Способ определения степени затухания сейсмометра Советский патент 1991 года по МПК G01V1/16 

Изобретение относится к сейсмометрии и геофизическому приборостроению и может быть использовано для определения па- раметров сейсмометров, в частности степени затухания.

Цель изобретения - повышение точности и помехоустойчивости определения степени затухания.

На чертеже приведена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

На чертеже обозначены: 1 - исследуемый электромеханический преобразователь сейсмометра; 2 - элемент отрицательного импеданса, выполненный на операционном усилителе 3, резисторах 4, 5 и 6 и конденсаторе 7; 8 - устройство формирования возбуждающих электрических сигналов и

измерения и обработки параметров- ере- ходного процесса

Устройство 8 может быть реализовано на базе стандартной микро- или миниЭВМ с блоками аналогового ввода-вывода (аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи). Вместо ЦАП может быть использован простой управляемый источник стабильности тока.

Сущность способа заключается в том, что для компенсации влияния импеданса катушки электромеханического преобразователя на параметры затухающего переходного процесса используют элемент отрицательного импеданса, соединенный с катушкой преобразователя в электрическую цепь, пропускают через указанную цепь, электрический импульс длительностью, неО

ю

00 О

го о

обходимой для достаточного затухания переходного процесса в цепи и успокоения подвижной части преобразователя, по окончании электрического импульса производят измерение напряжения U (t) на зажимах цепи через равные промежутки времени At до момента времени tk, соответствующего достаточному затуханию переходного процесса (свободных колебаний подвижной части), вычисляют сумму Si первых N значений напряжения U (ti) до момента tN первого перехода напряжения U (t) через нуль, вычисляют сумму S2 всех измеренных значений напряжения U(tj) до момента времени tk и определяют степень затухания преобразователя / по формуле

f

In

§ S2

1

-2 1 -Vi

)П

Математическое обоснование способа ошздующее.

Выходное напряжение электромеханическою преобразователя сейсмометра в режиме свободных затухающих колебаний описываете : выражением

il(i ) д(, е (° sin ( Wn t ).

i/i,° АО коэффициент пропорциональности; /ъ - собственная частота колебаний подвижной части преобразователя. Известны решения интегралов

)vTl/ 2

h J U(t)cl t А0

Wo

-$Я

xme47 1

0

5

0

5

0

5

тов на период колебаний (увеличением частоты fg дискретизации);

за счет увеличения времени измерения tk переходного процесса;

за счет использования более точных формул численного интегрирования при вычислении сумм Si и 82;

за счет применения адаптивной дискретизации, частота которой велика на начальном участке переходного процесса и уменьшается к его концу (соответственно при суммировании перед каждым выборочным значением напряжения появляется коэффициент, обратно пропорциональный частоте дискретизации).

Предлагаемый способ может быть также использован для определения собственной частоты о)0 сейсмометра, его чувствительности К и оценки симметричности движения катушки в сейсмометре. Для этого в электрическую цепь, состоящую из катушки преобразователя сейсмометра и элемента отрицательного импеданса, подают последовательно два импульса возбуждения одинаковой амплитуды, но противоположной полярности и по окончании действия каждого производят измерение текущих значений напряжений U (t) и U (t). По результатам измерений напряжений определяют две тройки интегральных сумм: Si, Si, 5з для напряжения U (t) - реакция на импульс возбуждения положительной полярности и Si , S2 , 5з -для напряжения U (t) - реакции на импульс отрицательной полярности по формулам:

Si -At -2 Ui(t);

I 1

40

U,(t)2:

i 1

Изобретение относится к сейсмометрии и геофизическому приборостроению и может быть использовано для определения параметров сейсмометров, в частности степени затухания Цель изобретения - пооо- ая 19, И ии оати овышение точности и помехоустойчивости определения степени затухания сейсмометров Способ заключается в возбуждении преобразователя электрическим импульсом и последующем анализе переходного затухающего процесса Импульс тока подается в цепь, образованную катушкой преобразователя и элементом отрицательного импеданса, по окончании импульса производится измерение напряжения на выводах цепи через равные промежутки времени до момента достаточного затухания свободных колебаний по- двихной части преобразователя затем вычисляются две суммы результат я измерений соответственно до момента i jpeoro перехода напряжения через нуль и до окончания измерений и на основании отношения этих сумм производится вычисление степени затухания преобразователя 1 ил сл С

г

1k

U(t)dt A0- |деп

n

где n - число измерений U (t) через Ate интервале времени tie-to.

Суммы Si , Sz , Ss вычисляются по ана- - момент первого перехода

(Do V 1 -/

Функции U ft через 0.

Предлагаемый способ использует заме-50 логичным формулам. ну отношения интегралев И и 12 приближен-Параметры сейсмометра ммогут быть

ным отношением конечных сумм Si и S2определены по формулам:

55 д - 1 и - я ()2 , -0.5 .

р isT-Si i5 J

Si S2

1 +e

12

Погрешность приближения может быть умонынемэ ла счет увеличения числа отсче45

S3(At)3-§ (i)2U,(t),

I 1

где n - число измерений U (t) через Ate интервале времени tie-to.

Суммы Si , Sz , Ss вычисляются по аналогичным формулам. Параметры сейсмометра ммогут быть

Шо

();

К Шо

m I S i -Si I 2lb

0.5

где m - масса подвижной части сейсмометра:

IB - амплитуда возбуждающего импульса.

Формула изобретения Способ определения степени затухания сейсмометра, заключающийся в возбуждении преобразователя электрическим импульсом с длительностью, большей длительности собственного процесса сейсмометра, измерении текущих значений напряжения U (t) на выходе сейсмометра, начиная с момента to прекращения действия возбуждающего импульса через равные промежутки времени At до полного затухания собственного процесса сейсмометра в момент времени tk и расчете значения зату Д

0

5

0

хания сейсмометра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и помехоустойчивости определения степени затухания сейсмометра, перед возбуждением последовательно к катушке преобразователя сейсмометра подключают элемент отрицательного импеданса, возбуждающий импульс подают в электрическую цепь, определяют величины

Si U(to) + U(t0+ At) + + U(t0+2 At)+ ... + U(tN-At) и

S2 U(t0) + U(t0 + At) + + U (to + 2 At)-t- ... + U(tk).

где tN - момент первого перехода напряжения U (t) через нуль, и затем определяют степень затухания сейсмометра / по формуле

Si

/ {1+я2 1п(|1-1)2}

-Vi

8