RU2179731C1 - Сейсмометр с цифровым интегратором - Google Patents
Сейсмометр с цифровым интегратором Download PDFInfo
- Publication number
- RU2179731C1 RU2179731C1 RU2000124682/28A RU2000124682A RU2179731C1 RU 2179731 C1 RU2179731 C1 RU 2179731C1 RU 2000124682/28 A RU2000124682/28 A RU 2000124682/28A RU 2000124682 A RU2000124682 A RU 2000124682A RU 2179731 C1 RU2179731 C1 RU 2179731C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- seismometer
- register
- digital
- Prior art date
Links
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Использование: для измерения сейсмических воздействий в области частот ниже 0,01 Гц. Сейсмометр содержит инертную массу, закрепленную на основании с помощью двух упругих элементов, емкостный датчик перемещений, соединенный с входом дифференцирующего усилителя, выход которого подключен к датчику силы, выполненному в виде многосекционной катушки, цифровой интегратор, состоящий из двоичного и задающего счетчиков, регистра цифроаналогового преобразователя и частотно-импульсного модулятора, первый вход которого подключен к выходу емкостного датчика перемещения, а выход через двоичный счетчик соединен с первым входом регистра. Выходы генератора соединены с вторым входом частотно-импульсного модулятора и через задающий счетчик - с вторым входом регистра, выход которого через цифроаналоговый преобразователь связан с датчиком силы сейсмометра. Генератор выполнен кварцевым. Технический результат: расширение диапазона измерений сейсмических воздействий в области низких частот. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к области гравитационных измерений, а именно к сейсмометрии.
Известен сейсмометр (см., например, Трифонов Н.В. "Сейсмическая станция ССМ", Техническое описание, М., ИФЗ РАН, 80), содержащий основание, на котором на двух упругих элементах установлены инертная масса и катушка, магнитную систему, закрепленную одним концом на основании, а другим - на инертной массе, емкостный датчик перемещений, выходной электрод которого соединен с инертной массой, а два электрода возбуждения - с основанием, генератор синусоидальных колебаний, два выхода которого соединены с электродами возбуждения емкостного датчика, а также усилитель и аналоговый интегратор, соединенные первыми входами с выходным электродом емкостного датчика, а выходами - с катушкой.
Этот сейсмометр обеспечивает достаточно высокие метрологические характеристики, но имеет значительные габариты, обусловленные тем, что инертная масса, магнитная система, емкостный датчик перемещений и пружина выполнены на отдельных конструктивных элементах.
Наиболее близким к предложенному является сейсмометр (см., например, авт. св. СССР 1594472, кл. G 01 V 1/16, 88 г.), содержащий инертную массу, закрепленную в корпусе с помощью двух упругих шарниров, датчик силы, выполненный в виде блока индукционных катушек, размещенных на каркасе, включенный в цепь обратной связи внешнего блока регистрации скорости перемещения, датчик перемещений, выход которого подключен к входу внешнего блока регистрации перемещения, вход которого соединен с выходом генератора синусоидальных колебаний.
Этот сейсмометр принят за прототип.
Прототип, содержащий датчик перемещения инертной массы, представляет собой систему с обратной связью с высокими метрологическими характеристиками, но его способность работы в области частот менее 0,01 Гц ограничена используемыми во внешних блоках регистрации аналоговыми элементами, например усилителем.
Предложенный сейсмометр с цифровым интегратором решает задачу измерения сейсмических воздействий в области частот ниже 0,01 Гц.
Для решения указанной задачи в сейсмометре, содержащем инертную массу, закрепленную на основании с помощью двух упругих элементов, датчик перемещений, соединенный с входом измерителя на операционном усилителе, выход которого подключен к датчику силы, выполненному в виде многосекционной катушки, и генератор синусоидальных колебаний, датчик перемещений выполнен емкостным, а в сейсмометр введен цифровой интегратор, состоящий из двоичного и задающего счетчиков, регистра, цифроаналогового преобразователя и частотно-импульсного модулятора, первый вход которого подключен к выходу емкостного датчика перемещения, а выход через двоичный счетчик соединен с первым входом регистра, выходы генератора соединены с вторым входом частотно-импульсного модулятора и через задающий счетчик - с вторым входом регистра, выход которого через цифроаналоговый преобразователь связан с датчиком силы сейсмометра, при этом генератор синусоидальных колебаний выполнен кварцевым.
На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого сейсмометра с цифровым интегратором.
Сейсмометр содержит инертную массу 1, емкостный датчик перемещений 2 инертной массы, датчик силы 3, выполненный в виде многосекционной катушки, дифференцирующий операционный усилитель 4 и включенные между выходами емкостного датчика перемещений 2 и одним из входов датчика силы 3 последовательно соединенные частотно-импульсный модулятор (ЧИМ) 5 и двоичный счетчик 6, второй вход которого соединен с задающим счетчиком 7, регистр 8, выход которого через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 9 подключен к второму входу датчика силы 3, и кварцевый генератор 10, подключенный к синхронизирущим входам ЧИМ 5 и задающего счетчика 7.
Работает сейсмометр следующим образом.
При колебаниях основания происходят перемещения инертной массы 1 относительно корпуса. Они фиксируются емкостным датчиком перемещения 2 и поступают через дифференцирующий операционный усилитель 4 и формирующий сигнал по положению и скорости на входы датчика силы 3, выполненного в виде многосекционной катушки.
Для стабилизации положения инертной массы 1 относительно корпуса в современных сейсмометрах используется контур интегральной обратной связи. В теории авторегулирования это называется введением астатизма первого порядка. В сейсмометрах интеграторы выполняются, как правило, в аналоговом исполнении. Аналоговые интеграторы не позволяют организовать интегральную обратную связь в полосе частот, не превышающей сотых долей герца. Это обусловлено их дрейфами во времени и при изменении условий эксплуатации.
Введение цифрового интегратора позволяет устранить эти недостатки за счет того, что интегратор из усилителя 4 исключается, а сигнал от емкостного датчика 2 преобразуется ЧИМ 5 в последовательность импульсов, которые подсчитываются в счетчике 6. Время счета задается задающим счетчиком 7. После окончания очередного цикла счета содержимое счетчика 6 переписывается в регистр 8 и через ЦАП 9 поступает в виде токового сигнала на другой вход катушки датчика силы 3. Кварцевый генератор 10 служит задающим генератором и синхронизирует работу ЧИМ 5 и счетчика 7.
Использование цифрового интегратора в сейсмометре позволило реализовать интегральную обратную связь в области частот f < 0,01 Гц и тем самым расширить диапазон измерения сейсмических воздействий в области низких частот.
Claims (2)
1. Сейсмометр с цифровым интегратором, содержащий инертную массу, закрепленную на основании с помощью двух упругих элементов, датчик перемещений, соединенный с входом дифференцирующего операционного усилителя, выход которого подключен к датчику силы, выполненному в виде многосекционной катушки, и генератор, отличающийся тем, что датчик перемещений выполнен емкостным, а в сейсмометр введен цифровой интегратор, состоящий из двоичного и задающего счетчиков, регистра, цифроаналогового преобразователя и частотно-импульсного модулятора, первый вход которого подключен к выходу емкостного датчика перемещения, а выход через двоичный счетчик соединен с первым входом регистра, выходы генератора соединены с вторым входом частотно-импульсного модулятора и через задающий счетчик - с вторым входом регистра, выход которого через цифроаналоговый преобразователь связан с датчиком силы сейсмометра.
2. Сейсмометр по п. 1, отличающийся тем, что генератор выполнен кварцевым.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000124682/28A RU2179731C1 (ru) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | Сейсмометр с цифровым интегратором |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000124682/28A RU2179731C1 (ru) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | Сейсмометр с цифровым интегратором |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2179731C1 true RU2179731C1 (ru) | 2002-02-20 |
Family
ID=20240488
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000124682/28A RU2179731C1 (ru) | 2000-09-29 | 2000-09-29 | Сейсмометр с цифровым интегратором |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2179731C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU218261U1 (ru) * | 2022-11-29 | 2023-05-17 | Общество с ограниченной ответственностью "ГЕОЛТЕХ" (ООО "ГЕОЛТЕХ") | Цифровой сейсмометр |
-
2000
- 2000-09-29 RU RU2000124682/28A patent/RU2179731C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU218261U1 (ru) * | 2022-11-29 | 2023-05-17 | Общество с ограниченной ответственностью "ГЕОЛТЕХ" (ООО "ГЕОЛТЕХ") | Цифровой сейсмометр |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4422338A (en) | Method and apparatus for mass flow measurement | |
US4556886A (en) | Phase shift type linear position detection device | |
EP0083144B1 (en) | Improved method and apparatus for mass flow measurement | |
US5440939A (en) | Servo-controlled pendular micro-sensor | |
JPH06265417A (ja) | 力測定装置 | |
GB2076967A (en) | Industrial process control instrument employing a resonant sensor | |
US6470748B1 (en) | Feedback mechanism for rate gyroscopes | |
US9459100B2 (en) | Stepped sinusoidal drive for vibratory gyroscopes | |
RU2179731C1 (ru) | Сейсмометр с цифровым интегратором | |
Zhang et al. | A digital low-frequency geophone based on 4th-order sigma-delta modulator and single-coil velocity feedback | |
US3413859A (en) | Digital rate gyro | |
US3486094A (en) | Circuitry for obtaining precisely controllable motion in a moving coil actuator | |
RU2566655C1 (ru) | Способ измерения кажущегося ускорения и пьезоэлектронный акселерометр для его реализации | |
JPS63168536A (ja) | 振動式密度計に於ける振動周期検出方法 | |
RU192791U1 (ru) | Устройство для гравитационных измерений | |
RU2188438C1 (ru) | Сейсмометр с системой фазовой автоподстройки периода собственных колебаний | |
RU2176404C1 (ru) | Сейсмометр-наклономер-деформометр | |
RU2686441C1 (ru) | Микромеханический гироскоп | |
US3810393A (en) | Angular accelerometers | |
JP2019045492A (ja) | ジャイロスコープにおいてモードを整合させるための周波数整合検出方法 | |
RU2086934C1 (ru) | Способ измерения параметров движения объекта и устройство для его осуществления | |
Sutton | Accelerometer calibration by dynamic position measurement using heterodyne laser interferometry | |
SU934424A1 (ru) | Цифровой автоматический гравиметр | |
RU1536957C (ru) | Вибрационный кориолисовый расходомер | |
SU630607A1 (ru) | Гравиметр |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030930 |