Устройство для питания буксируемого магнитометра Советский патент 1990 года по МПК G01R33/02 

ел

00

со

00

со

Изобретение относится к области геофизических измерений и может быть использовано при буксировке магниточувствительного датчика, размещенного за судном в буксируемом устройстве. Целью изобретения является повышение надежности устройства для питания буксируемого магнитометра. Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, регулятор 2, источник 3 опорного напряжения, блок 4 сравнения, зажимы 5 и 6 силового выхода регулятора, кабель 7, нагрузку 8, резистор 9. Выходы источника 3 опорного напряжения, выходные зажимы 5 и 6 и резистор 9 подключены соответственно к опорному входу 10, потенциальному входу 11 и токовому входу 12 блока 4 сравнения. 2 ил.

t

.J

Изобретение относится к области геофизических измерений, в частности к области магнитных измерений при буксировке магниточувствительного датчика, размещенного в гондоле, за судном.

Цель изобретения - повышение надежности устройства,

На фиг.1 изображена функциональная схема питания буксируемого магнитометра; на фиг.2 - схема блока сравнения.

Устройство для питания буксируемого магнитометра (фиг.1) содержит источник 1 постоянного напряжения и регулятор 2, соединенные последова тельно, источник 3 опорного напряжения, вход которого подключен к дополнительному -выходу источника напряжения , блок 4 сравнения, выход которого подключен к управляющему входу регулятора 2, первый 5 и второй 6 выходные зажимы силового выхода регулятора, последовательно включенные кабель 7 и нагрузка 8, резистор 9, включенный в разрыв связи между регулятором и вторым выходным зажимом. Выходы источника 3 опорного напряжения, выходные зажимы 5 и 6 и резистор 9 подключены соответственно к опорному 10, потенциальному 11 и токовому 12 входам блока 4 сравнения

Устройство работает следующим образом.

При включении источника 1 он выг- рабатывает силовое напряжение для питания регулятора 2 и напряжение, питающее источник 3. Работой регуля тора 2 управляет блок 4. Напряжение с выходных зажимов 5 и 6 поступает в кабель 7 и далее подводится к нагрузке 8. Опорное напряжение Еоп с выхода источника 3 и напряжения обратных связей по напряжению Еу с вы

ходных зажимов и по. току Е , с резистора 9 подаются на опорный 10, потен циальный 11 и токовый 12 входы блока 4. Сравнивая эти сигналы, блок 4 вырабатывает управляющий сигнал Е ynp который, воздействуя на регулятор, замыкает сложную цепь обратной связи -- отрицательную по напряжению и положительную по току

Пусть напряжения на выходе регу- , лятора 2, выходных зажимах 5иб и на нагрузке 8 равны Е,, Е , ЕЗ соответственно, а ток, протекающий по кабелю 7 равен 1. Тогда обратных связей равны

Е

IR

где RQ- сопротивление резистора 9, и напряжения отсчитываются от нижнего по схеме фиг.1 з ажима 6. Напряжение на выходе блока 4 равно

Е упр ЕогГ Кол

+ Е

И

Е,к

Р)

где Коп,КЦ, К - коэффициенты передачи блока 4 по соответствующим вхо- дам. Напряжение на выходе регулятора

равно

Еулр К р - Кр(Е0п- + Е,к,

Коп +

Еч Ки +

(4)

где К - коэффициент передачи регулятора 2.

Из уравнения Кирхгофа для питающего контура

Кр Еоп Квпч-(21Кк + Е3)КИivp- IR

3- I(2R

V

(5)

где RK сопротивление провода кабеля.

Выполнив преобразования, напряжение на нагрузке равно

Е KЈ5Ј.1.Ejjfl ±l2Rj()IR1iKxKi l )L|

- KpKM

(б)

Анализируя выражение (6) приходят к выводу, что условием стабилизации напряжения питания гондолы ЕЗ является обращение в нуль квадратной скобки в его числителе и достаточное усиление в цепи обратной связи по напряжению:

2Кк(КрКи -1) R9(KpKt +1); 1 ,

крк„

(7)

В этом слунае напряжение на нагрузке определяется опорным напряжением

-™ V

Ки Есп

Раскрывая первое выражение в (7) находят требование к петле обратной связи (ОС) по току

(9)

Кл

2 Г9 КРК«- ° -

к,

Поделив выражение (9) на KU, с учетом второго соотношения в (7), записывают окончательное выражение для характеристической постоянной питающей схемы о/

Kj К.

2 5JS

«/- 5А - 2 - (10)

и КЭ

При достаточном усилении в цепи ОС по напряжению определенные требования накладываются только на отношение коэффициентов передачи в цепях ОС по току и напряжению согласно (10 что упрощает схемную реализацию устройства.

Напряжение на нагрузке при выполнении условий (7) и (10), равно напряжению на выходных зажимах при отсутствии обратной связи по току (8). Это позволяет трактовать устройство как источник питания с отрицательным выходным сопротивлением, равным сопротивлению питающих проводов. В данном случае величина отрицательного выходного сопротивления,регулируется значением характеристической постоянной (х , при удовлетворении которой

уравнению (10) гондола виртуально непосредственно подключена к стабилизированному источнику питания, раз мешенному на судне.

В блоке 4 сравнения (фиг.2) усилитель 13 совместно с резисторами 15-19 (R fs-- R ,g) образует суммирующую схему, усилитель 14 - согласующий и служит для установления правильных фазовых отношений в цепи ОС. При достаточном усилении усилителя 13 коэффициенты передачи схемы сравнения даются выражениями

R

- - к

1Ј

Rf7 R

- ;:-- К

ft

R

- - K.K,

и

83890

10

15

20

где К - коэффициент передачи усилит

теля 14 у

К,, - коэффициент передачи делителя, образованного резистором 1 9.

Характеристическую постоянную находят, используя отношение (13) к (12):

-ir-tlt K -CK (14

иTI

где С -- const . Rfg

.Таким образом, процедура настройки питающей схемы в данном случае сводится к подбору значений Кд при помощи резистора 19, удовлетворяющего равенству

СК,

(15)

)

25

30

35

40

45

50

55

Из (8), (11), (12) следует отличительная особенность схемы сравнения - знак опорного напряжения должен быть противоположным знаку напряжения на выходных зажимах. Формула изобретения

Устройство для питания буксируемого магнитометра, содержащее соединенные последовательно источник постоянного напряжения и регулятор, источник опорного напряжения, вход которого подключен к дополнительному выходу источника постоянного напряжения, блок сравнения, выход которого подключен к управляющему входу регулятора, а опорный вход - к выходу источника опорного напряжения, первый и второй выходные зажимы, к которым подсоединены кабель с нагрузкой, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него дополнительно введены резистор, включенный между выходами регулятора и вторым выходным зажимом, блок сравнения снабжен дополнительным токовым входом, подключенным к выходу регулятора и первому выводу резистора, выходные зажимы подключены к потенциальному входу блока сравнения, причем отношение коэффициентов передачи блока сравнения по токовому и потенциальному входам выбирается равным удвоенному отношению сопротивлений силового провода кабеля и резистора.

15

W

17

11 -о

18

Фиг. 2