингны с входами индикатора и через соответствующие им ключи - с общей шиной. Ввецение новых связей позволяет исключить динамичес1ше ошибки и уменьшить инструмента и ьные за счет снижения требований к длительности стробирующих импульсов и величине емкости конденсаторов синхронных фильтров, обеспечивая тем самым повышение точности устройства. Кроме того, данное устройство может осуществлять программный выбор относительного приращения между произвольно выбранной парой моментов времени, изменять попярность выходного сигнала, осуществлять модуляцию сигнала (последнее свойстве важно для регистрации сигналов низкого уровня). Перечисленные свойства существенно расширяют функциональные возможности устройства. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2-10 временные диаграммы, поясняющие рабо« ту устройства (номерами обозначены узлы устройства, на которых наблюдается указанная временная диаграмма). 31 Измеритепьное устройство содержит первичный преобразоватепь 1, скему 2 управпения, первый кпюч 3, конпенсатор усипитегть (повторитель) 5, второй ключ (V синхронных фипьтров, кажцый из котор содержит конденсатор 7 и кпюч 8, индикатор 9, имеющий входы 1О и 11. Выход первичного преобразоватепя 1 связан с кпючом 3, соединенным с одним выводом конденсатора 4, другой вывод которого присоединен к общей шине устр ства , Обшая точка ключа 3 и конденсатора 4 соединена с входом повторите- пя 5, выходом связанного с ключом 6. Ключ 6 связан с одними выводами конценсаторов 7 всех синхронных фильтров, другие выводы которых через соответствующие им ключи 8 подключены к о щей шине устройства. Выводы синхронных фильтров (общие точки конденсаторов 7 и ключей 8) связаны с входом индикатора 9. Выходы схемы 2 управления связаны с управляющими входами кшочей 3, 6, и 8. Устройство работает следующим Образом. В момент времени t импульсом со схемы 2 управления замыкается кпюч и на конденсаторе 4 запоминается напр ,жение 2 , равное выходному напряж&нию первичного преобразователя 1 в этот момент времени. Это напряжение хранится на конденсаторе 4 до прикода следующего импульса со схемы 2 управпения .на ключ 3. После прихода очередного импупьса на конденсаторе 4 запомнится напряжение, соответствующее напряжению выходного сигнала первичного преобразователя 1 в этот момен времени. Это напряжение поступает на вход повторителя 5, устрангяюшего разря конденсатора 4 синхронными фильтрами. В интервале между импульсами, замы кающими кшоч 3, замыкается ключ 6. Одновременно с ним замыкается кпюч к8 одного из синхронных фильтров и конденсатор 7 этрго фильтра запоминает напряжение, поступившее с выхода повторителя 5 в этот интервал времени. В интервале t - tp замыкается ключ 8 первого синхронного фильтра и конденсатор 7 этогофильтра зарядится до напряже-г ния L/i ; в интервале времени 4 2-4 замкнется ключ В второго синхронного фильтра и конденсатор 7 этого фильтра зарядится до напряжения Ц и т. д. Напряжение Uj - UA , т. е. равное ра ности напряжений на конденсаторах 7 14 первого и второго синхронных фильтров, в интервале времени 2 3 поступит на индикатор 9, напряжение поступит в интервале .. -в интервале - lПоскольку заряд конденсаторов 7 осуществляется в паузах между импульсами ключа 3, т. е. постоянным напряж нием, динамическая составляющая оши&ки устраняется. Если зацыкать ключи 8 периодическими импульсами, как показано на фиг. 5 8 пунктиром, то напряжение на входе индикатора 9 будет промодулировано, что важно для регистрации малых сигналов. Фиг. 9 и 10 поясняют возможность программного управления устройством в частном спучае, когда на входе 10 индикатора 9 поопедовательно появг1яются значения относительных приращений , а на входе 11 - относительных приращений. Изменяя порядок замыкания ключей 8, можно считывать разности напряжений U.-U в произвольном порядке. Это свойство необходимо при автоматизации измерений переходных характеристик и при дистационном управлении измерителем, тем что место при каротажных исследованиях, когда измеритель находится в скважине, а индикатор - на дневной поверхности. В этом же случае важно модулировать сигнал для передачи его по линии связи на вход индикатора. Таким образом, данное устройство отличается от известного как по прочности измерений, так и по функциональным возможностям. Расширение функциональных возможностей позволит применить данное устройство в основе автоматизированной системы исследования переходных хараткристик. В известном изобретении (измерительное устройство аппаратуры метода ранней стадии вызванной поляризации типа С-003) статическая погрешность, :обуоловленная токами утечки замкнутых кто . чей и входным сопротивлением индикато ра,составляет 1% при частоте выборок 26 Гц, Динамическая погрешность зависит от скорости изменения входного сигнала. мер, при входном воздействии вида где д - амплитуда входного импульса i - текущее время, с; 6 - постоянная времени, с; , С 0 равной 1; О,3; 0,1 не, относитепьная динамическая погрешность соетавит соответственно .2; 7; 13%. В преапагаемом устройстве статичеокая погрешность рйвна 0,2% при часто- 5 те выборок 2О Гц, Относительная ц1И 1ами« ческая погрешность при входном возаействии вица (1) с (в), равной 1; О,3; О,1 мс,составпяет соответственно 0,2j О,3; 0,5%.

I-I I-I I-I I I I ; I I

I I ГТ I

I I I I i

uJ L-J UJ

г/

Фиг.6

Фмг.7

I и

Фиг.В

Фиг. 9

Фчг.Ю