Магнитная вариационная станция Советский патент 1989 года по МПК G01V3/14 

14

Изобретение относится к геофизике, а именно к устройствам для измерения вариаций магнитных полей при геофизических исследованиях„

Целью изобретения является повышение точности измерений, быстродействия и упрощение схемы магнитной ва- ридционной станции.

На фиг,1 изображена блок-схема магнитной вариационной станции; на фиг с, 2 - временные диаграммы работы станции.

Магнитная вариационная станция состоит из магниточувствительного датчика (МЧД) 1,формирователя 2 сигнала, кварцевых часов, состоящих из опорного, генератора 3, делителя 4 частоты и счетчика 5 времени, счетчика 6 поля, селектора 7, трехвходовой схемы 8 совпадения, триггеров 9-11 управления, селекторов 12 - 14, формирователя 15 времени счета, реверсивного счетчика 16, коммутатора 17 поле/время, схемы 18 управления, ре гистра 19 памяти и р-егистратора 20.

Магнитная вариационная станция работает следующим образом.

Выходной сигнал от МЧД 1 через формирователь 2 сигнала в виде последовательности импульсов с частотой сигнала f пропорциональной напряженности магнитного поля, поступает на первый вход трехвходовой схемы 8 совпадения, на второй вход ко-

торой поступает частота f с опорного генератора 3, а на третий - тактовая частота f с третьего выхода схемы 18 управления При совпадении этих импульсов на выходе трехвходовой схемы 8 совпадения формируется импульс, которьш устанавливает на выходе триггера 9 управления логическую осуществляя разрещение прохождения через селектор 12 частоты f опорного генератора 3 на вход формирователя 15 времени счета. Величина временного интервала ,, формируемого формирователем 15 времени счета, определяется выбором динамического диапазона Л В магнитной вариационной станции из выражения 1

лТв

е.

(1)

где А - коэффициент преобразования

поле - частота МЧД. По истечении временного интервала с и на выходе формирователя 15

сч

5

0

0

5

времени счета появляется импульс, который устанавливает триггер 9 управления в логический О, а триггер 10 управления - в логическую 1, разрешая тем самым прохождение частоты fg в логическую 1, разрешая тем самым прохождение частоты f опорного генератора 3 через селектор 13 на суммирующий вход реверсивного счетчика 16о

Поступление этих импульсов в счетчик 16 заканчивается к приходу первого импульса частоты f на первый вход триггера 10 управления при этом триггер 10 управления устанавливается в логический О, а триггер 11 управления - в состояние логической Триггер 10 управления формируI

ет при этом временной интервал it , где N - количество импульсов опорного генератора, записанное в счетчике 16, который пропорционален величине вариации магнитного поля в выбранном динамическом диапазоне Л В. Необходимая чувствительность б при из- мерении вариации магнитного поля выбирается из соотношения

р п или с учетом формулы (1)

(2)

Е

1

п

(3)

5

0

5

0

5

где п - коэффициент умножения временного интервала ut для формирования времени измерения счетчика 6 поля, а выражение (An) эквивалентно увеличению коэффициента преобразования

МЧД в п раз, I

Установка триггера 11 управления

в логическую 1 обеспечивает прохождение с делителя 4 частоты через селектор 14 частоты fj,/п на вычитающий вход реверсивного счетчика 16. Одновременно через селектор 7 на вход счетчика 6 поля поступает частота fy с формирователя 2 сигнала. При помош;и реверсивного счетчика 16 осуществляется умножение выделенного триггером 10 управления временного интервала /i t в п раз. Поступающая на его вычитающий вход-частота fg/п постепенно считывает код, ранее записанный в счетчике 16. При обнулении реверсивного счетчика 16 на его выходе формируется импульс, который устанавливает триггер I1 управления и состояние логического О, тем

мым завершая формирование временного интервала п и прекращая поступление частоты fx в счетчик Число импульсов N частоты f сированное при этом в счетчике 6 поля, будет пропорционально вариации магнитного поля, измеряемого МЧД 1

6 поля, Ly , зафикNA t nf ,

(4)

После фиксации результата измерений вариации магнитного поля в счетчике 6 поля он по команде схемы 18 управления переписывается в регистр

0

356

19 памяти. С выхода регистра 19 памяти код поля поступает на коммутатор 17 поле/время, куда со счетчика 5 времени поступает и код времени измерений, а счетчик 6 поля устанавливается в исходное состояние. Результаты измерений вариации магнитного поля и код времени с коммутатора 17 переписываются затем посимвольно в регистратор 20 при помощи синхроимпульсов, поступающих от делителя 4 частоты.

Магнитная вариационная станция, содержащая последовательно соединенные магниточувствительный датчик и формирователь сигнала, схему управления, формирователь времени счета, первый, второй, третий и четвертый селекторы, счетчик поля, а также последовательно соединенные опорный генератор, делитель частоты, счетчик времени, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерений, быстродействия и упрощения схемы, в нее дополнительно введены регистр памяти, коммутатор поле/время, регистратор, первый, второй и третий триггеры управления, трехвходовая схема совпадения и реверсивный счетчик, первый вход которого подключен через первый селектор к первому входу четвертого селектора, второму входу трехвходовой схемы совпадения и выходу опорного генератора, второй вход реверсивного счетчика подключен через второй селектор к третьему выходу делителя частоты, а выход его соединен с вторым входом первого триггера управления, первый вход которого подключен к выходу второго триггера управления и второму входу первого селектора, а выход первого триггера управления подключен к первому входу второго и второму входу третьего селектора, первый вход третьего селектора соединен с первым входом второго триггера управления, с первым входом трехвходовой схемы совпадения и выходом формирователя сигнала, второй вход второго триггера управления подключен к выходу формирователя времени счета и второму входу третьего триггера управления, первый вход второго триггера управления соединен с выходом трехвходовой схемы совпадения, а его выход через второй вход четвертого селектора соединен с входом формирователя времени счета, третий вход трехвходовой схемы совпадения соединен с третьим входом схемы управления, вход которой подключен к второму выходу делителя частоты, а первый и второй выходы схемы управления соединены соответственно с вторыми входами счетчика поля и регистра памяти, первый вход которого подключен к выходу счетчика поля, а выход соединен с первым входом коммутатора поле/время, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу регистратора и выходу счетчика времени, а выход коммутатора поле/время соединены с первым входом регистратора, второй вход которого подключен к первому выходу делителя частоты.

Вихавг f

ЛаодЩ fr

Вшодго

fo Вьвюдв

Выходе

вмонг

BtMOdffi

Вмвдв,

Выходи,

Btaodii--,

4/л

выxoд

Выход 1