Гравиметр для съемки в движении

 

ГРАВИМЕТР ДЛЯ СЪЕМКИ В ДВИЖЕНИИ , содержащий упругую чувствительную систему с маятником, реверсивный десятичный счетчик, буферный регистр, генератор опорной частоты, счетчик, блок управления двигателем, схемы совпадений, устройство управления и синхронизации, счетчик оборотов двигателя, двигатель, цифропечатающую машину, причем десятичный реверсивный счетчик соединен с буферным регистром, генератором опорной частоты и устройством управления и синхронизации, буферный регистр соединен с цифропечатающей машиной, генератЬр опорной частоты соединен со счетчиком, а его выход с устройством управления и синхронизации, которое подключено к буферному регистру, цифропечатающей машине и блоку управления двигателем, двигатель механически соединен со счетчиком оборотов двигателя и блок управления двигателем подключен к двигателю, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности измерений, в него введены два кварцевых генератора, дифференциальная избирательная схема , в плечи которой включены конденсаторы , образованные подвижной пластиной , укрепленной на маятнике чувствительной системы, и соответствукнцими неподвижными пластинами, два смесителя, два полосовых фильтра, два формирукидих усилителя, фазовый детектор, блок электростатической (Л тяги, причем один кварцевый генератор соединен с дифференциальной избирательной системой, а второй - с опорными входами обоих смесителей, сигнальные входы смесителей подключены к дифференциальной избирательной системе, выходы смесителей соединеоо ISD ны с входами фильтров, а выходы фильтров - с входами формирующих усилите4 лей, выходы которых подключены к фа05 зовому детектору, выход фазового деСП тектора соединен через схемы совпадений с реверсивным счетчиком и блоком электростатической тяги, выходы которого соединены с соответствующими неподвижными пластинами чувствительной системы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5г)4 G 01 V 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 3727926/24-25 (22) 13.04.84 (46) 30.09.85. Бюл. № 36 (72) М.И.Дорман и Ю.И.Михеев (71) Научно-производственное объединение по рудной геофизике (53) 528.563(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 934423, кл. G 01 V 7/02, 1980.

Патент США № 2809524, кл. 73-382, опублик. 1974.

Патент ClllA № 3495460, кл. 73-382, опублик. 1971. (54)(57) ГРАВИМЕТР ДЛЯ СЪЕМКИ В ДВИ ЖЕНИИ, содержащий упругую чувствительную систему с маятником, реверсивный десятичный счетчик, буферный регистр, генератор опорной частоты, счетчик, блок управления двигателем, схемы совпадений, устройство управления и синхронизации, счетчик оборотов двигателя, двигатель, цифропечатающую машину, причем десятичный реверсивный счетчик соединен с буферным регистром, генератором опорной частоты и устройством управления и синхронизации, буферный регистр соединен с цифропечатающей машиной, генератор опорной частоты соединен со счетчиком, а его выход с устройством управления и синхронизации, которое подключено к буферному регистру, цифропечатающей машине и блоку управления двигателем, двигатель механически соединен со счетчиком оборотов двигателя и блок управления двигателем подключен к двигателю, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены два кварцевых генератора, дифференциальная избирательная схема, в плечи которой включены конден" саторы, образованные подвижной пластиной, укрепленной на маятнике чувствительной системы, и соответствующими неподвижными пластинами, два смесителя, два полосовых фильтра, Я два формирующих усилителя, фазовый Е детектор, блок электростатической тяги, причем один кварцевый генера- /ф тор соединен с дифференциальной избирательной системой, а второй — с опорными входами обоих смесителей, сигнальные входы смесителей подключены к дифференциальной избирательной

leaeL системе, выходы смесителей соединены с входами фильтров, а выходы фильтров — с входами формирующих усилителей, выходы которых подключены к фа- 4 зовому детектору, выход фазового де- СЬ . тектора соединен через схемы совпа- Ql дений с реверсивным счетчиком и бло- ком электростатической тяги, выходы которого соединены с соответствующими неподвижными пластинами чувствительной системы. :В

1182465

Изобретение относится к электрическим регистрирующим измерительным приборам гравиметрических устройств.

Цель изобретения — повьппение точности измерений. 5

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Гравиметр дл.l съемки в движении содержит чувствительную систему 1 10 с маятником, реверсивный десятичный счетчик 2, буферный регистр 3, генератор 4 опорной частоты, делитель 5, устройство 6 управления и синхронизации, блок 7 управления двигателем, счетчик 8 оборотов двигателя 9, цифропечатающую машину (ЦПМ) 10, два кварцевых генератора 1.1 и 12, дифференциальную фазочувствительную систему 13, два смесителя 14 и 15, два гп фильтра 16 и 17, два формирующих усилителя 18 и 19, фазовый детектор 20, блбк 21 электростатической тяги 21, причем реверсивный десятичный счетчик

2 соединен с буферным регистром 3 че-25 рез схемы совпадений 22 с генератором

4 опорной частоты и устройством 6 управления и синхронизации, буферный регистр 3 соединен с ЦПМ 10, генератор 4 опорной частоты соединен с де- зо лителем 5, а выход его — с устройством 6 управления и синхронизации, которое подключено к буферному регистру

3, ЦПМ 10 и блоку 7 управления двигателем, двигатель 9 механически соединен со счетчиком 8 оборотов двигателя, а блок 7 управления двигателем подключен к двигателю 9, кварцевый генератор 11 соединен с дифференци— альной фазочувствительной системой

13, а генератор 12 соединен с опорными входами обоих смесителей 14 и

15, сигнальные входы смесителей 14 и !

15 подключены к дифференциальной фазочувствительной системе 13, выходы смесителей 14 и 15 соединены с входами фильтров 16 и 17, а выходы фильтров 16 и 17 — с входами формирующих усилителей 18 и 19, выходы которых подключены к фазовому детектору 20, выход фазового детектора 20 соединен через схемы совпацения 22 с реверсивным счетчиком 2 и блоком электростатической тяги 2 1, а его выходы — с соответствующими неподвижными пластинами чувствительной системы 1.

Гравиметр работает следующим об— разом. -!увствительная кварцевая система гравиметра имеет металлизпрованный маятник с двумя пластинами. Неподвижная часть системы имеет четыре металлических пластины, образующие с подвижными пластинами конденсаторы электростатического управления.

Зти конденсаторы включены в дифференциальную контурную фазочувствительную систему 13, которая вместе с генераторами 11 и 12, смесителями 14 и 15, фильтрами 16 и 17, формирующими усилителями 18 и 19 образует фазоразностный нуль-орган. Фазовый детектор 20, блок 21 управления электростатической тягой и блок 7 управления двигателем образуют вместе с фазоразностным нуль-органом два замкнутых контура следящей системы, поддерживающие маятник чувствительной системы в горизонтальном положении.

Дифференциальная фазочувствительная система 13 содержит два LC-колебательных контура, настроенных в резонанс с частотой генератора 11.

В оба контура от этого генератора через элемент связи вводится гармоническая ЭДС. Движение маятника вызывает симметричную относительно частоты генератора 11 расстройку конту— ров и соответствующие фазовые сдвиги сигналов на входах смесителей 14 и

15. Смесители и генератор 12 транс— формируют фазовые сдвиги из области высоких частот в область более низких для увеличения временного сдвига между входными сигналами смесителей и для соответствующего повьппения yl ловой чувствительности нуль-органа.

Сигналы с выходов смесителей 14 и 15 через фильтры 16 и !7 поступают на входы усилителей 18 и 19, формирующих из гармонических сигналов последовательность прямоугольных им— пульсов с частотой, равной разности частот кварцевых опорных генераторов

11» 12, и с соответствующим фазовым (временным) сдвигом. Фазовый детектор 20 за счет своей релейной характеристики формирует двоичный сигнал, соответствующий знаку разности фаз.

Блок 21 электростатической тяги из сигналов фазового детектора вырабатывает потенциалы, подаваемые на неподвижные пластины и воздействующие на маятник так, чтобы он воз

118?465 4 та маятника чувствительной системы гравиметра на угол ж приблизительно равен

Q 1C0

Ь =

CX

Скво 1 где 1

С

Й

О женному выражению расчетными данными. вращался в исходное горизонтальное положение. Фазовый детектор управляет также режимом работы реверсивного счетчика 2, на входы которого через управляющую схему совпадений 22 поступают импульсы опорного генера— тора.

Число, записанное в реверсивном счетчике, за определенный отрезок времени отображает изменения силы тя- 1б жести, компенсируемые устройством электростатической тяги.

При больших вариациях силы тяжес— ти блок управления двигателем 7 автоматически включает двигатель 9, кото- 15 рый, воздействуя через механическую передачу, микровинт и пружину на маятник, возвращает его в положение, близкое к горизонтальному. В области малых угловых отклонений маятника от 20 горизонта двигатель автоматически отключается для устранения вредных механических воздействий на систему. По окончании цикла накопления число из реверсивного счетчика 2 по команде 25 устройства управления и,синхронизации

6 переписывается в буферный регистр 3 и далее в ЦПМ 10. Показания счетчика оборотов двигателя также записывают— ся в ЦПМ 10. Генератор опорной часто-ЗО ты 4 имеет кварцевую стабилизацию и формирует счетные импульсы для ре;версивного счетчика 3 и делителя 5, который задает сетку синхронизирующих сигналов для устройства управления и синхронизации. Генераторы 11 и 12 также имеют кварцевую стабилизацию частоты. Разность их частот Ьй выбрана порядка нескольких кГц для получения наибольшей угловой чувствительности нуль-органа в пределах области з ахв атыв ания .

Временной сдвиг 7 входного сигнала фазового детектора за счет повородлина рычага от оси вращения до центра подвижной пластины; емкость между подвижной и неподвижной пластинами; полная емкость контура фазочувствительной цепи; расстояние между подвижной и неподвижной пластинами в исходном положении маятника; разность частот опорных генераторов 11 и 12, эквивалентная добротность контура фазочувствительной системы.

Угловую чувствительность нуль-ор Ы( гана К=(--(можно оценить по приблиД

Для макета гравиметра был разработан и испытан нуль †орг при следующих данных: С =30 пФ, с1 =0,7 мм, af-=104 Ãö, 1=30 ìì C =2ïÔ, =80.

При этом угловая чувствительность нуль-органа оказывается равной примерно 2,8 -10 угл.с/с. В качестве з временного различителя фазового детектора в макета использовался серийный D — триггер (серия 155), имеющий порог различения по времени не хуже 20 нс. В указанном случае значения различных угловых перемещений маятника имеют порядок 0 5 угл.с.

Результаты эксперимента совпали с

Составитель В.Федоров

Редактор К.Волощук Техред M.Исак корректор В. Гирняк

Заказ 6102/45 Тираж 747 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4