Измеритель электрических свойств горных пород и руд Советский патент 1988 года по МПК G01R27/00 

со

4

i

00

Изобретение относится к геофизике и может быть использовано при исследовании электрических свойств горных пород и руд на образцах и в естественном залегании.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, заключакяцееся в непосредственном измерении параметров модели, замещающей исследуемый объект, что позволяет весьма просто рассчитать любые электрические характеристики исследуемого объекта.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Измеритель электрических свойств содержит последовательно соединенные задающий генератор , адресный счетчик 2, постоянный запоминающий блок 3 и цифроаналоговый преобразователь 4, последовательно соединенные усилитель 5 мощности, датчик 6 с исследуемым образцом горной породы, и усилитель 7 сигнала, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 8 и регистратор 9, а также первый 10 и второй 11 управляемые ключи, управляющие входы которых соединены с выходом старшего разряда постоянного запоминающего блока 3, и источник опорного напряжения 12, аналоговый вход первого ключа 10 соединен с выходом цифро- аналогового преобразователя 4, а его выходы - с входами усилителя 5 мощности и аналого-цифрового преобразователя 8, аналоговый выход второго ключа 11 подключен к выходу цифро- аналогового преобразователя 4, а его входы - к выходам усилителя 7 сигнала и выходам источника 12 опорного напряжения, зшравляющий вход аналого- цифрового преобразователя 8 соединен с выходом постоянного запоминающего блока 3.

Измеритель работает следующим образом.

В постоянном запоминающем блоке 3 хранятся М значений К разрядных цифровых кодов, соответствующих М значениям амплитуд сигнала возбуждения, и N+2 значений К разрядных цифровых кодов, соответствующих N+2 последовательным значениям коэффи- циента передачи цифроаналогового преобразователя 4, используемого при обработке вторичного сигнала датчика 6 в качестве перемножителя. В

0

5

0

5

0

5

0

5

0

отдельном разряде постоянного запоминающего блока 3 хранится сигнал управления ключами 10 и П.

При подаче с задающего генератора 1- напряжения заданной частоты на адресный счетчик 2 последовательно изменяются выбираемые адреса постоянного запоминающего блока 3 и с его выходов на цифровые входы преобразователя 4 подаются коды чисел, управляющие коэффициентом передачи последнего. С отдельного разряда постоянного запоминающего блока 3 снимается сигнал, управлякиций переключением ключей 10 и 11, коммутирующих подключение входа и выхода цифроаналогового .преобразователя 4.

В течение первых М тактов вход и выход цифроаналогового преобразователя 4 через второй 11 и первый 10 управляемые ключи подключены соответственно к выходу источника 1 2 опорного напряг жения и входу усилителя 5 мощности. В это время сигнал от источника 12 опорного напряжения через цифроаналоговый преобразователь 4, используемый в качестве управляемого аттенюатора,, и усилитель мощности 5 поступает на возбуждение датчика 6 с исследуемым образцом. При выборе коэффициента передачи цифроаналот гового преобразователя 4 на этапе формирования возбуждающего сигнала в виде

Tf (t) -b-n- - iMlIliK tJ - м-и

I О

t 0 mt t (m+ Dtp

Mt, t

где M - число импульсов в возбуждающей датчик 6 серии; m - порядковый номер импульса

в серии;

возбуждающий сигнал может быть записан в форме

fO

U8.,6(t)

10

(M-m)(m-I)

ЕоК,

(М-1) (M-mTlTm-iyT

t 0

mt 5 t (m+l)to Mt „ t

где E Q - напряжение опорного источника 12;

коэффициент усиления усилителя 5 мощности;

t - период следования импульсов задающего генератора 1, В течение последующих N+2 тактов с помощью второго 11 и первого 10 управляемых ключей вход и выход .цифроаналогового преобразователя 4 подключены соответственно к выходу усилителя 7 сигнала и входу аналого- цифрового преобразователя 8. В те- чение этого интервала времени вторичный сигнал датчика, с высокой степенью точности аппроксимируемый выражением

U(t) /lR,

d - амплитудный множитель, зависящий от коэффициента передачи датчика 6 и ампли- 20 туды возбуждающего сигнала;

R|j - активное сопротивление П-го звена модели, замещающей объект;25

С;;- постоянная времени К-го

звена,

усиленный усилителем 7 сигнала, поступает на цифроаналоговый преобразователь 4, используемый в качестве управляемого аттенюатора, а с его выхода на вход аналого-цифрового преобразователя 8, где интегрируется, преобразуется в цифровой код ,и передается на регистр 9.

При выборе коэффициента передачи цифроаналогового преобразователя 4 на этапе обработки сигнала в виде

, Iv -- .

где N - число тактов, используемых

для обработки сигнала; п - порядковый номер такта; входной сигнал аналого-цифрового преобразователя 8 оказывается равным t(M+l)to

Изобретение относится к геофизике и позволяет расширить функциональные возможности устройства. Измеритель содержит задающий генератор 1, адресный счетчик 2, постоянный запоминающий блок 3, цифроана- логовый преобразователь 4, усилитель 5 мощности, датчик 6, усилитель 7 сигнала и регистратор 9. Введение интегрирующего аналого-цифрового преобразователя 8, управляющих ключей 10 и 11, генератора 12 опорного напряжения и образование новых функциональных связей обеспечивает непосредственное измерение параметров модели, замещающей исследуемый объект. Это позволяет весьма просто рассчитать любые электрические характеристики исследуемого объекта. 1 ил. i (Л

вx

f

t1 (M-m) I (N-n) (nr-1) (n

-1)

где Kg - коэффициент усиления усилителя 7 сигнала.

Аналого-цифровой преобразователь 8 двойного интегрирования интегрирует входной сигнал в течение N тактов обработки вторичного сигнала с датчика и преобразует его в цифровой код. В общем случае аналого-цифровой преобразователь 8 должен иметь в своем составе устройство, определягацее знак постоянной составлякхцей входного сигнала, однако, поскольку все слагаемые в выражении для вторично- го сигнала датчика 6 положительные, постоянная составляющая сигнала всегда имеет постоянный знак и наличие устройства определения знака постоянной составляющей входного сигна- па необязательно.

Величина напряжения, эквивалентная выходному цифровому коду аналого-цифрового преобразователя 8 оказывается равной „

о- КДК

ч /,

Г

tH Mil+K-m2t2.

r

-1)

(M+N+Ot. t

где К - масштабный коэффициент.

Последнее выражение имеет ярко выраженный экстремум при

1п(М + N + 2)

что позволяет избирательно измерять параметры Кц С звеньев модели, замещающей исследуемый объект, и позволяет записать

-to/ M+N-1

K,R, J1-1 )

Величины М и N выбираются из условий требуемого разрешения по величине 1 и лежат обычно в пределах

2 СМ 5; 3 N 7; 4 M+N 10.

При отсутствии заметных помех достаточно одного цикла измерений, при наличии значительных внешних помех изменения производятся в течение нескольких циклов, а результаты накапливаются.

После окончания измерений параметров одного звена замещающей модели с постоянной времени t, часто ; та задающего генератора изменяется в 2 раза, что приводит к смещению экстремума, и измерения повторяются с для других звеньев замещающей модели.

Формула изобрете ния

Измеритель электрических свойств Ю горных пород и руд, содержащий последовательно соединенные задаххций ге нератор, адресный счетчик, постоян- тхыА запоминающий блок и цифроанало- говый преобразователь, последова- )5 ,тельно соединенные усилитель мощнос- ти, датчик и усилитель сигнала, а также регистратор, отличающийся тем, что, с целью расщи- рения функциональных возможностей, 20 в него дополнительно введены генератор опорного напряжения, интегрирующий аналого-цифровой преобразователь, первый и второй управляемые ключи, управляющие входы которых соединены с дополнительным выходом постоянного запоминающего блока, выход интегрирующего аналого-цифрового преобразователя соединен с регистратором, аналоговый вход первого клкг4а соединен с выходом цифроаиа- логового преобразователя, его выходы - с входами аналого-цифрового преобразователя и усилителя мощности, аналоговый выход второго ключа соединен с аналоговым входом цифро- аналогового преобразователя, а его входы - с выходами усилителя сигнал и генератора опорног о напряжения, при этом уп1 авляюпщй вход аналого- цифрового преобразователя объединен с управляющими входами первого и втрого ключей.