Формирователь опорного сигнала Советский патент 1980 года по МПК G01R13/30 

(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ОПОРНОГО СИГНАЛА

1

Изобретение относится к области электроизмерительной техники диапазонов звуковых и инфразвуковых частот и может найти применение в качествеисточника опорного сигнала в измери- 5 тельных устройствах, используемых для изучения переходных характеристик че тырехполюсников. Область преимущественного применения предлагаемого формирователя - в качестве источника 10 опорного сигнала в измерительных устройствах для геоялектроразведки методами .нестационарных полей,

Известны форглирователи опорного сигнала в электроразведочных стан- 5 циях i .

Известные формирователи имеют существенные недостатки.

Дребезг контактов реле не позволяет осуществлять синхронизацию на. 20 высоких частотах, а также ограничивает временной диапазон изучаемых переходных характеристик.

Синхронизация работы узлов измерительного устройства относительно 25 тока в питающей линии осуществляется с точностью до фазы.

Передача опорного сигнала требует кабельной связи между генераторным и измерительным устройствами. 30

Известен также трансформатор тока в виде клещей, который выбран в качестве устройства-прототипа предлагаемого изобретения 2.

Через трансформатор тока в виде клещей пропускают длинный кабель, по которому течет переменный ток. Выходное напряжение трансформатора тока пропорционально силе тока в длинном кабеле и используется в качестве опорного сигнала.

Однако устройству-прототипу присущи следующие недостатки.

При прямоугольной .форме питающего тока выходное напряжение искажено переходными колебательными процессами, начинающимися в моменты включения и выключения тока.

Скалывание вершины выходного напряжения трансформатора-тока, особенно в диапазоне инфранизких частот.

Цель изобретения - расширение диапазона частот.

Цель достигается тем, что в формирователь опорного сигнала, содержащий питающий провод, проходящий внутри первой кольцевой катушки, состоящей из соединяющий.частей, введены два диода, блок формирования прямо угольных напряжений, два элемента И блок вычитания и вторая кольцевая ч катушка, включенная последовательно с первой кольцевой катушкой, блок формирования прямоугольных напряжени входами подключен к кольцевым катушнам, а выходами - к входам элементов И, выходы которых подсоединены к входам блока вычитания, причем диоды включены параллельно кольцевым катушкам, а кольцевые катушки расположены соосно на расстоянии не.менее одного радиуса катушек. На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 даны; эпюры, поясняющие принцип работы устройства. В устройство входят питающий кабель 1, первая кольцевая катушка 2, вторая кольцевая катушка 3, диоды 4 5, блок формирования прямоугольных напряжений б, состоящий из триггера с раздельными входами 7, элементов задержки 8, 9, элементов И 10, 11, триггера 12, элементы И 13, 14, блок вычитания 15, выход устройства 16. Внутри кольцевых катушек 2, 3, со стоящих из соединяющихся частей,проходит питающий кабель 1. Кольцевые катушки 2, 3 включены последовательно. Параллельно кольцевым катушкам установлены диоды 4,5. Блок формирования прямоугольных напряжений б вхо дами подключен к кольцевым катушкам 2,3, а выходами - к входам элементов И 13, 14. Выходы элементов И 13 14 соединены с входами блока вычитания 15, выход которого подключен к выходу устройства 16. Предлагаемое устройство работает следующим образом. По питающему кабелю 1 протекает ток 3 с периодом Т в виде разнополярных импульсов с паузами (эпюра 17, фиг. 2), Ток вокруг кабеля созда ет переменное поле. Так как скорость изменения магнитного поля в моменты включения и выключения токавелика, то в кольцевых катушках- наводятся короткие положительные импульсы. Дио ды 4,5 устраняют колебательные переходные процессы,а также отрицательные короткие импульсы в кольцевых катушках 2,3 .Кольцевые катушки расположены соосно на расстоянии не менее одного радиуса катушек с целью устра нения их взаимного магнитного влияни Временное положение выходных импульсов первой кольцевой катушки 2 соответствует моментам положительных перепадов тока и , а для второй кольцевой катушки 3 - моментам отрицательных перепадов тока. Выходные импульсы кольцевых катушек 2,3 (эпюры 18,19 на фиг. 2)поступают на входы блока формирования прямоуголь ных напряжений 6 и запускают триггер с раздельными входами 7,элементы задержки 8,9. Длительность выходного импульса триггера (эпюры 20,21,22 на фиг. 2) равна половине периода Т. В результате элементами И 10, 1Г выделяются вторые последовательности ко-; ротких импульсов (эшэры23, 24,фиг.2), которые подаются на входы триггера 12 с раздельными входами.В результате триггером 12 формируется второе прямоугольное напряжение (эпюра 25, фиг. 2), длительность импульсов которого также равна половине периода Т, но сдвинутого по времени относительно первого прямоугольного напряжения (эпюра 20, фйЬ. 2) на длительность паузы тока О . Выходные напряжения с прямых выходов эпюры 20,25, фиг. 2) триггеров с раздельными входами 7,12 подаются на входы элемента И 13, а с инверсных выходов(эпюры 20,25, фиг. 2) - на входы элемента И 14. В результате логического умножения, выполняемого элементами И 13, 14, формируются положительные прямоугольные импульсы (эпюры 26, 27)временные положения которых соответствуют импульсам тока 3 . Для формирования разнополярных импульсов выходные напряжения элементов И 13, 14 подаются на схему вычитания 15, Выходное напряжение схемы вычитания 15 (эпюра 28, фиг. 2) поступает на выход предлагаемого устройства 16. Форма выходного сигнала формирователя не зависит от частоты { - : Формула изобретения Формирователь опорного сигнала, содержащий питающий кабель, проходящий внутри первой кольцевой катушки, состоящей из соединяющихся частей, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона частот, в него введены два диода, блок формирования прямоугольных напряжений, два элемента И, блок вычитания и вторая кольцевая катушка, включенная последовательно с первой кольцевой катушкой, блок формирования прямо-угольных напряжений входами подключен к кольцевым катушкам, а выходами к входам элементов И, выходы которых подсоединены к входам блока вычитания,, причем диоды включены параллельно кольцевым катушкам, а кольцевые катушки расположены соосно на расстоянии не .менее одного радиуса катушек. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Комаров В. А, Электроразведка методом вызванной поляризации, Л.,Недра, с. 195-196. 2.Электрические измерения. Под ред. А. Фремке.Энергия Ленинградское отделение, 1975, с. 98.