Устройство для калибровки электронных сейсмических каналов Советский патент 1986 года по МПК G01V1/16 

1

Изобретение относится к сейсмометрии и может быть применено в сейсмометрии, инженерной сейсмологии и сейсморазведке.

Целью изобретения является повышение точности и надежности калибровки электронных сейсмических каналов.

На фиг. 1 приведена блок-схема к ибровочного устройства; на фиг. 2- блок-схема блока согласования; на Фиг, р - блок-схема d;ioKa масштабирования;

Устройство, для калибровки состоит из калибруемогб канала 1 , состоящего из последовательно включенных сейсмометра и усилителя, генератора 2, блока согласования 3, блока масштабирования 4, KONMyTaTopa каналов 5, двухлучевого электронного осциллографа 6, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 7 и цифрового регистратора (магнитофона) 8. Выход магнитофона является выходом устройства.

Блок согласования имеет выходы 9 и 10, блок масштабирования имеет выходы 11-15, коммутатор каналов имеет входы 16-21, кроме того, имеются свободные входы для подключения однотипных калибруемых каналов (не обозначено), осциллограф имеет входы 22 и 23..

Блок согласования состоит из буферного каскада на операционном лителе 24 с резистором 25 обратной связи, сдвигающего каскада на one- рационном усилителе 26 с резисторами 27 и 28 обратной связи и делителем на сопротивлениях 29 и 30, и инвертора на операционном усилителе 31 с резисторами 32 и 33 обратной связи.

Блок масштабирования состоит из каскада I на операционном усилителе 34 с переключателями 35 и 36, каскада И на операционном усилителе 37 с резистором 38 обратной связи и переключателем 39, каскада Ш на операционном усилителе 40 с резисторами 41 и 42 обратной связи и переключателя 43.

Устройство работает следующим образом.

Синусоидальные напряжения с частотой, на которой производится калибровка канала, с выхода генератора 2 подают на вход блока согласования 3. С выхода 10 блока согласования, который имеет коэффициент передачи 1, но напряжение на нем при отсутствии

411732

сигнала равно -5,45 В, что соответствует стандарту применяемого АЦП, сигнал подают на вход коммутатора каналов 5, например Ф 799/2, и на

5 первый однофазный вход электронного осциллографа 6, например С1-18. С помощью аттенюатора генератора двойная амплитуда напряжения устанавливается равной 0,75-0,85 от максималь- 10 но допустимого входного напряжения (9,4 В) и его величина контролируется осциллографом 6. С выхода 9 блока согласования, который имеет коэффициент передачи 1, напряжение подают

15 на вход блока масштабирования 4, а с выхода этого блока - в цепь калибровочной обмотки калибруемого канала 1. Коэффициент масштабирования с помощью переключателей 35,36,39 20 и 43 этого блока выбирают таким, . чтобы на выходе калибруемого канала. 1 двойная амплитуда напряжения отклика составляла 0,75-0,85 от максимально допустимого входного напряжения 25 АЦП. Величину этого напряжения контролируют осциллографом 6, подавая на второй однофазный вход 23. Напряжение отклика калибруемого канала 1 подают на вход 17 коммутатора кана- 30 лов 5. Напряжения с выходов 12,13, 14 и 15 блока масштабирования, которые характеризуют положения масштабирующих переключателей 35,36,39 и 43 соответственно, так как каждому положению этих переключателей соот35

40

45

50

ветствует определенное постоянное напряжение, подают на входы 18,19, 20 и 21 коммутатора каналов 5. С выхода коммутатора каналов 5 каждое из подаваемых на его входы напряжение подают на вход АЦП, цифруют П-раз- рядным кодом и с-выхода АЦП регистрируют магнитофоном на магнитную ленту. При калибровке нескольких однотипных каналов напряжение с выхода блока масштабирования 4 подается одновременно в цепи калибровочных обмоток всех каналов, а напряжения откликов с выходов этих каналов подаются на соответствующие свободные входы коммутатора каналов 5.

В процессе снятия АЧХ калибруемого канала 1, при переходе с частоты на частоту, необходимую величину с напряжения на выходе калибруемого канала устанавливают изменением коэффициента передачи блока масштабирования с помощью переключателей

3

35,36,39 и 43, оставляя выходное напряжение генератора неизменным, что позволяет цифровать его с высокой точностью.

Блок .согласования 3 работает еле дующим образом.

Буферный каскад охвачен 100% последовательной отрицательной обратн связью по напряжению (резистор 25) и имеет коэффициент передачи, равны 1. Этот каскад снижает до десятых. долей ома конечное сопротивление ат тенюатора генератора 2.

С выхода этого каскада сигнал подают на вычитающий вход операционно го усилителя 26 сдвигающего каскада Коэффициент передачи этого каскада равен - 1 и определяется равными сопротивлениями резисторов 27 и 28, а напряжение сдвига - 5,45 В задают делителем на резисторах 29 и 30, точка соединения которых подключена к суммирующему входу усилителя 26. С выхода: этого каскада сигнал подаю на вход операционного усилителя 31 инвертора. Коэффициент передачи его устанавливается резисторами 32 и 33 и равен 1 .

Таким образом, напряжения сигнал на выходах 9 и 10 блока согласовани находятся в фазе, но уровень сигнал по выходу 10 сдвинут на -5,45 В.

Блок масштабирования 4 (фиг. 3) работает следующим образом.

Входной сигнал подают на вычитающий вход усилителя 34 каскада I. Коэффициент передачи этого каскада определяется сопротивлениями резисторов обратной связи, подключенными переключателями 35 и 36 и его можно менять ступенями в пределах от -0,2 до -2,4. С выхода каскада I сигнал подают на вычитающий вход усилителя 37 каскада И. Его коэффициент передачи зависит от сопротивления резистора 38 обратной связи и сопротивления резистора обратной связи., подключаемого переключателем 39, и может меняться ступенями от -0,001 до -1.

С выхода каскада II напряжение сигнала подают на вычитающий вход усилителя 40 каскада,Ш. Его коэффициент передачи равен - 1 и определяется равными сопротивлениями резис- торов 41 и 42 обратной связи. С выходов каскадов.И и Ш сигнал подают на переключатель 43, который подклю

1734

чает цепь калибровочной обмотки сейсмометра калибруемого канала, или между выходом усилителя 37 и землей или между выходами усилителей 37 и 40. Во втором случае в цепь калибровочной обмотки подается напряжение удвоенной амплитуды.

В результате общий коэффициент передачи блока масштабирования по выходу 1 1 можно менять в пределах 2-10 -4,8.

Формул.а изобретения

1.Устройство для калибровки электронных сейсмических каналов, состоя- пщх из последовательно включенных сейсмометра и усилителя, содержащее генератор и осциллограф, отличающееся тем, что, с цепью « повышения точности и надежности калибрования , в него введены блок согласования, блок масштабирования, коммутатор каналов,, аналого-цифровой преобразователь и цифровой регистратор, при этом выход генератора подключен к блоку согласования, первый выход которого подключен к первому входу коммутатора каналов и первому входу осциллографа, а второй - к выходу блока масштабирования, первый выход которого подключен к цепи калибровочной обмотки сейсмометра калибруемого канала, выход которого подключен к второму входу коммутатора каналов и к второму входу осциллографа, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока масштабирования подключены соответственно к третьему, чет- .вертому, пятому и шестому входам

коммутатора каналов, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, а выход аналого- цифрового преобразователя - к входу цифрового регистратора.

2.Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что блок согласования выполнен на базе буферного каскада, сдвигающего каскада, инвертора и делителя напряжения, причем

выход буферного каскада подключен к вычитающему входу сдвигающего каскада, делитель напряжения подключен к суммирующему входу сдвигающего каскада, а выход сдвигающего каскада - к входу инвертора.

3.Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что блок масштабирования вьшолнен из двух масштабирующих каскадов, инвертора и четырех переключателей, причем первый переключатель подключен к вычитающему входу первого масштабирующега каскада, второй переключатель подключен между вычитающим входом и выходом первого масштабирующего каскада, выход которого подключен также на вычитающий вход второго масштабирующего каскада, третий переключатель подключен между вычитающим входом и выходом второго масштабирующего каскада, выход которого подключен также к входу инвертора и к четвертому переключателю, а выход инвертора подключен к четвертому переключателю.

fpuiJ

Предложено устройство для калибровки электронных сейсмических каналов. Изобретение относится к сейсмометрии и может быть -применено в сейсмометрии, инженерной сейсмологии и сейсморазведке. За счет введения в устройство блоков согласования и масштабирования обеспечивается возможность регистрации с высокой точностью в цифровом виде .входного и выходного сигналов. При этом исключаются субъективные ошибки и появляется врзможность использования статистических методов для оценки результатов, что повышает точность определения АЧХ до 0,5-1%. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. СО to 4 СО

ff-

33

Фиг, 2

п

3fy

I

фиг,3

Редактор М. Бандура

Заказ 3485/41Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

iio делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Д. Зарзарян

Техред о.Сопке Корректор в. Бутяга