Измеритель электрических свойств горных пород и руд

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при проведении геофизических исследований. Целью изобретения является повьппение точности измерений путем исключения влияния паразитного сопротивления, подключенного параллельно измеряемому образцу . Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены блок 3 стабилизации напряжения и блок 9 компенсации. Кроме того, устройство содержит задающий генератор 1, фазорасщепитель 2, генератор 4 тока, двухэлектродный датчик 5, блоки 6 и 7 измерения активной и реактивной составляющих, буферный усилитель 8. Блок 3 стабилизации напряжения содержит управляемые сопротивления на полевых транзисторах 10 и 11, синхронные детекторы 12 и 13, сравнивающие усилители 14 и 15. Блок 9 компенсации содержит компенсирующее КС-сопротивление 16, суммирующий усилитель 17 и дополнительный генератор 18 тоа € СЛ ка, 2 3.п. ф-лы, 1 ил. оо о 00 со

СОЮЗ COEIETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gD 4 G 01 R 27/02.1 ф с ь р и

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ е у

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21) 3983691/24-2! (22) 02.12.85 (46) 07.05.87. Бюл. 9 17

{71) Красноярский политехнический институт (72) B.È.10зов, В.В.Козлов, Л.Итфрейдман и И.В.10зов (53) 62).317.735(088.8) (56) Савицкий А.П., 10зов В.И. Аппаратура для измерения электрических и магнитных свойств горных пород.

В сб.; Методы разведочной геофизики, вып. 3. — Л.: Недра, 1971, с. 142143.

Авторское свидетельство СССР

В 1103158, кл. G 01 R 27/02, 1983. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

ГОРНЫХ ПОРОД И РУД (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при проведении геофизических исследований. Целью изоб1

„,ЯО„„1308901 А1 ретения является повьппение точности измерений путем исключения влияния паразитного сопротивления, подключенного параллельно измеряемому образцу. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены блок 3 стабилизации напряжения и блок

9 компейсации. Кроме того, устройство содержит задающий генератор 1, фазорасщепитель 2, генератор 4 тока, двухэлектродный датчик 5, блоки 6 и

7 измерения активной и реактивной составляющих, буферный усилитель 8.

Блок 3 стабилизации напряжения содержит управляемые сопротивления на полевых транзисторах 10 и II, синхронные детекторы 12 и 13, сравнивающие усилители 14 и 15. Блок 9 компенсации содержит компенсирующее КС-сопро тиилеиие 16, суииируилий усилитель

17 и дополнительный генератор IS тока, 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1 2 ров 10 и 11, вход суммирующего усилителя 14 соединен с объединенными источниками первого и второго транзисторов 10 и 11, а его выход является выходом блока 3 стабилизации напряже ния и подключен к входам буферного усилителя 8 и генератора 4 тока.

Блок 9 компенсации содержит последовательно соединенные компенсирующее сопротивление 16, в качестве которого используются параллельно соединенные регулируемые резистор и конденсатор, суммирующий усилитель 17 с низким входным сопротивлением и дополнительный генератор 18 тока, вывод ком пенсирующего сопротивления 16 является входом блока компенсации и подключен к одному из выходов фазорасщепителя 2, выход генератора 18 тока является выходом блока 9 компенсации и подключен к измерительному датчику 5.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает напряжение заданной частоты, которое подается на вход фазорасщепителя 2, где вырабатываются квадратурные напряжения, сдвинутые по фазе друг относительно друга на 90 . Эти напряжео ния поступают на первый и второй входы блока 3 стабилизации напряжения, подаваемого на датчик, на опорные входы блоков 6 и 7 измерения активной и реактивной составляющих, кроме того, одно из них, фаза которого принята за нулевую, подается на вход блока 9 компенсации. Выходное напряжение блока 3 подается на вход генератора 4 тока, управляющего напряже.нием, кроме того, через буферный усилитель 8 оно поступает на сигнальные входы блоков 6 и 7 измерения активной и реактивной составляющих, где последние измеряются и регистрируются. Выходные токи генератора 4 тока и блока 9 компенсации, протекая через измеряемый образец и подключенное к нему параллельно паразитное комплексное сопротивление, создают падение напряжения, которое поступает на третий вход блока 3 стабилизации напряжения, замыкая петлю авторегулирования.

Сравнивающий усилитель 15 блока 3 стабилизации напряжения выделяет разность между подаваемыми на его неинве1 тирующий вход напряжением с выБлок 3 стабилизации выходного напряжения, подаваемого на датчик, содержит первое и второе управляемые 35 сопротивления 10 и 11, в качестве которых использованы полевые транзисторы, первый и второй синхронные детекторы 12 и 13, суммирующий и сравнивающий усилители 14 и 15, сток перво- 40 го транзистора 10 и опорный вход второго синхронного детектора 12 являются первым входом блока 3 стабилизации напряжения и подключены к выходу фазорасщепителя 2, сток второго тран- 45 зистора 11 и опорный вход второго синхронного детектора 13 являются вторым входом блока 3 стабилизации напряжения и подключены к другому выходу фазорасщепителя 2, вход сравнивающего усилителя 15 является третьим входом блока 3 стабилизации напряжения и подключен к выходу генератора 4 тока, сигнальные входы первого и второго синхронных детекторов

12 и 13 соединены с выходом сравнивающего усилителя 15, а их выходы подключены соответственно к затворам первого и второго полевых транзисто1 130890

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при проведении геофизических исследований.

Целью изобретения является повьппе- 5 ние точности измерений путем исключения влияния паразитного сопротивления, подключенного параллельно изме" ряемому образцу.

На чертеже приведена структурная f0 схема устройства.

Измеритель электрических свойств горных пород и руд содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, фазорасщепитель 2, блок 3 ста- 15 билизации напряжения, подаваемого на датчик, генератор тока и двухэлек тродный датчик 5 с измеряемым образцом, а также блоки 6 и 7 измерения активной и реактивной составляющих, 20 опорные входы которых соединены с выходами фазорасщепителя 2, буферный усилитель 8, вход которого подключен к выходу блока 3 стабилизации напряжения, подаваемого на датчик, а выходы — с.сигнальными входами блоков 6 и 7 измерения активной и реактивной составляющих, блок 9 компенсации своим входом подключен к одному из выходов фазорасщепителя 2, а выходом— к измерительному датчику 5. где 1

U) "o

Ка

Ug = f(1„Kа jl

К а

zn Sn имеем

3 1308 хода фазорасщепителя 2, имеющего нулевую фазу, и напряжением с датчика

5, подаваемого на его инвертирующий вход, усиливает ее и подает на сигнальные входы синхронных детекторов

12 и 13, причем на опорные входы последних поданы напряжения с выхода фаэорасщепителя 2. Выходные напряжения синхронных детекторов 12 и 13 изменяют сопротивления каналов полевых 10 транзисторов 10 и II, а следовательно, и комплексный коэффициент передачи двухканального аттенюатора, образованного полевыми транзисторами IO и 11 и суммирующим усилителем 14, та- 15 ким образом, чтобы свести к минимуму разность между выходным напряжением фаэорасщепителя 2 и напряжением на измерительном датчике.

Поскольку для блока 3 стабилиза- 20 ции напряжения

KoKcS а Ка — выходное напряжение фазовращателя 2; 25 — напряжение на измерительном датчике 5; — коэффициент усиления сравнивающего усилителя 15; — комплексный коэффициент пе- 30 редачи аттенюатора, образованного транзисторами 1О и где 1„, 12 — выходное напряжение фазорасщепителя 2;

Ках Кр коэффициенты пеРедачи 40 каналов аттенюатора блока 3 стабилизации напряжения;

Я вЂ” крутизна генератора 4 тока, 45

Кд " коэффициент передачи аттенюатора блока 9 компенсации;

S — крутизна генератора 18 тока блока 9 компенсации;

z — комплексноЕ сопротивлеХ ние измеряемого образца;

z — комплексное сопротивление, подключенное парал- 55 лельно измеряемому.

При выборе коэффициента передачи

К„ аттенюатора в блоке 9 компенсации из условия

901 4

ll и суммирующим усилителем 14.

S — крутизна изменения коэффициента передачи аттенюатора по управляющему напряжению;

Кс — коэффициенты передачи синхронных детекторов 12 и 13, то для относительной погрешности поддержания уровня напряжения на измерительном датчике 5 и при-.легко достижимых параметрах схемы О, 1 ((Ка) < 10, I Ko I > 200-300, Sgl

Ъ 1 с указанной погрешностью

Ка можно не считаться, поскольку она не превышает 0,3-0,5Х.

В блоке 9 компенсации частично зависимый аттенюатор, образованный компенсирующим сопротивлением lб и суммирующим усилителем 17, формирует входное напряжение генератора 18 тока иэ напряжения фазорасщепителя 2, Выходной ток генератора 18 тока подается в измерительный датчик 5 и в подключенное ему параллельно паразитное сопротивление.

Для падения напряжения на измерительном датчике 5 (1 Ка + jl2Kð)Sozõ и напряжение на входе буферного усилителя 8 блоков 6 и 7 измерения активной и реактивной составляющих с точностью до постоянного множителя равно проводимости измеряемого образца

Uix (11Ка + 31zKp) 11

Sï гх

1Ф (g + j>) Л х б что обеспечивает прямые и непосредственные измерения составляющих комплексной. проводимости образца.

Для настройки коэффициента передачи аттенюатора блока 9 компенсации

Составитель И.Михалев

Редактор Л.Гратилло Техред М.Ходанич Корректор С.Шекмар

Заказ 1792/35

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная„ 4

5 13089 к измерительному датчику 5 вместо измеряемого образца подключается эталонное сопротивление z, величина которого выбирается вблизи высокоомного предела измерений прибора. Изме- 5 рением резистора и конденсатора, входящих в компенсирующее сопротивление

16, добиваются показаний прибора, соответствующих величине эталонного резистора, после чего последний 10 отключается и прибор готов к работе.

Формула изобретения !

1. Измеритель электрических свойств горных пород и руд, содержащий последовательно соединенные задающий генератор и фазорасщепитель, последовательно соединенные генера- 20 тор тока и двухэлектродный датчик с измеряемым образцом, буферный усилитель, блоки измерения активной и реактивной составляющих, сигнальные входы которых подключены к выходу бу- 25 ферного усилителя, а опорные — к выходам фазорасщепителя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений путем исключения влияния паразитного комплексного 30 сопротивления, подключенного параллельно измеряемому образцу, в него дополнительно введены блок стабилизации напряжения, подаваемого на датчикэ сигнальныи ВхОд кОторОгО пОдклю 35 чен к выходу генератора тока, опорные — к выходам фазорасщепителя, а выход соединен с .Входами генератора тока и буферного усилителя, и блок компенсации, вход которого соединен 40

01 6 с выходом фазорасщепителя, а выход— с датчиком.

2. Измеритель по п.l о т л и— ч а ю шийся тем, что блок стабилизации напряжения, подаваемого на датчик, содержит первое и второе управляемые сопротивления, в качестве которых используются полевые транзисторы, суммирующий и сравнивающий усилители и первый и второй синхронные детекторы, сток первого полезного транзистора и опорный вход первого синхронного детектора подключены к одному из выходов фазорасщепителя, сток полевого транзистора и опорный вход второго синхронного детектора— к другому выходу фазорасщепителя, затворы первого и второго транзисторов соединены с выходами первого и второго синхронных детекторов соответственно, а истоки обоих полевых транзисторов — с входом суммирующего усилителя, причем выход последнего является выходом блока стабилизации напряжения и подключен к входам генератора тока и буферного усилителя, вход дифференциального сравнивающего усилителя соединен с выходами генера" тора тока и одним из выходов фазорасщепителя, а его выход — с сигнальными входами первого и второго синхронных детекторов.

3. Измеритель по п.1, о т -л и— ч а ю шийся тем, что блок компенсации содержит последовательно соединенные компенсирующее сопротивление, образованное параллельно сое" диненными регулируемыми резистором и конденсатором, суммирующий усилитель и дополнительный генератор тока.