Способ оперативной калибровки сейсмографа

 

Изобретение относится к области сейсмометрической аппаратуры и может быть использовано при оперативной калибровке сейсмографа. Цель изоб ретения - повьппение точности калиб- РОБКИ. Б способе возбуждающее воздействие подают в виде суммы синусоидальных токов нескольких частот, амплитуды которых устанавливают пропорционально квадратам их частот. Амплитудно-частотную характеристику :вычисляют ТОЛЬКО на подаваемых частотах . I 3 . п. ф-лы. 1 ил. с 5 W

СООЗ СОВЕТСКИХ

СО(.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (111 (511 4 G 0 1 V 1 / 1 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3855854/31-25 .(22) 27.12.84 (46) 23.10.86. Бюл Р 39 (71) Спецсектор Института физики

Земли АН СССР (72) П.В. Кевлишвили, В.А. Ан и С.К. Дараган (53) 550.834(038,8) (56) Аранович З.И., Кирнос Д,П., Фремд В.И. Аппаратура и методика сейсмометрических наблюдений в

СССР. — M.: Наука, 1974, с. 126-128, с. 174-176.

Дараган С.К., Осадчий А.П. Импульсная калибровка и контроль сейсмического канала. — В сб.: Вычислительная сейсмология, вып. 3, M.:

Наука, 1967, с. 247-248. (54) СПОСОБ ОПЕРАТИВНОЙ КАЛИБРОВКИ

СЕЙСМОГРАФА (» ) Изобретение относится к области сейсмометрической аппаратуры и может быть использовано при оперативной калибровке сейсмографа. Цель изобретения — повышение точности калиб-ровки.. В способе возбуждающее воздействие подают в виде суммы синусоидальных токов нескольких частот, амплитуды которых устанавливают пропорционально квадратам их частот. Амплитудно-частотную характеристику

:вычисляют только на подаваемых частотах. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

1265671 2 и тоже не содержит погрешности, т.е. здесь соблюдается условие ортогональности.

Если рабочий частотный диапазон сейсмического канала перекрывается

r частотами с равными коэффициентами деления частот р, то условие ортогональности имеет вид n/р (где К вЂ” целое число и 0 К г). В этом случае главный максимум спектра каждой иэ синусоид приходится на нули спектров остальных синусоид

В принципе условие ортогональности выполняется при любом, даже дробном р, но при этом число периодов и, которое нужно зарегистрировать лри калибровке канала, выходит за пределы или вообще стремится к бесконечности. Если р — целое число, то необходимое и намного меньше и его требуемая величина определяется отношением верхней и нижней граничных частот рабочей части частотного диапазона канала o(=f /f и необходимым числом периодов в записи калибровочного сигнала на f„, чтобы главный максимум спектра этой синусоиды достаточно хорошо совпадал с f . ХороН шее совпадение обеспечивается при

l0-12 периодах (отклонение 0,15Х по частоте и ошибка в определении

Sö=-О,04K).

Для сокращения длины калибровочного сигнала коэффициент деления час. тоты р необходимо выбирать целым числом. Однако, если р=3 и больше, получается редкая сетка частот, которой может оказаться недостаточно для контроля АЧХ-каналов, особенно не очень широкополосных. При р=2

4О большинство каналов калибруется 5-6 частотами, что вполне достаточно для эффективного оперативного контроля

АЧХ. те.

Изобретение относится к сейсмометрии и может быть использовано также в инженерной сейсмологии и сейсморазведке.

Целью изобретения является повыше- 5 ние точности калибровки.

Иа чертеже представлена схема калибровки, реализующая предлагаемый способ.

Схема калибровки состоит из генераторов l 3, выходы 4-6 которых соответственно соединены через масштабирующие резисторы 7-9 с сумматором 10, построенным на операционном усилителе, с его вычитающим входом ll. Масш- 15 табирующий резистор 12 включен между выходом 13 и входом,ll операционного усилителя. Выход сумматора соединен с калибрующим каналом 14, состоящим из сейсмометра 15 с калибровочной 16 и рабочей 17 обмотками, усилителя 18 и регистратора 19. При этом калибровочная обмотка сейсмометра соединена с выходом сумматора, а рабочая через усилитель — с регистратором.

Схема калибровки работает следующим образом.

Частоты генераторов 1-3 выбирают так, что самая высокая частота соответствует верхней граничной частоте ЗО сейсмографа, каждая последующая частота ниже предыдущей, напрймер в два раза, а самая низкая частота равна или меньше граничной частоты сейсмографа.

Обоснование выбора шага по частоСпектр синусоиды, состоящей из и периодов, где n — целое число, определяется формулой (-1 ) з> п(Гnf/Г, )

2 iaaf, (1-(f/Г, ) ) При достаточно большом количестве периодов главный максимум спектра

S„ лежит на частоте f . У этого о спектра есть нули на частотах ниже, чем 1, т.е. на Г=г" /р, при таких р,когда n/ð — целое число и синус в числителе обращается в О. В этом случае, если к исходной синусоиде частотой Г прибавить синусоиду с частотой Г, /р и числом периодов n/ð, то главный максимум спектра добавленной синусоиды попадает на Q спектра первой синусоиды и поэтому не содержит погрешности, а главный максимум спектра первой синусоиды попадет на 0 спектра добавленной синусоиды

Амплитуду тока на каждой из подаваемых частот устанавливают с помощью резисторов 7-9 пропорционально квадрату частоты. Общий масштабный коэффициент импульса с помощью расчета или экспериментально подбирают таким, чтобы отклик сейсмографа занимал примерно 0,75-0,85 динамического диапазона регистратора, и устанавливают с помощью резистора 12. Для обеспечения точности калибровки 1-2Е необходимое время регистрации отклика устанавливают равным 10-12 периодам самой низкочастотной синусоиды, вхо15

Составитель Д. Заргарян

Редактор Н. Гунько Техред И.Попович Корректор M. Самборская

Заказ 5658/41 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4.

3 !2656 дящей в состав генерируемого импульса.

Синусоиды с генераторов 1-3 подают на вход ll сумматора 10. С выхода 13 суммарный сигнал генераторов подают в цепь калибровочной обмотки 16 сейсмометра 15. Напряженйе реакции сейсмометра 15 снимают с рабочей обмотки 17 и подают на вход усилителя

18, а с его выхода — на вход регист- 10 ратора 19. Сигнал, записанный регист ратором, и есть отклик калибруемого канала на входной импульс.

Вместо генераторов и сумматора можно испольэовать 3ВМ, с помощью ко-. торой, синтезируют в цифровом аналогичный импульс и через цифро-аналоговый преобразователь подают в цепь калибровочной обмотки сейсмометра.

Зарегистрированный отклик подвергают спектральному преобразованию

Фурье, спектральная плотность откли- ка на частотах, соответствующих частотам, входящих в импульс синусоид, есть АЧХ сейсмографа.

71 ф

Формула изобретения

I. Способ оперативной калибровки сейсмографа, состоящего из сейсмо-! метра и регистратора, заключающийся в подаче на калибровочную обмотку сейсмометра однократного возбуждающеФ го воздействия в виде электрического тока и измерении по отклику амплитудно-частотной характеристики, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности калибровки, возбуждающее воздействие подают в виде суммы синусоидальных токов различных частот конечной амплитуды, при этом амплитуды синусоидальных токов устанавливают пропорционально квадратам их частот и амплитудно-частотную характеристику измеряют только на подаваемых частотах.

2, Способ по и. l, отличающийся тем, что самая высокая частота в возбуждающем воздействии соответствует верхней граничной частоте сейсмографа, каждая последующая частота ниже предыдущей в целое число раз, а самая низкая частота не

-,больше нижней граничной частоты сейсмографа.