Устройство для измерения угла наклона проекции эллипса поляризации переменного магнитного поля Советский патент 1977 года по МПК G01V3/00 

а третий-на выходе средства сравнения, при этом один полюс nepBca d переключателя соединен с выходом первого магнитоприемника, другой - с выходом суммирующей схемы, один попюс второго переключателя соединен с выходом второго магнитоприемника, другой - с выходом вычитающей,схемы, полюса третьего переключателя соединены через и теграторы со входами лшометра, а управл юище цепи переключат чей подключены черес делитель частоты к генератору частоты мутации.

На чертеже - структурная схема предла ,1гаемого устройства.

Описываемое устройство содержит два взаимно ортогональных магнитолриемника 1, 2. Выход первого магнитоприемника 1 подключен к первым входам суммирующей 3 и вычитакяцей 4 схем и к первому полюсу управляемого двухпозиционного переключателя 5, Выход второго магнитоприемника 2 подклк чей ко втсрым входам суммирующей 3 и вьь читающей 4 схем и к первому полюсу второ го переключателя 6, Выходы суммирующей и вычитающей схем подключены соответственно ко вторым полюсам переклврчателей 5,6, выходы которых соединены со входами дифференциального коммутационного указателя 7, состоящего из коммутатора 8, усилителя несущей 9, квадратора 10, усилителя огиба ющей 11, синхронного выпрямителя 12 и генератора частоты коммутации 13. На выходе указателя 7 включен переключатель 14 один полюс которого соединен с интегратором 15, а другсЛ - с интегратором 16. Вь хоцы интеграторов 15, 16поакпюченыкпогометру 17. Цепи управления переключателей 5, через делитель частоты 18 Т1одклк чены к генератору частоты коммутации 13, Устройство работает следующим образом. Сигналы Ц(1),и2) I снимаемые с магнитоприемников 1,2, поступают на входы

iiyi)K,uf(t)(/j(t)44U)-u,(t)& ;L(t) K4{uf(t)4u)|(U,(t)-U,(t)Jr

Из выражений (6), (7) видно, что в выходном напряжении квадратора 1О в один полупериод переключений имеется составляю-55

)))1 .

в другой -

составляющая 1(1)-и|()г-1 . Эти соста&ляющие в соответствующие полупериоды перекпючений выделяются усилителем огибающей 11 н подаются на синхронный выпрямитель 60

суммирующей 3 и вычитающей 4 схем, на выходах которых образуются соответственно сумма и разность входных сигналов. Сумма поступает на второй полюс переключателя 5, а разность - на второй полюс переключателя 6, На первые полюса переключателей nt ступают сигналы непосредственно с выходов магнитоприемников.;

Переключатели 5,6 управлдаотся прямоугопными импульсами напряжения с частотой переключения cOj , сдвинутыми относительно друг друга на полпериода, В результате этого на выходах переключателей 5,6 в один по лупериод переключения имеются соответствен но сумма и разность выходных сигналов маг« нитоприемников, а во второй полупериод сигналы непосредственно с магнитоприемников, Коммутатор 8 указателя 7 попеременн но с частотой коммутации CiJ UJj подает на вход усилителя несущей 9 в один попупериод переключений сумму и разность, а во второй попупериод - выходные сигналы магнитоприемников,

Выходное напряжение квадратора 10 в один полупериод можно представить в виде:

икв)К1({и1а)и2{1)р(1)Чц(±)-ига))

а во второй: (-trFVt)J,(3) где: К. - коэффициеЕ1т передачи предшествующих каскадов, включая квад paTOjjj

F(i),F(t)- коммутирующие функции, упра&ляющие работой коммутатора 8, . F{t) h s4n loj-t ;(4)

r|-t) h8i«(u)), . (5)

гдe:Ksin(dJt-. единичная функция Хевисайда

от Si« 2

После подстановки (4), (5) в (2), (3) и соответствующих преобразований-выражения (2), (3) приводят к виду:

bin(2n-l)OL)2t

16) 2n-l

12. Выходное напряжение указателя 7 в один полупериод переключений имеет вид:

Uyj(tl-K2vU.(t)-U2{) ,(8)

а в другой:

и2к((1-1/2К)},)

где: Kj - коэф4 ицнент передачи предшествующих каскадов, включая указатель. (7) Напряжения с выхода указателя с помощью переключателя 14, работающего синхронно с переключателями 5,6, передаются на интегра торы 15, 16 соответственно, где произведите ся их усреднение. Выходные напряжения и теграторов можно представить в виде: Uи,)(t) ,(10) 4t,-KTlK(l-u2( , (11) где$ К и к - коэффициенты передачи, Напряжения (10), (11) поступают на по гометр 17, показания .которого 1 соответствуют выражению:.. « -,)-Ua(i),, «orKuS(t)-U|(ti(12). НапряжеНИНUjft) , Uj(t) можно представить в виде: U,(-t) S,(t)+|,H) ,(13) U2(t)S2(t)2(),U4) где: Si(i), Sjft}- сигналы, наводимые в магнитоприемниках естественным переменным магнитным пшем, представляющие гармон№ческие сигналы, случайно модулированные по амплитуде и фазе: Si(-t) SiCos(wt+ipi) , S2ft)S2Cosftut-. tfg) , it() Sj -собственныешумы устройства. Подставив значения формул (13), (14), в формулу (12), учитывая, что. полезные сиг налы и шумы взаимно некоррелированы, и считая магнитоприемники идентичными, получим окончательно: г Г (4) - tp.,) сг Полученное выражение пропорционально тангенсу удвоенного угла наклона проекции эллипса поляризации естественного перемеиного магнитного паля. Предлагаемое устройство позволяет исключить погрешности, обусловленные неидентичностью характеристик каналов обработки входных сигналов известных устройств,повышает чувствительность и точность измерений. Формула изобретения Устройство для измерения угла наклона проекции эллипса поляризации переменного магнитного поля, содержащее взаимноортого1вальные магнитоприемники, выходы которых соединены со входами суммирующей и вычитающей схем, интеграторы и логометр, о тличающееся тем, что, с целью .вышения чувствительности, оно снабжено средством периодического сравнения амплитуд сигналов с магнитоприемников, выполненным из последовательно соед1тенных коммутатора, управляемого генератором частоты коммутации, усилителя несущей, квадратора, усилителя огибающей и синхронного выпрямителя, второй вход которого подключен к г&HepaTojpy частоты коммутации, и тремя управляемыми двухпозиционными переключателями, из которых два включены на входах, а третий на выходе средства сравнения, при этом один полюс первого переключателя соединен с выходом первого магнитоприемника, другой - с выходом суммирующей схемы, один полюс второго переключателя соединен с вьь ходом второго магнитопрнемника, другой с выходом вычитающей схемы, полюса третьего переключателя соединены через интеграторы со входами логометра, а управляоощйе цепи переключателей подключены через делатель частоты к генератору частоты коммутации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1,Заборовский А, И. Переменные электр магнитные поля в электроразведке, М., МГУ, 1960. 2,Скрипннк Ю, А. Коммутационные методы исключения угловых погрешностей фазовых указателей, М,, Наука, Сибирское отделение, Новосибирск,N9 4, 1967, с. 81, 3,Мезенцева А, Д. Об измерении угла наклона проекции эллипса поляризации, сб, Геофизическая аппаратура , вып. 41, Недра, Л., 1969, с, 68-70.