Устройство для измерения инвариантов эллиптически поляризованного магнитного поля

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНВАРИАНТОВ ЭЛЛИПТИЧЕСКИ. ПОЛЯРИЗОВАННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее два взаимно ортогональных магнитоприемника , два квадратурных фазовращателя , генератор коммутирующего напряжения , два блока коммутации, два кв адратичных детектора, блок суммирования, синхронньй выпрямитель и два измерительных прибора, причем выходы первого и второго магнитоприемников соединены соответственно с входами первого и второго квадратурных фазовращателей, выходы генератора коммутирующего напряжения всвсоюз я ) : с .-Ч - А i J -4 II г I :-i .. .; ;,;i;- «а I L ..хАI соединены с управляющими входами блоков коммутации 1и синхронного выпрямителя , выходы первого-и второго блоков коммутации соединены с входами первого и второго квадратичных детекторов, выходы которых соединены с входами блока суммирования, выход которого соединен с входами первого измерительного прибора и синхронного выпрямителя, выход которого соединен с входом второго измерительного прибора, отличающееся тем, что, с целью повьпиения точности, оно содержит первую и вторую сумморазностные схемы, первые выходы о которых соответствуют сумме, а вторые (f. выходы - разности входных сигналов, с при этом входы первой суммо-разностной схемы соединены с выходами первого квадратурного фазовращателя и второго магнитоприемника, а входы второй суммо-разностной схемы соединены с выходами второго квадратурного фазовращателя и первого магнитоприемника , первый и второй выходы о первой суммо-разностной схемы соеди0 ( 4i нены соответственно с первьгм и вторым входами первого блока коммутации, а первый и второй выходы второй суммо-разностной схемы соединены соответственно с вторым и первым входами второго блока коммутации.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1141884 (51)4 G 01 V 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,-;:

И ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3551311/24-25 (22) 11.02.83 (46) 30.08.85, Вюл, N - 32 (72) Г.В.Прис, Л.А.Прис, А.Ф.Постельников и В.И.Сущев (71) Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов (53) 550.83(088,8) (56) Миэюк Л.Я. и др. Измерения .инвариантов магнитного поля при электроразведке. Киев, "Наукова думка", 1976, с. 138-152.

Электроразведка. Справочник геофизика. M., "Недра", 1980, с. 164 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ИНВАРИАНТОВ ЗЛЛИПТИЧЕСКИ. ПОЛЯРИЗОВАННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ, содержащее два взаимно ортогональных магнитоприемника, два квадратурных фазовращателя, генератор коммутирующего напряжения, два блока коммутации, два квадратичных детектора, блок сумми-. рования, синхронный выпрямитель и два измерительных прибора, причем выходы первого и второго магнитоприемников соединены соответственно с входами первого и второго квадратурных фазовращателей, выходы генератора коммутирующего напряжения соединены с управляющими входами блоков коммутации и синхронного выпрямителя, выходы первого.и второго блоков коммутации соединены с входами первого и второго квадратичных детекторов, выходы которых соединены с входами блока суммирования, выход которого соединен с входами первого измерительного прибора и синхронного выпрямителя, выход которого соединен с входом второго измерительного прибора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, оно содержит первую и вторую сумморазностные схемы, первые выходы которых соответствуют сумме, а вторые выходы - разности входных сигналов, при этом входы первой суммо-разностной схемы соединены с выходами первого квадратурного фазовращателя и . второго магнитоприемника, а входы второй суммо-разностной схемы соединены с выходами второго квадратурного фазовращателя и первого магнитоприемника, первый и второй выходы . первой суммо-разностной схемы соединены соответственно с первым и вторым входами первого блока коммутации, а первый и второй выходы второй суммо — разностной схемы соединены соответственно с вторым и первым входами второго блока коммутации.

3 1141

Изобретение относится к геофизи-1 ке, а более конкретно к устройствам для геоэлектроразведки индуктивными методами, и может быть использовано как для наземного, так и для воздушного вариантов.

Известно устройство для измерения инвариантов эллиптически поляризованного магнитного поля, содержащее два взаимно ортогональных магнитоприем- 10 ника, два фазовращателя, суммо-разностную схему, генератор коммутирующего напряжения, блок коммутации, квадратичный детектор, синхронный выпрямитель и два измерительных 15 прибора (1 .

Недостатком известного устройства является низкая точность из-за на— личия погрешности комбинационных составляющих с частотой, близкой к частоте коммутации.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения инвариантов эллиптически поляризованного магнит- ного поля, содержащее два взаимно ортогоняльных магнитоприемника, два квядрятурных Аазовращятеля, генератор коммутирующего напряжения, два блока коммутации, двя квадратичных детектора, блок суммирования, синхронный выпрямитель и два измерительных прибора, причем выходы первого и второго мягнитоприемников соединены .соответственно с входами первого

3$ и второго квядратурных фазовращателей, выходы генератора коммутирующего напряжения соединены с управляющими входами блоков коммутации и синхрОнного выпрямителя, выходы первого и второго блоков коммутации соединены с входами первого и второго квадратичных детекторов, выходы которых соединены с входами блока суммирования, выход которого соединен с входами первого измерительного прибора и синхронного выпрямителя, выход которого соединен с входом второго измерительного прибора (2 ), Недостатком известного устрокства является низкая точность, обусловленная погрешностью разориентировки магнитоприемников.

Цель изобретения — повышение точности, Я

Цель достигается тем, что устройство для измерения инвариантов эллиптически поляризованного магнитного

884 поля, содержащее два взаимно ортогоняльных магнитоприемника, два квад" ратурных фазовращателя, генератор коммутирующего напряжения, два блока коммутации, два квадратичных детектора, блок суммирования, синхронный выпрямитель и два измерительных прибора, причем выходы первого и второго магнитоприемников соединены соответственно с входами первого и второго квадратурных фазовращателей, выходы генератора коммутирующего напряжения соединены с управляющими входами блоков коммутации и синхронного выпрямителя, выходы первого и второго блоков коммутации соединены с входами первого и второго квадратичных детекторов, выходы которых соединены с входами блока суммирования, выход которого соединен с входами первого измерительного прибора и синхронного выпрямителя, выход которого соединен с входом второго измерительного прибора, содержит первую и вторую суммарязностные схемы, первые выходы которых соответствуют сумме, а вторые выходы — разности входных сигналов, при этом входы первой суммо †разностной схемы соединены с выходами первого квадрятурного фазовращателя и второго мягнитоприемникя, я входы второй суммо-разностной схемы соединены с выходами второго квадрятурного фязоврящ",òåëÿ и первого мягнитоприемникя, первый и второй выходы первой суммо-разносгной схемы соединены соответственно с первым и вторым входами первого блока коммутации, я первый и второй выходы второй суммо-разностной схемы соединены соответственно - вторым и первым входами второго

=.:- кя коммутации „

Ня чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство, содержит два взаимно ортогоняльньгх магнитоприемника 1 и 2, двя квядрятурных фазоврящателя 3 и 4, две суммо-рязностные схемы 5 и 6, два блок;; коммутации 7 и 8, два квадра— тичпых детектора 9 и 10, блок суммирования 11, синхронный выпрямитель 12, двя измерительных прибора 13 и 14 и генератор коммутирующегонапряжения 15.

Суммо-рязностные схемы 5 и 6 являются объединением в одном блоке суммирующей и вычитяющей схем, имеющих общие входы и отдельные выходы для суммы и разности входных сигналов.

1141884 Сигнал с выхода первого магнитоприемника 1, пропорциональный соответствующей составляющей магнитного поля, равен U„ sin e4,à сигнал с выхода второго магнитоприемника 2 равен U>sin(u><+Y). Тогда на первый и второй входы первой суммо-разностной схемы 5 поступают сигналы

g„eos g t и U> sin (ш 4+ Ч), а на аналогйчные входы второй суммо-разностной схемы б поступают сигналы U sin и1и

uãoos(èé + М).

Пусть выходные напряжения первой и второй суммо-разностных схем 5,6 ts равны сумме входных сигналов для первых выходов и разности входных сигналов для вторых выходов. Тогда на первом выходе первой суммо-разностной схемы 5 будет сигнал 20

0„сов ы + UZ sin(u)4+ Ч), а на втором выходе будет сигнал U созМ- U sin(tat+

+Ч) .

Аналогично на выходах второй суммо-разностной схемы 6 будут иметься 25 сигналы Q„sin ut> UZcos(u)t+f) .

В один полуперйод коммутации, которому соответствует замыкание первых входов первого и второго блоков коммутации 7, 8 на их выходы, на. Зо выходах блоков коммутации 7 и 8 будем иметь сигналы (О

U„s iп И- 0 co s (цвай+

Эти сигналы поступают на входы первого и второго квадратичных детекторов 9 и 10, возводятся в квадрат и складываются в блоке суммирования 11, на выходе которого появится напря- 4п жение

U(< = (О совам%+ U>sin(zt+Ч)) +

1 Z 2

+ И„з пщ -02соз(ы1+ Ч).) = U„+ Ug +

+201 01 sing.

В другой полупериод коммутации, 45 которому соответствует замыкание вторых входов блоков коммутации 7 и 8 на их выходы, на выход первого блока коммутации 7 приходит разностный сигнал, а на выход второго блока ком-5р мутации 8 приходит суммарный сигнал, в результате чего на выходе блока суммирования 11 появится напряжение

U(„„= (U„cos&-UZsin(uk+ ЧЦ + (Uz sinN+

+U>cos(u)k+ Щ) =0 0 -20 U< sing.

Таким образом, выходное напряжение

«блока суммирования 11 состоит иэ постоянной составляющей и .переменной составляющей прямоугольной формы с частотой коммутации и равно !

U =- U iU )+- V -U sgqз и Qt

1/ И (2Й 4((1) Щ1

11 2.(11 11) 2 11 11 где sgn singk — знаковая функция с частотой коммутации Q .

Среднее значение напряжения на выходе блока суммирования, измеряемое первым измерительным прибором 13, равно т.е, пропорционально сумме квадратов полуосей Нс, и Н1, эллипса поляризации магнитного поля.

Синхронный выпрямитель 12 выделяет переменную составляющую напряжения на выходе блока суммирования 11, имеющую частоту коммутации

0 = -(U — 0 ) =2U U sinY 2H Н .

1 (11 Д

11 2 1" 11

Напряжение н а выходе синхронного выпрямителя .1 2, измеряемое вторым измерительным прибором 1 4, и роп орцио нально удвоенному произведению полуосей эллипса поляризации магнитного поля .

Изобретение позволяет повысить точность измерения интервалов благодаря использованию двухканального варианта с взаимно орт о гональ ными магнитоприемниками, в котором к омбинационные частоты каждого из канало в взаимно компенсируются .

1141884

Корректор С. ИекмаР

Редактор О. Юркова Техред Ж.Кастелевич

Заказ 5773/4 Тираж 748

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб,, д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4