Устройство оперативной калибровки сейсмических каналов

 

Изобретение относится к сейсмометрии и может использоваться для калибровки регистрирующих каналов при сейсмологических и сейсморазведочных исследованиях. Цель изобретения - повышение точности калибровки, упрощение устройства и упрощение эксплуатации. За счет введения в устройство блока формирователей и источника симметричного двуполярного стабилизированного постоянного напряжения, а также использования генератора меандра и пересчетной схемы упрощается работа с устройством, обеспечивается синхронность подаваемых частот и высокая точность измерения амплитуд входных сигналов, что повышает точность определения амплитудно-частотной характеристики до 0,3 - 0,5%. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (gg 4 С Ol V 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4317513/31-25 (22) 16.10.87 (46) 23.09.89. Бюл. Р 35 (71) Спецсектор Института фиэики Земли им, 0.10.Шмидта. (72) П.В,Кевлишвили, В,А.Ан, С.К.Дараган и В.А.Коновалов (53) 550.83(088.8) (56) Аппаратура и методика сейсмометрических наблюдений в СССР./Под ред, З.И.Арановича, Д„П.Кирноса и В.N.Ôðåìäà, — М.: Наука, 1974 с, 174-176.

Авторское свидетельство СССР

N - 1265671, кл. С 01 V 1/16, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ОПЕРАТИВНОЙ КАЛИБРОВКИ СЕЙСМИЧКСКИХ КАНАЛОВ (5 7) Изобретение относится к сейсмоИзобретение относится к сейсмометрии и может использоваться для калибровки регистрирующих каналов при сейсмологических и сейсморазведочных исследованиях, Цель изобретения — повышение точности, упрощение устройства и упрощение работы с ним. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства калибровки; на фиг, 2, — графики временных диаграмм работы устройства.

Устройство содержит сейсмометр 1 калибруемого канала, соединенньп» с регистратором 2, генератор 3 меандра, соединенный с пересчетной схемой 4, подключенной к блоку 5 формирователей, источник 6 симметричного двуполярного

ÄÄSUÄÄ 1509770 А "»

4 метрии и может использоваться для калибровки регистрирующих каналов при сейсмологических и сейсморазведочных исследованиях. Цель изобретения — повышение точности калибровки, упрощение устройства и упрощение эксплуатации. За счет введения в устройство блока формирователей и источника симметричного двуполярного стабилизированного постоянного напряжения, а также использования генератора меандра и пересчетной схемы упроц1ается работа е устройством, обеспечивается синхронность подаваемых частот и высокая точность измерения амплитуд входных сигналов, что повышает точность опре- а деления амплитудно-частотной характеЖ ристики до 0,3 — 0,57.. 2 ил. стабилизированного постоянного »»апря М В жения, подключенчьп» к блоку формиро- Д вателей, и сумматор 7, подключенньп» к выходам блока формирователей, выход цр сумматора подключается к. цепям калибровочных обмоток сейсмометров.

Пересчетная схема имеет выходы

8-14, блок формирователей имеет управля»ацие входы 15-21 и потенциальные входы 22 и 23 а также выходы 24-30, источник стабилизированного напряже- Ь ния имеет выходы 31 и 32, сумматор Аь имеет входы 33-39, весовые резисторы

40-46, масштабирующий резистор 47, операционный усилитель 48, а также свободные выходы для подключения однотипных калибруемых каналов. сумматора 7, которые через весовые резисторы 40-46 подключены к вычитающему входу операционного усилителя 48 °

В зависимости от типа канала весовые резисторы имеют разную величину: для сейсмографа резистор 41 больше резистора 40 в 4 раза, резистор 42 больше резистора 41 в 3 раза и т.д..; для велосиграфа резистор 41 больше резистора 40 (К ) в 2 раза, резистор 42 больше резистора 41 в 2 раза и т.д,; для .акселерографа все резисторы 40-46 равны.

Масштабирующим резистором 47 (R ), подключенным между вычитающим входом и выходом операционного усилителя, уровень сигнала на выходе сумматора устанавливается таким образом,. чтобы цвойная амплитуда отклика калибруемого канала составляла 0,75 — 0,85 от максимально допустимого выходного сигнала регистратора.

После подачи напряжения на вход

Малибруемого канала и окончания переI ходного процесса, который длится (3-5) 1/f ><, где f 11 — нижняя граничная частота рабочей полосы АЧХ сейсмического канала, регистрируют ш целых периодов самого низкочастотного меандра (щ равно 10-12), необходимого для калибровки данного сейсмического канала, Обычно частоту самого н» зкочастотного меандра f âûáèðàþò такой, чтобы f„ 6с f „,, а частота предыдущего меандра f „, удовлетворяла условию

П-1 и г ° 1

Зарегистрированный отклик подвергают анализу Фурье только на частотах меандров, составляющих входной сиг" . .нал, и определяет значения АЧХ сейсмических каналов на этих частотах по формуле где 1 K@n;

U(fк) - значение А »л. на частоте

К-ro меандра;

y(f<) — у»одуль амплитудного спектра отклика на частоте

К"го меандра;

n — количество частот, использованных для измерения АЧХ; ш - число периодов частоты f в анализируемом отклике;

3 1509770

График 49 показывает напряжение на выходе генератора 3, графики

50-52 — соответственно напряжения на выходах 8-10 пересчетной схемы 4, график 53 — напряжение на выходе сумматора 7, а кривая 54 — отклик калибруемого канала на выходе регистрато- ра 2 °

Устройство работает следующим об- <0 разом, С выхода генератора 3 подают .напряжение меандра с амплитудой, достаточной для управления пересчетной схемой 4. Частоту его выбирают такой,15 чтобы на самом высокочастотном выходе

8 пересчетной схемы частота меандра

f, бала, больше или равна верхней граничной частоте рабочей полосы амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) 20 калнбруемого канала. На каждом после-. дующем вью<оде 9, 10 и т,д, пересчетной схемы частота меандров f,,f и т.д. в два раза меньше предыдущей.

Количество частот, на которьгх ведут калибровку, определяется шириной частотного диапазона канала, для определенности рассматривается устройство, позволякцее вести калибровку на семи частотах, 30

Напряжение на выходах пересчетной схемы является однополярным, а его амплитуда зависит как от напряжения питания схемы, так и от индивидуальных особенностей элементов на выходе каждой пересчетной ячейки, поэтому сигнал с каждого из выходов пересчетной схемы управляет соответствующим формирователем блока 5 формирователей по входам 15-21, На выходах формиро- 40 вателей отрицательная амплитуда каждого меандра равна по модулю положительному напряжению U+ источника 6 стабилизированного напряжения, поданному с выхода 31 на потенциальный вход 22, а положительная амплитуда— отрицательному напряжению U поданному с выхода 32 .на потенциальный вход 23. Так.как выходные напряжения стабилизированного источника могут быть хорошо отрегулированы и измерены цифровым вольтметром постоянного тока высокого класса, то амплитуды выходных напряжений меандров на выходах 24-30 блока формирователей тоже будут симметричны и известны с высокой точностью, С выходов 24-30 блока формировате« лей меандры подают на входы 33-39

1вк 1s

Ц се

9 2.

10Ôîðìóëàèçîáðåòåíèÿ

15097 г=1 для акселерографа, r=2 для велосиграфа, r=3 для сейсмографа;

Я вЂ” постоянный коэффициент сейсмометра, Дпя маятникового сейсмометра

70 6 ки до 0,3 — 0,5Х и упростить сам процесс проведения оперативной калибровки сейсмических каналов, что дает воэможность эффективно контролировать стабильность АЧХ во времени при проведении прецизионных сейсмологических наблюдений. где С „ " магнитоэлектрическая постоянная калибровочной катушки сейсмометра;

R - общее сопротивление в цепи калибровочной обмотки сейс- 1б .мометра;

1 — приведенная длина маятника;

К вЂ” момент инерции маятника, Для возвратно-поступательного сейсмометра 20 ль

S шэ RK где S - коэффициент электромеханиsx ческой связи (КЭМС) калибровочной катушки сейсмометра;

m — инерционная масса сейсмо метра.

Точное измерение амплитуд входных сигналов с помощью цифрового вольтметра постоянного тока высокого клас-, са, стабильность амплитуд входного сигнала во времени, синхронность всех подаваемых частот, позволякицая точно 35 соблюдать условие ортогональности, позволяют повысить точность калибровУстройство оперативной калибровки сейсмических каналов, содержащее генератор и сумматор, выходы которого у подкЛючены к цепям калибровочных обмоток сейсмометров калибруемых каналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности калибровки, упрощения устройства и упрощения эксплуатации, в .устройство введены пересчетная схема, блок формирователей и источник симметричного двуполярного стабилизированного постоянного напряжения, а генератор выполнен в виде генератора меандра,при этом выход генератора меандра подключен к входу пересчетной схемы, выходы которой подключены к управляющим входам блока формирователей, положительный и отрицательный потенциальные входы которого подключены соответст- венно к положительнОму и отрицательному выходам источника симметричного двуполярного стабилизированного постоянного напряжения, а выходы блока формирователей подключены соответственно к входам сумматора.

1509770

f9

51

Составитель А.Володин

ТехРед Л.Олийнык

Ред акт ор Н, Я цол а

Корректор М,Шароши

- ь ——

Заказ 5803/40 Тираж 484 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКИТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101