Устройство для измерения электрических свойств горных пород и руд Советский патент 1986 года по МПК G01R27/00 

10

20

25

11257564

Изобретение относится к контрольо-измерительной технике н может ыть использовано при геофизических сследованиях электроразведочными етодами,

Цель изобретения - упрощение устойства за счет обеспечения форирования квазисинусокцального сигала в одном канале.

На фиг, 1 представлена структурая схема предложенного устройства; а фиг, 2 - диаграммы,, поясняющие го работу.

Устройство содержит последозатель- о соединенные задающий генератор 1 , дресный счетчик 2, постоянный запоинающий блок 3, первый выход котоого через цифроаналоговый щзеобра- зователь 4 соединен с входомфильтра 5 нижних частот, выход KOTopoi o через последовательно соединенные усиитель 6 мощности и датчик 7 подключен к инверсному входу компенсирующего усилителя 8, неинверсный вход которого подключен к общей шине, а выход соединен с информационными входами четырех управляемых ключей 9 - 12, выходы кащдого из которых через соответствующие резисторы 13 16 подключены к инверсному входу компенсирующего усилителя 8, управляющие входы управляемых ключей 9-12 подключены соотвеэ ствекно к второму, третьему, четвертому и пятому выходам постоянного запоминающего блока 3, выход первого управляемого ключа 9 подключен к первому входу первого основного усилителя 17, второй вход которого соединен с ,ом второго управляемого ключа 10j, а выход подключен к входу первого регистратора 18,, выход третьего управляемого ключа 11 подключен к первому входу второго основного усилителя 19j второй вход которого соединен с выходом четвертого управляемого ключа 12, а выход подключен к входу второго регистратора 20. I

Устройство работает с/гедующим об-

разом.

В однокристальном постоянном запоминающем блоке 3 хранятся 32 восьмиразрядных кода числа, обеспечивающие при последовательной смене адресов получение на выходе цифроана- логового преобразователя 4 квазигар- моиического сигна.тза, в котором подавлемо ты ны ющ не на пр от пе си вь та

15 е т с ем ю п п г п н п п

к т е

35 ю м

40 л в

45 н ж

30 н

55 ю

30

0

20

25

лена значительная часть высших гармоник, в частности со второй по четырнадцатую. С четырех дополнительных разрядов постоянного запоминающего блока при последовательной смене адресов снимаются четыре опорных напряжения, имеющие симметричную прямоугольную форму, сдвинутые одно относительно другого на четверть периода, которые используются при синхронном детектировании с целью вьщеления активной и реактивной составляющих сигнала датчика.

Задающий генератор 1 вырабатыва15 ет напряжение заданной частоты, ко- торое подается на вход адресного счетчика 2, выходньми напряжениями разрядов которого меняются выбираемые адреса постоянного запоминающего блока 3, что обеспечивает получение на выходе цифроаналогового преобразователя 4 квазигармонического сигнала, используемого после до . полнительной фильтрапии фильтром 5 нижних частот и усиления усилителем 6 мощности для возбуждения датчика 7. Вьжодное напряжение датчика 7 подается на инвертирующий вход компенсирующего усилителя 8.

На управляющие входы управляемых ключей 9 и 10, образующих вместе с резисторами 13 и 14 синхронный детектор, подаются с второго и третьего выходов постоянного запомина35 ющего блока 3 два прямоугольных сим- . метричных напряжения, одно из которых синфазно с напряжением, подаваемым на датчик 7, а другое - проти- вофазно. На управляющие входы управ40 ляемых ключей 11 и 12, образующих вместе с резисторами 15 и 16 схему синхронного детектора, с третьего и четвертого выходов постоянного запоминающего блока подаются напряже45 ния, сдвинутые,относительно напряжения, подаваемого на датчик 7, на 90 и 270 соответственно. Выходные напряжения синхронных детекторов подаются соответственно на входы ос30 новных усилителей 17 и 19, где они усиливаются и далее поступают соответственно на регистраторы 18 и 20, г де и регистрируются.

Выходное напряжение компенсиру55 ющего усилителя 8 равно

( jb) ROC 1 + 1 1 + R

30

и

0biX

Q

К

ОС

(g + jb)

е 6 - выходное напряжение усилителя 6 мощности; К - коэффициент усиления

компенсирующего усилителя 8;5 g и b - активная и реактивная составляющие проводимости исследуемого объекта; - эквивалентное сопротивление обратной связи, рав ное

(R, + Гк)(Кп -- rj

ос

10

R. + г,

+ R

и

+ г.

где

п

- переходное сопротивление открытых управляемых ключей 9 - 12; RI и R - сопротивления резисторов 13 - 16.

Постоянная составляющая разностного напряжения на входе первого основного усилителя 17 оказывается равНОИ

if ё г,/К R,

Гп

R. + г, + R« + г

i

1 + R

ос

(g

jb)

а на входе второго основного усилителя 1 9

b R

RK

Гк

n R, + r + R. + г.

1 +

К R,

1 Г к L

1 + R

ос

(g

jb)

Если интерпретация результатов измерений ведется по упрощенным формулам вида:

L 1

S ° 2 Re

ь - J- 2 R

где и и Up

R

R, R,

напряжения на входах основных усилителей 17 и 19; 50 номинальное сопротивление резисторов 13 - 16,

то величина погрешностей, связанная с конечностью и разбросом резисторов 55 13 - 16,сопротивлений открытых управляемых ключей 9 - 12 оказывается равной

S « 6 6.

I 4.

R

R , Т 8

jb)

5

5

0

5

0

5

0

где

0

S

R и г

При выборе 30 г Rразброс сопротивлений резисторов 13 - 16 и открытых управляемых ключей 9 - 12; номинальные значения сопротивлений резисторов 13 - 16 и открытых управляемых ключей 9-12; коэффициент усиления компенсирующего усилителя 8.

1

1

К

100, 8.

J

+ Ь

и SP -30%

0,5%

общая систематическая погрешность измерений не превышает 1%, что примерно соответствует погрешности измерений прототипа.

На фиг. 2 приведены: U - входное напряжение датчика 7; U, и Uy напряжения управления управляемых ключей 9и10;и, иП - напряжения на входах первого основного усилителя 17; Ug - постоянная составляющая разностного напряжения; Uy, и Uy4 напряжения управления управляи U4 напемых ключей 11 и 12; U-j ряжения на входах второго основного усилителя 19;Up - постоянная составляющая разностного напряжения.

Формула изобретения

Устройство для измерения электрических свойств горных пород и руд, содержащее последовательно соединенные, задающий генератор, адресный счетчик, постоянный запоминающий блок, цифроаналоговый пре образова- тель, фильтр нижних частот, усилитель мощности и первый электрод датчика, а также два регистрирующих канала, каждый из которых содержит последовательно соединенные основной усилитель и регистратор, отличающееся тем, что, с целью упрощения, в него дополнительно введены компенсирующий усилитель, четыре параллельно соединенные цепи, каждая из которых содержит последовательно соединенные управляемьш

ключ, и резистор, причем неинверти- рующай вход компенсирующего усилите™ .пя соединен с общей шиной, а инвертирующий вход соединен с вторым электродом датчика5 а также с выводами четырех параллельных цепей со стороны резисторов 5 вькод компенсирующего усилителя соединен с информационнььми входами управляемых ключей четырех параллельных цепей, причем входы управления управляемьк ключей подключены соответственно к четырем

7564 , - 6

соответствующим дополнительным выходам постоянного запоминающего блока, информадионные выходы управляемых ключей первой и второй цепочке 5 подключены соответственно к первому и второму входам основного усилителя первого регистрирующего канала, информадионные выходы управляемых ключей третьей и четвертой цепочке под- Ш ключены соответственно к первому и второму входам основного усилителя второго регистрирующего канала.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при геофизических исследованиях электроразведочными методами. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит задаюицш генератор 1, адресный счетчик 2, постоянный запоминающий блок 3, цифроаналоговый преобразователь 4, фильтр 5 нижних частот, усилитель 6 мощности, датчик 7, основные усилители 17 и 19 и регистраторы 18 и 20. Введение компенсирующего усилителя 8, четырех цепей, включающих управляющие ключи 9-12 и резисторы 13-16, обеспечивает формирование квазисинусоидального сигнала в одном канале. Общая систематическая погрешность измерений не превышает 1%. 2 ил. с В (Л

i

/r::i:x.

b

.j-™.

Составитель A,, Комиссаров Редактор М.Келемеш Техред JL, Олейник Корректор Л,Пилипенко

Заказ 4914/44 Тираж 728 - Подписное ВНИИПИ Государственного ко митета СССР

по Д4,лам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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