Устройство для измерения инвариантов эллиптически поляризованного магнитного поля Советский патент 1985 года по МПК G01V3/08 G01V3/16 

1 1

Изобретение относится к геофизи- t ке, а более конкретно к устройствам для геоэлектроразведки индуктивными методами, и может быть использовано как для наземного, так и для воздушного вариантов.

Известно устройство для измерения инвариантов эллиптически поляризованного магнитного поля, содержащее два взаимно ортогональных магнитоприемника, два фазовращателя, суммо-разностную схему, генератор коммутирующего напряжения, блок коммутации, квадратичный детектор, синхронный выпрямитель и два измерительных прибора ij.

Недостатком известного устройства является низкая точность из-за наличия погрешности комбинационных составляющих с частотой, Олизкой к частоте коммутации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения инвариантов эллиптически поляризованного магнитного поля, содерх ащее два взаимно ортогональных магнитоприемника, два квадратурных фазовращателя, генератор коммутирующего напряжения, два блока коммутации, два квадратичных детектора, блок суммирования, синхронный выпрямитель и два .измерительных прибора, причем выходы первого и второго магнитоприемников соединены .соответственно с входами первого и второго квадратурных фазовращателей, выходы генератора коммутирующего напряжения соединены с управляющими входами блоков коммутации и синхронного выпрямителя, выходы первого и второго блоков коммутации соединены с входами первого и второго квадратичных детекторов, выходь: которых соединены с входами блока суммирования, выход которого соединен с входами первого измерительного прибора и синхронного выпрямителя, выход которого соединен с входом второго измерительного прибора 2J.

Недостатком известного устройства является низкая точность, обусловленная погрешностью разориентиррвки магнитоприемников.

Цель изобретения - повьш ение точности.

Цель достигается тем, что устройство для измерения инвариантов эллиптически поляризованного магнитного

8А2 поля, содержащее два взаимно ортогональных магнитоприемника, два квадратурных фазовращателя, генератор коммутирующего напряжения, два блока

коммутации, два квадратичных детектора, блок суммирования,синхронный выпрямитель и два измерительных прибора, причем выходы первого и второго магнитоприемников соединены соответственно с входами первого и второго квадратурных фазовращателей, выходы генератора коммутирующего напряжения соединены с управляющими входами блоков коммутации и синхронного выпрямителя, выходы первого и второго блоков коммутации соединены с входами первого и второго квадратичных детекторов , выходы которьгх соединены с входами блока суммирования, выход

которого соединен с входами первого измерительного прибора и синхронного выпрямителя, выход которого соединен с входом второго измерительного прибора, содержит первую и вторую сумморазностные схемы, первые выходы которых соответствуют сумме, а вторые выходы - разности входных сигналов, при этом входы первой су то-разностной схемы соединены с в)1ходами первого квадратурного фазовращателя и второго магнитоприемника, а входы второй суммо-разностной схемы соединены с выходами второго квадратурного фазовращателя и первого магнитоприемника, первый и второй выходы первой суммо-разностной схемы соединены соответственно с первым и вторым входами первого блока коммутации, а первый и второй выходы второй суммо-разностной схемы соединены соответственно с вторым и первым входами второго Л( к а коммутации .

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство, содержит два взаимно ортогональных магнитоприемника 1 и 2, два квадратурных фазовращателя 3 и А, две cyм; ю-paзнocтныe схемы 5 и 6, два блока ком утации 7 и 8, два квадратичных детектора 9 и 10, блок суммирования 11, синхронный выпрямитель 12, два измерительных прибора 13 и 14 и генератор коммутирующего напряжения 15.

Суммо-разностные схемы 5 и 6 явля5 .ются объединением в одном блоке сум- мирующей и вычитающей схем, имеющих общие входы и отдельные выходы для суммы и разности входных сигналов. Сигнал с выхода первого магнитоприемника 1, пропорциональный соответствующей составляющей магнитного поля, равен U sinu)i,a сигнал с вьпсода второго магнитоприемника 2 равен U sindflt+V). Тогда на первый и второй входы первой суммо-разностной схемы 5 поступают сигналы wt и и, sin( u)) , а на аналогичные входы второй суммо-разностной схемы 6 поступают сигналы U sin oi-t и t/j,cos(u)i + If) . Пусть вькодные напряжения первой и второй суммо-разностных схем 5,6 равны сумме входных сигналов для первых выходов и разности входных сигналов для вторых выходов. Тогда на первом выходе первой суммо-разностной схемы 5 будет сигнал )t+ UjsinCco-t J, а на втором выходе будет сигнал f cosWi-U|Sin(шt ). Аналогично на выходах второй суммо-разностирй схемы 6 будут иметься сигналы . (j sinui-kt Цсо5(ш1+у) . В один полупериод коммутации, которому соответствует замыкание первых входов первого и второго блоков коммутации 7, 8 на их выходы на выходах блоков коммутации 7 и 8 буд иметь сигналы U i:osu)i+ Uj sinCwi+O ; U sinWi- U cos(u)i + f) , Эти сигналы поступают на входы первого и второго квадратичных детек торов 9 и 10, возводятся в квадрат и складываются в блоке суммирования 1 на выходе которого появится напряжение UTCOSu)t+UiSin(tot+V) + + )t-U2Cos(U)i+tf) и,+ Ul + sintf. В другой полупериод коммутации, которому соответствует замыкание вто рых входов блоков коммутации 7 и 8 на их выходы, на выход первого блока комму.тации 7 приходит разностный сигнал, а на выход второго блока ком мутации 8 приходит суммарный сигнал, в результате чего на выходе блока суммирования 11 появится напряжение СЦоо8Ш -и251п(ш4+ if)Uisinu)t-t+ UjCos(u)U if) и2+и|-2Ци2 sin I/. Таким образом, выходное напряжение блока суммирования 11 состоит из постоянной составляющей и ..переменной составляющей прямоугольной формы с частотой коммутации и равно I ,,iK :;b5«4ben-sit, где sgtl sinSJt - знаковая функция с частотой коммутации Q . Среднее значение напряжения на выходе блока суммирования, измеряемое первым измерительным прибором 13, равно Un4(u;.u,)u , т.е. пропорционально сумме квадратов полуосей Hj., и Н| эллипса поляризации магнитного поля. Синхронный выпрямитель 12 выделяет переменную составляющую напряжения на выходе блока суммирования II, имеющую частоту коммутаций V 5 . - ii)2U,UjSinV-2H H . Напряжение на выходе синхронного выпрямителя 12, измеряемое вторым измерительным прибором 14, пропорционально удвоенному произведению полуосей эллипса поляризации магнитного поля. Изобретение позволяет повысить точность измерения интервалов благодаря использованию двухканальпого варианта с взаимно ортогональными магнитопрйемниками, в котором комбинационные частоты каждого из каналов взаимно компенсируются.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНВАРИАНТОВ ЭЛЛИПТИЧЕСКИ. ПОЛЯРИЗОВАННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее два взаимно ортогональных магнитоприемника, два квадратурных фазовращателя, генератор коммутирующего напряжения, два блока коммутации, два кв адратичных детектора, блок сумми- рования, синхронньй выпрямитель и два измерительных прибора, причем выходы первого и второго магнитоприемников соединены соответственно с входами первого и второго квадратурных фазовращателей, выходы генератора коммутирующего напряжения всвсоюз я ) : с .-Ч - А i J -4 II г I :-i .. .; ;,;i;- «а I L ..хАI соединены с управляющими входами блоков коммутации 1и синхронного выпрямителя, выходы первого-и второго блоков коммутации соединены с входами первого и второго квадратичных детекторов, выходы которых соединены с входами блока суммирования, выход которого соединен с входами первого измерительного прибора и синхронного выпрямителя, выход которого соединен с входом второго измерительного прибора, отличающееся тем, что, с целью повьпиения точности, оно содержит первую и вторую сумморазностные схемы, первые выходы о которых соответствуют сумме, а вторые (f. выходы - разности входных сигналов, с при этом входы первой суммо-разностной схемы соединены с выходами первого квадратурного фазовращателя и второго магнитоприемника, а входы второй суммо-разностной схемы соединены с выходами второго квадратурного фазовращателя и первого магнитоприемника, первый и второй выходы о первой суммо-разностной схемы соеди0( 4i нены соответственно с первьгм и вторым входами первого блока коммутации, а первый и второй выходы второй суммо-разностной схемы соединены соответственно с вторым и первым входами второго блока коммутации.