Устройство для измерения электрических свойств горных пород и руд

 

1. УСТРОЙСТВО .ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЮЙСТВ ГОРНЕЛХ ПОРОД И РУД по авт.св. № 883791, о т л ичающееся тем, что, с целью повышения Точности измерений, в него дополнительно введены генератор тактовых импульсов, двухвходовой сумматор и блоки компенсации активной и реактивной составляющих сигнала j первые входы которых соединены с выходами основных усилителей, вторые - с выходами фильтров нижних час тот соответствукнцих измерительных каналов, а третьи - с генератором тактовой частоты, цифровые выходы блоков компенсации соединены с входами регистраторов соответствующих измерительных каналов, аналоговые;. ВЕаходы - с входами двУхвходового сумматора, причем выход последнего . соединен с входами буферных усилителей . 2. Устройство по п. }., отличающееся тем, что каждаай блоков компенсации содержит двухУзэовневый компаратор,два логических ; элемента И, реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, вход компаратора является первым входом блока компенсации и соединен с выходом основного усилителя измерительного канала, а выходы соединены с первыми входами логических элементов И, вторые входы которых объединены и являются вторым входом блока компенсации и соединены с выхо§ дом генератора тактовых импульсов, выходы логических элементов И соеди (Л нены с входами реверсивного счетчика , выходы которого соединены свходами управления йифроаналргового преобразователя и с дополнительными цифровыми входам регистратора, являясь цифровым выходом блока компенсации , вход цифроаналогового преобразователя соединен с выходом фильтра нижних частот измерительного ка4 ел нала и является третьим входом блока компенсации, а выход соединен с. одним из входов дополнительного .сумматора и является аналоговым выхо дом блока компенсации. со

СООЗ СО6ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н) А

3(51) 6 01 R 27 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 883791 (21) 3453526/18-21 (22) 14.06.82 (46) 30.09.83. Бюл. Р 36 (72) A A Ãoëoñîâó В.И.Юзов, Ю.Б.Зархин и A.В.Молодченко (71) Красноярский политехнический . институт (53) 621.317.332.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 883791, кл. G 01 R 27/00, 1981 .(прототип), (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО .ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД

И РУД по авт.св. 9 883791, о т л ич -а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены генератор тактовых импульсов, двухвходовой сумматор и блоки компенсации активной и реактивной составляющих сигнала, первые входы которых соединены с выходами основных усилителей, вторые — с выходами фильтров нижних частот соответствующих измерительных каналов, а третьи — с генератором тактовой частоты, цифровые выходы блоков компенсации соединены с входами регистраторов соответствующих измерительных каналов, аналоговые;. выходы - с входами двухвходового сумматора, причем выход последнего соединен с входами буферных усилителей.

2. Устройство по и. t., о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый из блоков компенсации содержит двух уров невый комп аратор, дв а логических: элемента И, реверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь) вход компаратора является первым входом блока компенсации и соединен с выходом основного усилителя измерительного канала, а выходы соединены с первыми входами логических элементов И, вторые входы которых объединены и являются вторым входом блока компенсации и соединены с выходом генератора тактовых импульсов, выходы логических элементов И соединены с входами реверсивного счетчика, выходы которого соединены с- àõîдами управления )(ифроаналогового преобразователя и с дополнительными цифровыми входами регистратора, являясь цифровым выходом блока компенсации, вход цифроаналогового преобразователя соединен с выходом фильтра нижних частот измерительного канала и является третьим входом блока компенсации, а выход соединен с одним из входов дополнительного .сумматора и является аналоговым выходом блока компенсации.

10451б 3 . Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при геофизических исследованиях электроразведочными методами.

По основному авт, св. Р 883791 известно устройство для измерения электрических свойств горных пород и руд, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, адресный счетчик и два идентичных канала измерения активной и реактивной составляющих, каждый из которых включает в себя последовательно соединенные постоянный запоминающий блок, цифроаналоговый преобразователь, сум- 15 матор, фильтр нижних частот, перемножитель, основной усилитель, регистратор, буферный усилитель, выход которого соединен с вторым входом перемножителя, а также последовательно соединенные фильтр нижних частот, усилитель мощности и измерительный датчик, причем выходы адресного счетчика соединены с входами постоянных запоминающих блоков обо- д их каналов, выходы цифроаналоговых преобразователей каждого канала соединены с вторыми входами сумматора соседнего канала и, кроме того, выход цифроаналогового преобразователя активного канала соединен с Входом фильтра нижних частот, а выход датчика — с входами буферных усилителей обоих каналов L1j.

В известном устройстве реализовать высокую точность измерений

35 в широком диапазоне измеряемых величин не позволяет конечная линейность амплитудной характеристики усилительного тракта, а также ограниченный диапазон линейного участка 4О характеристики перемножителя. Кроме того, на точность измерений оказывает влияние температурная нестабильность коэффициентов передачи усилительного тракта и перемнохси- d$ теля.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Поставленная цель достигается

5О тем, что в устройстве для измерения электрических свойств горных пород и руд, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и адресный счетчик, два идентичных канала измерения активной и реак Ц тивной составляющих, каждый и:з которых включает в себя последовательно соединенные постоянный запоминающий блок, цифроаналоговый преобразователь, сумматор, фильтр нижних @A частот, перемножитель, основной усилитель, регистратор, буферный усилитель,, выход которого соединен с вторым входом перемножителя, а также последовательно соединенные д фильтр нижних частот, усилитель мощности и двух-либо четырехэлектродный датчик, причем выходы адресного счетчика соединены с входами постоянных запоминающих блоков обоих каналов, выходы цифроаналоговых преобразователей каждого канала соединены с вторыми входами сумматора соседнего канала и, кроме того, выход цифроаналогового преобразователя активного канала соединен, с входом фильтра нижних частот, а выход датчика — с входами буферных усилителей обоих каналов, дополнительно введены генератор тактовых импульсов, двухвходовый сумматор и блоки компенсации активной и реактивной составляющих сигнала, первые входы которых соединены с выходами основных усилителей, вторые — c выходами фильтров нижних частот соответствующих измерительных каналов, а третьи — с генераторам тактовой частоты, цифровые выходы блоков компенсации соединены с входами регистраторов соответствующих измерительных каналов, аналоговые выходы — с входами двухвходового сумматора,. причем выход последнего соединен с входами буферных усилителей.

Каждый иэ блоков компенсации содержит двухуровневый компаратор, два логических элемента И, ррверсивный счетчик и цифроаналоговый преобразователь, Вход компаратора является первым входом блока компенсаЦИИ И СОЕДИНЕН С ВЫХОДОМ ОСНОВНОГО усилитсля измерительного канала, а выходы компаратора соединены с первыми входами логических элемен-ов И, вторые ьходы которых объединены яв ляются вторым Входом блока компенсации и соединены с выходом генератора тактовых импульсов, Выходы логи-. ческих лементов И соединень1 с входами реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами управ- ления цифроаналогового преобразователя и с дополнительными цифровыми входами регистратора, являясь цифровым выходом блока компенсации, вход цифроаналогового преобразователя соединен с выходом фильтра нижних частот измерительного канала v. является третьим Входом блока компен cBilHi"., а ВыхОд соединен с Одним из входов дополнительного сумматора и является аналогоьым выходом блока компенсации, Иа ч .ðòåæå приведена структурная схема предлагаемого устройства. устройство для измерения электрических свойств горных город и руд содержит задающий генератор 1, адресныи счетчик 2, каналы измерения активной и реактивной составляющих сигнала, каждый иэ которых вклю "45163 чает в себя постоянный запоминающин блок 3-1 — 3-2, цифроаналоговый преобразователь 4-1 — 4-2, сумматор 5-1 — 5-2, фильтр 6-1 — 6-2, ".åремнажитель 7-1 — 7-2, основной уси— литель 8-1 — 8-2, регистратор 9-1

9-2, буферный усилитель 10-1 — 10-2, блок 11-1 — 11-2 компенсации, устройство содержит также двухвходовый сумматор 12, генератор 13 тактовых импульсов и последовательно соединенные фильтр 14 нижних частот, усилитель 15 мощности и измерительный датчик 16.

Блоки 11-1 и 11-2 компенсации содержат двухуровневый компара- 15 .тор 17-1-17-2, двухвходовые элементы И 18-1-18-2 и 19-1-19-2, реверсивный счетчик 20-1-20-2 и цифро! аналоговый преобразователь 21-1

21-2. 20

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает напряжение соответствующей частоты, поступающее на адресный счетчик 2, который последовательно изменяет адреса в постоянных запоминающих блоках 3-1 и 3-2. Коды чисел с их выходов поступают на цифроаналоговые преобразователи 4-1. и 4-2, на выходе которых вырабатываются квазигармонические сигналы, сдвинутые один относительно другого на 90

Эти сигналы после дополнительной фильтрации фильтрами 6-1 и 6-2 нижних частот используются в качестве опорных напряжений в перемнажителях

7-. 1 и 7-2, а после фильтрации фильтров 14 нижних частот и усиления усилителем 15 мощности — для возбуждения датчика 16. В сумматорах 5-1 40 и 5-2 производится сложение квадратурных составляющих сигналов, что обеспечивает при выборе соответствующих весовых коэффициентов компенсацию фазовых сдвигов в каналах из- 45 мерения активной и реактивной компо.нент сигнала. Выходной сигнал датчика 16 поступает на буферные усилители 10-1 и 10-2, имеющие большое входное. сопротивление. Одновременно на вторые дифференциальные входы буферных усилителей 10-1 и 10-2 через сумматор 12 подается напряжение компенсации с выходов цифроаналоговых преобразователей 21-1 и 21-2 блоков 11-1 и 11-2 компенсации. Сигнал, являющийся разностью входного и.компенсирующега напряжений, поступает на сигнальные входы перемножителей 7-1 и 7-2. Сигнал раскомпенсации с выхода перемнажителей 7-1 и

7-2 усиливается основными усилителями 8-1 и 8-2 и поступает на вход двухуровневого компаратора 17-1 и

17-2. В зависимости от знака выходного напряжения усилителей 8-1 и

8-2 оказывается превышенным один из уровней срабатывания компаратора 17-1 и 17-2 и на одном из его выходов появляется сигнал логической единицы, разрешающий прохождение тактовых импульсов от генератора 13 через одного из элементов И (18 или 19) на вход реверсивного счетчика 20. Счетчик 20 заполняется импульсами тактовой частоты, одновременно управляя по выходам коэффициентам передачи цифроаналогового преобразователя 21, выполняющего функции управляемого аттенюатора. Заполнение счетчика происходит да тех пар, пока напряжение на выходах основных усилителей 8-1 и 8-2 каналов не достигает значения, при котором не происходит превышения уровней срабатывания кампаратарав 17-1 и 17-2, При этом на выходах кампаратарав появляются логические нули и аба элемента И 18 и 19 закрыты.

Выходной кад счетчика 20 при этом является цифровым значением измеренной составляющей комплексного сопротивления и фиксируется регистраторам 9 па достижении напряжения. на выходе аснавнага усилителя 8 нулевого уровня.

Так как в уравновешенном состоянии сигнал в тракте перемнажитель основной усилитель мал, а ега значение остается в неиэменных пределах независима ат величины сигнала на выходе датчика 16, то требования линейности и стабильности усилительного тракта могут быть существенно снижены, а усиление основного усилителя увеличено па сравнению с прототипом в 3-10 раз.

Введение в устройство дополнительных элементов и связей позволяет реализовать высокую точность измерений

1 за счет исключения погрешностей, связанных с нелинейностью амплитудной характеристики измерительных каналов, главным образом нелинейности перемнажителей.

1045163

Составитель Н.Михалев

Техред T.Nàòà÷êà Корректор B.Áóòÿãà а

Редактор 10.Ковач

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектрая, 4

Заказ 7546/47 THpGR 310 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

rio делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5