Генератор струнного гравиметра

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 091277 (21) 2553650/18 25 (51) рА.

G 01 Ч 7/04 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.06.80. Бюллетень ¹ (53) УДК 550. 830 (088. 8) Дата опубликования описания 150680 (72) Авторы из обретен и я

В.A. Беленький, В.A. Зайцев, Ю.Л. Смоллер и A Ñ . Степин (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР СТРУННОГО ГPABHMETPA

Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано в системах инерциальной навигации и гравиметрии.

При работе на подвижном основании струнный гравиметр подвержен влиянию механических помех. Действие возмущающих ускорений, вследствие нелинейных характеристик гравиметра, связано с их влиянием на амплитуду механических колебаний струны, что является источником нестабильной работы гравиметра.

Известен генератор струнного гравиметра, содержащий систему автома- 15 тической регулировки усиления для уменьшения влияния амплитуды колебаний струны на точность струнного гравиметра (1).

Применяемая в этом генераторе 20 а Втоматическая система регулировки усиления не позволяет устранить погрешность гравиметра, вызванную изменением амплитуды механических колебаний струны. 25

Иэ известных генераторов струнных гравиметров наиболее близким по технической сущности является струнный гравиметр, содержащий колеблющуюся в магнитном поле упругую струну с

2 укрепленной íà ее конце инерциальной массой, соединенную с. усилителем, имеющим цепь положительной обратной связи (2). Управляющий сигнал регулирует величину положительной обратной связи и, таким образом, стабилизирует по амплитуде сигнал на струне.

Коэффициент положительной обратной связи автоматически устанавливается так, чтобы сигиал на выходе генератора и, следовательно, на струне был постоянным. Ов „, вых=сот м (1) с K где ес — напряжение на струне; ы„- у становившаяся амплитуда напряжения на выходе генератора;

К вЂ” коэффициент усиления усилителя.

В общем случае напряжение на струне равно! с К РЪ w (2) где Кпр — коэффициент преобразования магнитоэлектрического приемника;

Унт - амплитуда колебаний струны;

cu — частота колебаний струны.

Приравнивая выражения (1) и (2)

У„, из С,,-сот в (3) 741221

Я О е

Л Е5 2 е д=a I 9 (5) где с Л" Е ш = ш +- — —— г е д

Известно, что влияние амплитуды колебаний струны на их частоту в первом приближении описывается выражением: где р,S,о,E — параметры струны и ее материала — длина, сечение, плотность, модуль упругости; напряжение в материале; сила натяжения струны.

Для исключения погрешности струнного генератора, связанной с влия нием амплитуды колебаний струны, необходимо стабилизировать поправочный член в выражении (4), Преобразуя формулу (4) с учетом (3) и (5), имеем следующее соотношение:

Анализируя выражение (6), приходим к выводу, что. струнный грави.метр, содержащий усилитель с регулируемой положительной обратной связью не превышает помехозащищенности и не уменьшает погрешности при изменяющемся натяжении струны.

Цель изобретения — йовышение точности и помехозащищенности генератора струнного гравиметра, Поставленная цель достигается тем, что в усилитель введена корректирующа цепь, выполненная в виде активного или пассивного апериодического .звена 2-ro порядка, вход которой соединен с выходом предварительного каскада, а выход — со входом выходного каскада. Использование в составе усилителя корректирующей цепи повышает точность струнного гравиметра за счет уменьшения влияния амплитуды колебаний струны. Вследствие этого амплитуду колебаний струны можно увеличить, что повышает помехозащищенность генератора струнного гравиметра.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого генератора.

Генератор струнного гравиметра содержит колеблющуюся в магнитном поле упругую струну 1, предвари, техфный каскад усилителя 2, соединенный со входом корректирующей цепи 3, выходной каскад 4 и цепь 5 регулируемой положительной обратной связи, соединяющую вход усилителя с его выходом.

Генератор струнного гравиметра работает следующим образом.

Напряжение со струны 1 поступает на вход предварительного каскада усилителя 2. Усиленный сигнал через цепь 3 коррекции поступает на выходной каскад 4 и далее через цепь 5 положительной обратной связи вновь подается на струну 1 для ее возбуж5 дения. Цепь регулируемой положительной обратной связи поддерживает постоянным напряжение на выходе генератора.

Передаточная функция корректирую1О щей цепи имеет вид: ()„,Я= б- /(си +сл)(7) где 3/с(- постоянная времени корректирующей цепи.

Коэффициент усиления предваритель ного и выходного каскадов равен К

Напряжение на струне Равно: (e) и выбирая оРФ о, получим:

Bb

С КV,2 (g)

Амплитуда механических колебаний с учетом (9) и (2) равна:

Л =с и (о) вь х

С =

2К а К

= COAg$ п

Преобразуя (4) с учетом (10), полу чим: из которого следует, что погрешность генератора струнного гравиметра, связанная с изменением амплитуды коле баний струны устраняется, так как ,поправочный член в выражении (11) величина постоянная.

Формула изобретения

Генератор струнного гравиметра, 40 содержащий колеблющуюся в магнитном поле упругую струну, соединенную со входом предвари-ельного каскада усилителя, инерционную массу, укрепленную на конце упругой струны, 4 выходной каскад усилителя, связанный через цепь положительной обратной связи со входом предварительного каскада и струной, о т л и ч а юшийся . тем, что, с целью повыше5О ния точности и помехозащищенности, в усилитель @ведена корректирующая цепь, выполненная в виде активного или пассивного апериодического звена

2-го порядка, вход которой соединен с выходом предварительного каскада, а выход — со входом выходного каскада, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лозинская A .Ì, и др. Аэрогра60 виметрическая аппаратура на базе струнных датчиков. Прикладная геофизика, вып. 70, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 315962, кл. Q 01 V 7/00, опублик.

65 1969 (прототип) .

74E22l

Составитель A.×óïðóíoâà

Редактор П. Макаревич Техред A. Щепанская

Корректор Е. Папп

Подписное

< На> IIIIII IIaTeHT, r. Vzropo yz. I1poezTHasi, 4

Заказ 3324/б Тираж б49

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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