Цифровой магнитовариационный преобразователь Советский патент 1981 года по МПК G01V3/40 

Изобретение относится к магнитеметрии и может найти применение в на учных исследованиях и в разведке полезйых ископаемых магнитовариациоинь методом. Известна магнитовариационная стан ция, которая содержит кварцевый магниточувствительный элемент (МЧЭ) с осветителем, фотопреобразователем и отклоняющими кольцгши, генератор синусоидально-изменяющегося напряжения создающий в отклоняющих кольцах магнитное поле линейной развертки ij . Временный интервал между началом раз вертки и моментом компенсации измв ряемого магнитного поля преобразуется вцифровой код. Однако из-за низкой стабильности генератора синусоидально-изменяющегося напряжения точность измерения этой станции невелика,особенно при .эксплуатации в автономном режиме в теченне длительного времени. Известен также цифровой магнитный вариометр, содержгцций кварцевый МЧЭ, фотоэлемент, компенсирующую обмотку и следящую систему, состоящую из опорного генератора, реверсивного счетчика и преобразойателя код аналог 2. Компенсация вариаций маг нитного ПОЛЯ осуществляется ступенчато-изменяющимся током следящей системы. Недостатком данного вариометра является то, чтог импульсы тока вызывают в МЧЭ колебательный процесс, снижающий быстродействие прибора. Кроме того, высокие требования к преобразователю код-аналог ограничивгиэт разрешающую способность прибора. Известен цифровой магнитовариационный преобразователь, который содержит кварцевый МЧЭ с зеркалом, осветитель, дифференциальный фотопреобразователь, компенсационную колечную систему, генератор опорной частоты с делителем частоты, преобразователь напряжение-частота, фазовый дискриминатор, формирователь тока и цепь вычитания частот, подключенную к входу реверсивного счетчика с преобразователем код-аналог Вариации магнитного поля в небольших пределах компенсируется током, поступающим в колечную систему от формирователя тока. Компенсационный ток задается фазовым дискриминатором, т.е. фазовым сдвигом импульсов генератора опорной частоты и преос разователя напряжение-частота. По :ледний управляется дифференциальным фотопреобразователем. При большой разности частот схема вьоделения частот изменяет состояние реверсивного счетчика и ток с преобразователя код-аналог, поступаемый в колечную систему, компенсирует вариации магнитного поля в больших пределах.

При длительной эксплуатации дифференциальная схема, определякицая величину тока компенсации, вносит основную часть погрешностей (уход нуля прибора), которая зависит от измерений яркости осветителя и температуры окружающей среды. Эксплуатация такого преобразователя в районах с большими электростатическими полями (районы Антарктиды) затруднительна. Кроме тог.о, большие требования предъявляются к ключевьвч схемам и эталонным резисторами, так как они определяют количество разрядов и точность преобразования.

Целью изобретения является повышение точности прибора при длительной работе в автономном режиме.

Поставленная цель достигается тем что в цифровой магнитовариационный преобразователь, содержащий МЧЭ. с зекалом, осветитель, фотопреобразователь , компенсационную колечную систему, окружающую МЧЭ, опорный генератор, регистрирующий триггер,счетчик импульсов, подключенный к входу регистрирующего триггера, и формирователь тока, подключенный к входу компенсационной колечной системы, введены обмотка возбуждения, детектор рассогласования, дополнительный счетчик импульсов и ключ управления началом счета счетчиков, причем .обмотка возбуждения соединена с опорным генератором через делитель частоты, первый вход детектора рассогласования соединен непосредственно с фотопреобразователем, второй вход - с выходом делителя частоты, а выходчерез KJH04 управления соединен с входами двух счетчиков, включенных параллельно.

На чертеже представлена функциональная схема цифрового магнитовариационного преобразователя.

, Магнитовариационный преобразователь содержит МЧЭ с зеркалом 1, фотоп юобразователем 2 и осветителем 3, компенсационную колечную систему 4, обмотку возбуждения 5, опорный генератор 6, делитель частоты 7, клапан (ключ) 8 управления начала счета счетчиков, два счетчика 9 и 10, регистрир5шщий триггер 11, управляемый источник тока 12, детектор рассогласования 13 и рюгистратор 14.

Преобразователь работает следующим образом.

С делителя частоты 7 в обмотку возбуждения 5 подаиотся периодические колебания низкой частоты, которые

приводят МЧЭ в колебательное движение небольшой амплитуды. В результате чего регистрируемая фотоэлементом величина разбаланса между вариациями магнитного поля и током компенсации представляет собой модулированный сигнал. Этот сигнал с фотопреобразователя поступает на детектор рассогласования 13 и на выходе последнего появляется сигнал знака рассогласования, в зависимости от которого в счетчики 9 или 10 дополнительно к импу 1ьсам от опорного генератора через клапан 8 начинают поступать импульсы с делителя частоты 7. Благодаря этому меняется фаза выходных сиг налов между счетчиками.

Затем сигналы поступают на регистрирующий триггер 11, на выходе которого формируются импульсы. Длительность этих импульсов зависит от фазового сдвига между счетчиками. С регистрирующего триггера импульсы поступают на управляющий вход источника тока 12, ас выхода последнего в обмотку компенсации подается ток в виде импульсов постоянной амплитуды с длительностью, пропорциональной величине компенсации вариаций магнитного поля.

Собственная частота МЧЭ намного меньше частоты импульсов управляемого источника тока, МЧЭ выполняет роль интегратора для указанных импульсов . Величина вариаций магнитного поля, пропорциональная величине сдвига между выходными сигналами счетчиков, фиксируется регистратором 14.

Формула изобретения

Цифровой магиитовариационный преобразователь, содержащий магниточувствительный элемент (МЧЭ) с зеркалом, осветитель, фотопреобразователь , компенсационную колечную систему; окружающую МЧЭ, опорный генератор, регистрирующий триггер, счетчик импульсов, подключенный к входу регистрирующего триггера, и формирователь тока, подключенный к входу компенсационной колечной системы, отличающийся тем, что, с целью повьвиения точности измерения при длительной работе з автономном режиме, в него введены обмотка возбуждения, детектор рассогласования, дополнительный счетчик импульсов и ключ управления началом счета счетчиков, причем обмотка возбуждения соединена с опорным генератором через делитель частоты, первый вход детектора рассогласования соединен непосредственно с фотопреобразователем, второй вход - с выходом делителя частоты, а выход через ключ управления соединен с входами двух 5 счетчиков, включенных параллельно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 475096, кл. G 01 V 3/00, 1972.

свидетельство СССР 01 V 3/00, 1972.

свидетельство СССР 01 V 3/00, 1974