Устройство оперативной калибровки сейсмических каналов Советский патент 1989 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к сейсмометрии и может использоваться для калибровки регистрирукждих каналов при сейсмологических и сейсморазведочньк исследованиях.

Цель изобретения - повышение точности, упрощение устройства и упрощение работы с ним.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства калибровки; на фиг, 2 - графики временных диаграмм работы устройства.

Устройство содержит сейсмометр 1 калибруемого канала, соединенньй с регистратором 2, генератор 3 меандра, соединенный с пересчетной схемой 4, подключенной к блоку 5 формирователей, источник 6 симметричного двуполярного

стабилизированного постоянного напряжения, подключенпьй к блоку формирователей, и сумматор 7, подключенньй к выходам блока формирователей, вьгход сумматора подключается к цепям калибровочных обмоток сейсмометров.

Пересчетная схема имеет выходы 8-14, блок формирователей имеет управляющие 15-21 и потенциальные входы 22 и 23, а также выходы 24-30, источник стабилизированного напряжения имеет выходы 31 и 32, сумматор имеет входы 33-39, весовые резисторы 40-46, масштабирующий резистор 47, операционньй усилитель 48, а также свободные выходы для подключения однотипных калибруемых каналов.

сл

о

«

31509770

График 49 показывает напряжение на выходе генератора 3, графики . 50-52 - соответственно напряжения на выходах 8-10 пересчетной схемы 4, г график 53 - напряжение на выходе сум- Matopa 7, а кривая 54 - отклик калибруемого канала на выходе регистратора 2.

Устройство работает следующим об- Ю разом,

С выхода генератора 3 подают .напряжение меандра с амплитудой, достаточной для управления пересчетной схемой 4, Частоту его выбирают такой,15 чтобы на самом высокочастотном выходе 8 пересчетной схемы частота меандра , f , бала, больше или равна верхней гра- ничной частоте рабочей полосы амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) 20 калибруемого канала. На каждом после- ду1ацем 9, 10 и т,д, пересчет -

г

ной схемы частота меандров f и т,д, в два раза меньше ттрецыяу цей, Количество частот, на которьгх ведут калибровку, определяется шириной -частотного диапазона канала, для определенности рассматривается устройство, позволяющее вести калибровку на семи частотах.

Напряжение на выходах пересчетной схемы является однополярным, а его амплитуда зависит как от напряжения питания схемы, так и от индивидуальных особенностей элементов на выходе каждой пёресчетной ячейки, поэтому сигнал с каждого из выходов пересчетной схемы управляет соответствунлцим формирователем блока 5 формирователей по входам 15-21. На выходах формиро- вателей отрицательная амплитуда каждого меандра равна по модулю положительному напряжению и источника 6 стабилизированного напряжения, подан

сумматора 7, которые через весовые резисторы 40-46 подключены к вычитающему входу операционного усилителя 48, В зависимости от типа канала весовые резисторы имеют разную величину: для сейсмографа резистор 41 больше резистора 40 в 4 раза, резистор 42 больше резистора 41 в 3 раза и т,д;; для ве- лосиграфа резистор 41 больше резистора 40 () в 2 раза, резистор 42 больше резистора 41 в 2 раза и т,д,} для -акселерографа все резисторы 40-46 равны.

Масштабирующим резистором 47 (R,), подключенным между вычитающим входом и выходом операционного усилителя, уровень сигнала на выходе сумматора устанавливается таким образом,. чтобы двойная амплитуда отклика калибруемого канала составляла 0,75 - 0,85 от максимально допустимого выходного сигнала регистратора.

, После подачи напряжения на вход Калибруемого канала и окончания переходного процесса, которьй длится (3-5) 1/f f. , где f нижняя граничная частота рабочей полосы АЧХ сейсмического канала, регистрируют m цеых периодов самого низкочастотного меандра (щ равно 10-12), необходимого для калибровки данного сейсмического канала. Обычно частоту самого частотного меандра f выбирают такой, чтобы f п 6 f н,г частота предьодущего меандра f „ удовлетворяла условию

п-( н.г |( - Зарегистрированный отклик подвер- гают анализу Фурье только на частота с . меандров, составляющих входной сиг- . .нал, и определяет значения АЧХ сейсмических каналов на этих частотах по

Изобретение относится к сейсмометрии и может использоваться для калибровки регистрирующих каналов при сейсмологических и сейсморазведочных исследованиях. Цель изобретения - повышение точности калибровки, упрощение устройства и упрощение эксплуатации. За счет введения в устройство блока формирователей и источника симметричного двуполярного стабилизированного постоянного напряжения, а также использования генератора меандра и пересчетной схемы упрощается работа с устройством, обеспечивается синхронность подаваемых частот и высокая точность измерения амплитуд входных сигналов, что повышает точность определения амплитудно-частотной характеристики до 0,3 - 0,5%. 2 ил.

ному с выхода 31 на потенциальный вход 22, а положительная амплитуда - отрицательному напряжению U, поданному с выхода 32 . на потенциальный вход 23, Так.как выходные напряжения стабилизированного источника могут быть хорошо отрегулированы и измерен цифровым вольтметром постоянного тока высокого класса, то амплитуды выходных напряжений меандров на выходах 24-30 блока формирователей тоже будут симметричны и известны с высокой точностью,

С выходов 24-30 блока формирователей меандры подают на входы 33-39

45 формуле

u(fj (u;iTu:T) W

где 1ё:.К6п;

U(f,{) - значение АЧХ на частоте К-го меандра; у(ц) - 4oдyль амплитудного спектра отклика на частоте К-го меандра;

h - количество частот, ис- пользованных для измерения АЧХ;

m - чисп о периодов частоты fj в анализируемом отклике; :

для акселерографа, для велосиграфа, для сейсмографа; W - постоянный коэффициент

сейсмометра. маятникового сейсмометра

W

GSK Is

где , - магнитоэлектрическая постоянная калибровочной катушки сейсмометра; Ry - общее сопротивление в цепи

калибровочной обмотки сейс- мометра;

Ig - приведенная длина маятника; Kg - момент инерции маятника. Для возвратно-поступательного сейсмометра

W

-2fi&

Шд Rj.

где S

- коэффициент электромеханической связи (КЭМС) калиб- ровочной катушки сейсмометра;

Шд - инерционная масса сейсмометра.

Точное измерение амплитуд входных сигналов с помощью цифрового вольтметра постоянного тока высокого класса, стабильность амплитуд входного сигнала во времени, синхронность всех подаваемых частот, поэволякрая точно соблюдать условие ортогональности, позволяют повысить точность калибровки до 0,3 - 0,5% и упростить сам процесс проведения оперативной калибровки сейсмических каналов, что дает возможность эффективно контролировать стабильность АЧХ во времени при про- ведении прецизионных сейсмологических наблюдений,

Формула изобретения

Устройство оперативной калибровки сейсмических каналов, содержащее генератор и сумматор, выходы которого подключены к цепям калибровочных обмоток сейсмометров калибруемых каналов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности калибровки, упрощения устройства и упрощения эксплуатации, в устройство введены пересчетная схема, блок формирователей и источник симметричного двуполярного стабилизированного постоянного напряжения, а генератор выполнен в виде генератора меандра, при этом выход генератора меандра подключен к входу пересчетной схемы, выходы которой подключены к управляющим входам блока формирователей, положительный и отрицательный потенциальны входы которого подключены соответственно к положительному и отрицательному выходам источника симметричного двуполярного стабилизированного постоянного напряжения, а выходы блока формирователей подключены соответственно к входам сумматора.

Фив. 7

шлшшллялг

1