Измеритель электрических свойств горных пород и руд Советский патент 1986 года по МПК G01R27/02 

I

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для измерения составляющих комплексного сопротивления образцов гор- ньпс пород и руд и может быть использовано при проведении геофизических исследований,, а также при контроле электрических свойств образцов различных материалов.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения допол- ните.льно измерения активной и реактивной составляющих комплексного сопротивления объекта измерений.

На чертеже представлен а структурная схема измерителя электрических свойств горных пород и руд.

Измеритель содержит перестраи- Баемый генератор 1, первый выход которого через эталонный резистор 2 подключен к первому электроду двух% электродного датчика 3 с измеряемы м образцом, второй электрод которого соединен с вторым выходом генератора 1 и общей шиной, первый дифференциальный усилитель 4 , входы которого подключены к выводам эт алонного резистора 2, второй дифференциальный усилитель 5,входы которого подключены к электродам двухэлектродного датчика 3, выход дифференциального усилителя 4 соединен с первым входом синхронного детектора 6 и через амплитудный детектор 7 подключен к первому входу измерителя 8 отношений и входу второго квадратора 9, выход которого соединен с вторым входом .второго измерителя 10 отношений, выход второго дифференциального усилителя 5 соединен с вторым входом синхронного детектора -6 и через амплитудный детектор I1 подключен к второму входу первого измерителя 8 отношений, выход которого подключен к первому входу регистратора 12, к первому входу сумматора 13 и второму входу блока i 4 вычитания, выход которого подключен к второму входу регистратора- 12 и второму входу сумматора 13, выход которого соединен с вторым входом третьего измерителя 15 отношений, выход которого соединен с первым входом блока 14 вычитания, выход синхронного детектора 6 подключен к первому входу второго измерителя 10 отношений, вы- х(3д которого соединен с третьим входом регистратора 12 и через первый

39632 2

квадратор 16 подключен к первому входу третьего измерителя 15 отношений .

Устройство работает следующим образом..

Перестраиваемый по частоте генератор 1 вырабатывает гармоническое напряжение , приложенное к цепи нагрузки, образованной последователь- 0 но соединенными эталонным резистором 2 и измеряемым образцом горной породы, установленным в двухэлектрод- ный датчик 3,, Ток, протекающий по цепи нагрузки, создает падение напряжения на эталонном резисторе 2

5

и

е -R(

R« + Z

и на измерительном образце датчика 3

20

и,

е. Z

RO + 2

где е - выходное напряжение генератора I;

R0 - величина сопротивления эталонного резистора 2; Z - величина комплексного соп- ротивл ния измеряемого образца датчика 3.

Дифференциальные усилители 4 и 5 выделяют указанные напряжения и усиливают их до необходимой для работы амплитудных детекторов 7 и 11 величины.

После детектирования на выходах амплитудных детекторов 7 и 1 дейст- в-уют напряжения

е ,R(

Rn + Z

и

и/,

i:Ei5- I

iRo + Zl.

|eiZ

RO

Синхронный детектор 6 осуществляет операцию перемножения напряжений и и и. с выделением активной составляющей комплексного напряжения

е 5 (R ; z)

где R j - активная составляющая

комплексного сопротивления образца.

На выходе квадратора 9 форми- 55 руется напряжение

и и 6 (RO +

z)2

и подается на второй вход второго измерителя 10 отношений, на первый вход которого подано напряжение . На выходе измерителя 10 отношений получается напряжение, пропорциональ- ное с точностью до множителя-К активной составляющей комплексного сопротивления образца

УГ -к Rj п и« - Ч RO Одновременно а выходе первого измерителя 8 отношений формируется напряжение Ujj , пропорциональное с точностью до постоянного множителя Kj. модуля комплексного сопротивления образца

и

и-г

К 5- RO

и.

Напряжение, пропорциональное активной составляющей комплексного сопротивления образца, возводится в квадрат квадратором .16 и подается на первый вход третьего измерителя 15 отношений, на второй вход которого подается напряжение с выхода сумматора- 13, на первый вход которого приложено напряжение, пропорциональное модулю Z , а на второй вход - выходное напряжение блока 14 вычитания, образующего разность напряжений с выхода третьего измерителя 15 отношений и напряжения, пропорционал.ь н ого модулю Z

Если обозначить выходное напряжение блока 14 вычитания U, , то можно записать

щых и - ог и;«;

.-

1 .г.

откуда Uewx Uz. + UBHX Uz +

+ и« Пбых - UK;

URHX N/U - Ul ,

RO

т.е. пропорционально модулю реактив- ной составляющей комплексного сопротивления образца с точностью до постоянного множителя Kj..

Напряжение с выхода измерителя 8 отношений, пропорциональное модулю Z, напряжение с выхода измерителя 10 отношений, пропорциональное активной составляющей R, и .напряжение с выь- 5

10

15

20

25 ,-

35

40

45

- 50 , 55 й хода блока 14 вычитания, пропорциональное реактивной составляющей Х, подаются на регистратор 12, где и регистрируются.

Формула изобретения

Измеритель электрических свойств горных пород и РУД, содержащий генератор, первый выход которого через эталонный резистор подключен к первому электроду двухэлектродного датчика с- измеряемым образцом, второй электрод которого соединен с вторым выходом генератора и с общей шиной, два дифференциальных усилителя, входы первого из которых подключены к выходам эталонного резистора, входы второго дифференциального усилителя подключены к выводам двухэлектродного датчика, два амплитудных детектора, вход первого амплитудного детектора соединен с выходом первого дифференциального усилителя, а выход подключен к первому входу первого измерителя отношений, вход второго амплитудного детектора соединен с выходом второго усилителя, а выход подключен к второму входу первого измерит.еля отношений, выход которого. соединен с первым входом регистратора, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены синхронный детектор, второй и третий измерители отношений, первый и второй квадраторы, блок вычитания и сумматор, причем первый и второй входы синхронного детектора подключены к соответствующим выходам первого и второго дифференциальных усилителей, а выход соединен с первым входом второго измерителя отношений, выход которого соединен с вторым входом регистратора и через первьй квадратор соединен с первым входом третьего измерителя отно-; шений, выход которого подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого.подключен к выходу первого измерителя отношений и к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с третьим, входом регистратора и выходом блока вьтчи- тания, выход сумматора соединен с вторым входом третьего измерителя отношений, выход первого амплитудного детектора через второ й квадратор подключен к второму входу второго измерителя отношений.

Изобретение предназначено для .измерения составляющих комплексного сопротивления образцов горных пород и руд и может быть использовано при проведении геофизических исследований, а также при контроле электрических свойств образцов различных материалов. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей измерителя. Измеритель электрических свойств горных пород и руд содержит перестраиваемый генератор 1, двухэлектродный датчик 3, дифференциальные усилители 4 и 5, амплитудные детекторы 7 и М, измеритель 8 отношений и регистратор 12. Введение в устройство синхронного детектора 6, квадраторов 9 и 16, измерителей 10 и 15 отношений, сумматора 13, блока 14 вычитания и, образование новых связей между элементами обеспечивают дополнительное измерение активной и реактивной составляющих комплексного сопротивления объекта измерения. 1 ил-. с «е (Л to ОО ;о о со ГС