Трехчастотное измерительноеуСТРОйСТВО Советский патент 1981 года по МПК G01R27/28 G01V3/02 

(54) ТРЕХЧАСТОТНОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к технике электроизмерений и может быть применено при частотно-фазовых измерение ях в гео-электроразведке. По основному авт.св. К 737904 известно трехчастотное измерительное устройство,:содержащее три избирательных усилителя, входы которых соединены со входными клеммами, три импульсных формирователя, два формирователя временных интервалов, первыэ входы которых соединены с выходом первого импульсного формирователя, а вторые входы соединены соответственно с выходами второго и третьего импульсных формирователей, элемент И, один вход которого соединен с выходом первого формирователя временных интервалов, а второй - с выходом второго формирова теля временных интервалов через инвертор, преобразователь временного интервала, блок задания коэффициента пре образования временных интервалов, соединенный с преобразователем временного интервала и элементом И, двувходрвьй сумматор, входы которого соединены с выходом элемента И и преобразователя временного интервала, а вьгход - с индикатором результата измерений, причем второй вход двувходового преобразователя временного интервала соединен с выходом первого формирователя временных интервалов Р. Недостатками этого устройства являются невозможность измерения фазы электромагнитного поля и низкая производительность измерений, обусловленная потребностями измерения магнитной составляющей электромагнитного поля методом вертикального зондирования рудного тела. Цель изобретения - повьшение производительности измерений и расширение функциональных возможностей устройства за счет измерения фазового сдвига магнитной составлякнцей электромагнитного поля, возбуждаемого в точке земной поверхности.

Указанная цель достигается тем, что в трехчастотное измерительное устройство, содержащее три измерительных усилителя, входы которых соединены со входными клемма1уш, три импульсных фор- j мирователя, входы которых соединены с выходами избирательных усилителей, два формирователя временных интервалов, первые входы которых соединены с выходом первого импульсного формиро-10 с вателя, а вторые входы соединены соответственно с выходами второго и тре тьего импульсных формирователей, элемент И, один вход которого соединен с выходом первого формирователя временных интервалов, а второй - с выходом второго формирователя временных интервалов через инвертор, преобразователь временного интервала, блок задания коэффициентов преобразования временных интервалов, соединенный с преобразователем временного интервала и элементом И, двувходовый сумматор, входы которого соединены с выходом элемента И и преобразователя временного интервала, а выход с индикатором результата измерений, причем второй вход двувходового преобразователя временного интервала срединен с выходом первого формирователя временных интервалов, введен бло изменения соотношения коэффициентов преобразования временных интервалов, выход которого соединен с блоком задания коэффициентов преобразования временных интервалов. На чертеже изображена структурная схема устройства. Трехчастотное измерительное устройство содержит входные клеммы 1, три избирательных усилителя 2-4, три импульсный формирователя 5-7, два фо мирователя 8 и 9 временных интервало инвертор 10, блок М задания коэффициентов преобразрвания временных ин.тервалов, элемент И 12, преобразователь 13 временного интервала, двувходовый сумматор 14, индикатор 15 результатов,измерений и блок 16 изме нения соотношения коэффициентов преобразования временных интервалов. Устройство работает следующим о бразом. На входные клеммы 1 подают с датчика трехчастотный сигнал, например сигнал, содержащий первую, третью и пятую гармонику основной частоты, выбираемой из диапазона 0,1-10 Гц.

834607 4

С помощью избирательных усилителей 2-4 из трехчастотного.сигнала вьщеляются составляющие трех частот: усилителем 2 - первая гармоника, усилителем 3 - третья гармоника, усилителем 4 - пятая гармоника. Синусоидальные сигналы трех частот с выходов избирательных усилителей 2-4 поступают на Бходе 1 импульсных формирователей 5-7, помощью которых синусоидальные сигналы преобразуются в последовательности импульсов, жестко связанные по фазе с исходными синусоидальными сигналами. К выходам импульсных формирователей 5-7 подключены формирователи 8 и 9 временных интервалов, причем первьй вход обоих формирователей 8 и 9 подключен к выходу импульсного формирователя 5, а вторые входы - к выходам формирователей 6 и 7 соответственно, формирователи 8 и 9 используются для получения временных интервалов между поступающими на их входы импульсами (эти интервалы соответствуют, например, промежуткам времени между моментом перехода через нуль сигнала первой гармоники и ближайшими к нему моментами перехода через нуль сигналов третьей и пятой гармоник . С выхода формирователей 8 и 9 полученные импульсы поступают на два входа элемента И 12, причем с выхода формирователя 8 непосредственно, ас выхода формирователя 9 - через инвертор 10. Благодаря такому включению блоков на выходе элемента И 12 формируется импульс, длительность которого равна разности длительностей временных интервалов, формируемых на выходе формирователей .8 и 9. Масштаб этого импульса (по амплитуде или длительности) регулируется блоком 11 задания коэффициентов преобразования временных интервалов. Масштаб импульса на выходе формирователя 8 временных интервалов регулируется с помощью двувходового преобразователя 13 временного интервала, к которому также подключен выход блока I1 задания коэффициентов преобразования временных интервалов. В качестве преобразователя 13 может быть использован элемент И, а в качестве блока 11 - два генератора, формирующие колебания с отличающимися частотами. Последовательности импульсов с элемента И 12 и преобразователя 13 суммируются с помощью двувходового сумматора 14, и результат суммирования

считывается с индикатора результатов измерений, выполненного, например, в виде цифрового табло. Полученный результат измерений, соответствующий сумме двух временных интервалов, сфор мированных на выходах элемента И 12 и преобразователя 13 и умноженных на первую пару коэф4 ициентов преобразования временных интервалов,-задаваемы блоком 11, с высокой точностью равен фазовому углу вызванной поляризаций электрического поля.

Как показывают теоретические расчеты и результаты экспериментальных работ, частотная зависимость фазовых углов магнитной компоненты поля сзпцесвенно отличается от частотной зависимости фазовых углов электрического поля. Поэтому для измерения фазового угла вызванной поляризации магнитного поля необходимо изменить величину коэффициентов преобразования временных интервалов. Изменение величины коэффициентов преобразования осуществляется с помощью блока 16 изменения соотношения коэффициентов преобразования временных интервалов. В качестве блока 16 целесообразно использовать две пары частотно-задающих элементов, например колебательных контуров, кварцев, снабженных переключателем, с помощью которого эти частотно-задающие элементы подключаются к двум генераторам неравных частот, входящим в состав блока 11. После изменения соотношения у коэффициентов преобразования временных интервалов полученный на индикаторе 15 результат будет соответствовать с высокой точностью .фазовому углу вызванной поляризации магнитного поля.

Таким образом, функциональные возможности устройства расширяются, а благодаря возможности проводить измерения фазовых углов вызванной поляризации и электрического.и магнитного полей с помощью одного устройства повьш1ается производительность рабо.т.

Формула изобретения

Трехчастотное измерительное устройство по авт.св. № 737904, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения производительности измерений и расширения функциональных возможностей, в него введен блок изменения соотношения коэффициентов преобразования временных интервалов, выход которого соединен с блоком задания коэффициентов преобразования временных интервалов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Ч