RU2473929C1 - Seismometer - Google Patents

Seismometer Download PDF

Info

Publication number
RU2473929C1
RU2473929C1 RU2011139601/28A RU2011139601A RU2473929C1 RU 2473929 C1 RU2473929 C1 RU 2473929C1 RU 2011139601/28 A RU2011139601/28 A RU 2011139601/28A RU 2011139601 A RU2011139601 A RU 2011139601A RU 2473929 C1 RU2473929 C1 RU 2473929C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
capacitive sensor
electrodes
magnetic
additional
Prior art date
Application number
RU2011139601/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Константинович Барышников
Сергей Петрович Бреднев
Владимир Иванович Слепцов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА")
Priority to RU2011139601/28A priority Critical patent/RU2473929C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2473929C1 publication Critical patent/RU2473929C1/en

Links

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: disclosed is seismometer, having a base, two elastic members, a support arm, two magnetic systems, a multi-section coil lying between magnetic conductors and pole terminals of the magnetic systems, a sinusoidal generator and an amplifier. The seismometer also has a capacitive sensor with exciting electrodes, a first output electrode and a second output electrode, two magnetically soft rods and two dielectric spacers. The design of the disclosed device is supplemented by a transformer.
EFFECT: high signal-to-noise ratio at the output of the seismometer and, consequently, high accuracy of measuring seismic forces.
1 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к области гравиинерциальных измерений, а именно к сейсмометрии.The invention relates to measuring technique, in particular to the field of gravitational inertial measurements, namely to seismometry.

Известен сейсмометр (см., например, "Сейсмические приборы", М., Наука, 1975, вып.8, с.13-18), содержащий: основание, на котором посредством двух упругих элементов установлены инертная масса и катушка; магнитную систему, включающую последовательно соединенные магнитопровод, постоянный магнит и полюсный наконечник, причем катушка помещена в рабочем зазоре между магнитопроводом и полюсным наконечником, а также винтовую пружину, прикрепленную одним концом к основанию, а другим к инертной массе.A known seismometer (see, for example, "Seismic Instruments", M., Science, 1975, issue 8, p.13-18), comprising: a base on which an inertial mass and a coil are installed by means of two elastic elements; a magnetic system comprising a series-connected magnetic circuit, a permanent magnet and a pole piece, the coil being placed in the working gap between the magnetic circuit and the pole piece, and a coil spring attached at one end to the base and the other to an inert mass.

Этот сейсмометр не обеспечивает высокие метрологические характеристики, т.к. отсутствие в нем датчика перемещений инертной массы делает невозможным создание прибора с эффективными отрицательными обратными связями.This seismometer does not provide high metrological characteristics, as the absence of an inertial mass displacement sensor in it makes it impossible to create a device with effective negative feedbacks.

Известен сейсмометр (см., например, Трифонов Н.В. "Сейсмическая станция ССМ", Техническое описание, М., ИФЗ РАН, 80), содержащий: основание, на котором посредством двух упругих элементов установлены инертная масса и катушка; магнитную систему, включающую последовательно соединенные магнитопровод, постоянный магнит и полюсный наконечник, причем катушка помещена в рабочем зазоре между магнитопроводом и полюсным наконечником; винтовую пружину, прикрепленную одним концом к основанию, а другим к инертной массе, емкостной датчик перемещений, выходной электрод которого соединен с инертной массой, а два электрода возбуждения - с основанием; генератор синусоидальных электрических колебаний, два выхода которого соединены с электродами возбуждения емкостного датчика; усилитель, соединенный первым входом с выходным электродом емкостного датчика, вторым входом - с выходами генератора синусоидальных колебаний, а выходом - с катушкой.A known seismometer (see, for example, Trifonov N.V. “SSM Seismic Station”, Technical Description, Moscow, Institute of Physics and Mathematics, Russian Academy of Sciences, 80), comprising: a base on which an inertial mass and a coil are mounted by means of two elastic elements; a magnetic system including a series-connected magnetic circuit, a permanent magnet and a pole piece, the coil being placed in the working gap between the magnetic circuit and the pole piece; a coil spring attached at one end to the base and the other to an inert mass, a capacitive displacement sensor, the output electrode of which is connected to the inert mass, and two excitation electrodes to the base; a sinusoidal electrical oscillation generator, the two outputs of which are connected to the excitation electrodes of the capacitive sensor; an amplifier connected to the output electrode of the capacitive sensor by the first input, the second input to the outputs of the sinusoidal oscillator, and the output to the coil.

Этот сейсмометр содержит отрицательную обратную связь, в состав которой входят емкостной датчик перемещений, усилитель и катушка, и обеспечивает более высокие метрологические характеристики, но имеет значительные габариты, обусловленные тем, что инертная масса, магнитная система, емкостной датчик перемещений и пружина выполнены на отдельных конструктивных элементах.This seismometer contains negative feedback, which includes a capacitive displacement sensor, amplifier and coil, and provides higher metrological characteristics, but has significant dimensions due to the inert mass, magnetic system, capacitive displacement sensor and spring are made on separate structural elements.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является сейсмометр (см. патент RU №2159449 1999 г., кл. G01V 1/16, опубликован 20.11.2000). Этот сейсмометр содержит: основание, два упругих элемента, две магнитные системы, состоящие из последовательно соединенных цилиндрических магнитопровода, постоянного магнита и полюсного наконечника, катушки, расположенные между магнитопроводами и полюсными наконечниками магнитных систем, а также усилитель, соединенный выходом со входом катушки, диэлектрические цилиндрический корпус, прокладку и кронштейн, емкостной датчик перемещений с тремя выходными и двумя возбуждающими электродами, генератор синусоидальных колебаний и два магнитомягких стержня, закрепленных в диэлектрическом корпусе соосно с продольной осью магнитных систем и помещенных коническими концами в отверстиях на торцевых частях магнитных систем, выходные электроды емкостного датчика перемещений расположены на внутренней поверхности диэлектрического цилиндрического корпуса, закрепленного по внешней поверхности на основании, магнитные системы соединены встречно, изолированы одна от другой диэлектрической прокладкой и посредством диэлектрического кронштейна и двух упругих элементов закреплены на основании и размещены внутри диэлектрического цилиндрического корпуса, внутри которого установлена также многосекционная катушка, размещенная на каркасе, закрепленном в диэлектрическом цилиндрическом корпусе, усилитель выполнен с дополнительными входами и дополнительными выходами, причем первый вход усилителя соединен с первым выходным электродом емкостного датчика перемещений, второй и третий электроды которого расположены соосно по обе стороны от первого выходного электрода и соединены с дополнительными входами усилителя, второй и третий входы которого подключены к выходам генератора синусоидальных колебаний, соединенным электрически с магнитопроводами двух магнитных систем, являющимися двумя возбуждающими электродами емкостного датчика перемещений, дополнительные выходы усилителя подключены к секциям многосекционной катушки. Инертная масса сейсмометра состоит из двух магнитных систем и кронштейна, соединяющего их. В этом сейсмометре емкостной датчик перемещений образован тремя выходными электродами, расположенными на внутренней поверхности диэлектрического цилиндрического корпуса и двумя входными возбуждающими электродами, в качестве которых используются две соединенные встречно и изолированные друг от друга магнитные системы. В сравнении с указанными выше данный сейсмометр обладает более высокими метрологическими характеристиками и меньшими габаритами.The closest in technical essence to the proposed one is a seismometer (see patent RU No. 2159449 1999, class G01V 1/16, published on November 20, 2000). This seismometer contains: a base, two elastic elements, two magnetic systems consisting of a series-connected cylindrical magnetic circuit, a permanent magnet and a pole tip, coils located between the magnetic circuits and pole tips of the magnetic systems, and an amplifier connected to the output of the coil input, a dielectric cylindrical housing, gasket and bracket, capacitive displacement sensor with three output and two exciting electrodes, a sine wave generator and two magnets soft rods fixed in the dielectric housing coaxially with the longitudinal axis of the magnetic systems and placed with conical ends in the holes on the end parts of the magnetic systems, the output electrodes of the capacitive displacement sensor are located on the inner surface of the dielectric cylindrical body, fixed on the outer surface on the base, the magnetic systems are connected in opposite, insulated from one another by a dielectric gasket and secured by means of a dielectric bracket and two elastic elements s on the base and placed inside a dielectric cylindrical housing, inside which there is also a multi-section coil placed on a frame fixed in a dielectric cylindrical housing, the amplifier is made with additional inputs and additional outputs, the first input of the amplifier connected to the first output electrode of the capacitive displacement sensor, the second and the third electrodes of which are located coaxially on both sides of the first output electrode and are connected to additional inputs of the amplifier, the second and third inputs of which are connected to the outputs of the sinusoidal oscillation generator, electrically connected to the magnetic circuits of two magnetic systems, which are two exciting electrodes of the capacitive displacement sensor, additional outputs of the amplifier are connected to sections of a multi-section coil. The inertial mass of the seismometer consists of two magnetic systems and an arm connecting them. In this seismometer, a capacitive displacement transducer is formed by three output electrodes located on the inner surface of the dielectric cylindrical body and two input exciting electrodes, which are used as two opposed and isolated from each other magnetic systems. In comparison with the above, this seismometer has higher metrological characteristics and smaller dimensions.

Недостаток прототипа заключается в низком уровне отношения сигнал-шум на его выходе и соответственно в недостаточной точности измерения сейсмических воздействий, что обусловлено следующим.The disadvantage of the prototype is the low signal-to-noise ratio at its output and, accordingly, the insufficient accuracy of the measurement of seismic effects, which is due to the following.

Выходной сигнал емкостного датчика перемещений и сейсмометра пропорционален разности площадей перекрытия между выходными электродами датчика и поверхностями магнитных системThe output signal of the capacitive displacement sensor and the seismometer is proportional to the difference in the overlap area between the output electrodes of the sensor and the surfaces of the magnetic systems

Figure 00000001
Figure 00000001

где S1, S2 - соответственно площади перекрытия между магнитными системами и выходными электродами;where S 1 , S 2 - respectively, the overlap area between the magnetic systems and the output electrodes;

Uвозб - напряжение возбуждения емкостного датчика перемещений;U exc - excitation voltage of a capacitive displacement sensor;

ΔX - перемещения инертной массы;ΔX - displacement of inert mass;

l0 - длина начального перекрытия электродов.l 0 - the length of the initial overlap of the electrodes.

При напряжении собственных шумов сейсмометра, определяемом уровнем собственных шумов первого усилительного каскада, соотношение сигнал/шум улучшается с увеличением напряжения возбуждения и числа групп из трех электродов каждая. При увеличении количества электродов соединение вместе четных электродов всех групп и соединение нечетных электродов увеличивает коэффициент передачи емкостного датчика за счет образования аналогичных конфигураций из трех электродов между группами.When the intrinsic noise voltage of the seismometer is determined by the intrinsic noise level of the first amplifier stage, the signal-to-noise ratio improves with increasing excitation voltage and the number of groups of three electrodes each. With an increase in the number of electrodes, connecting together even electrodes of all groups and connecting odd electrodes increases the transmission coefficient of a capacitive sensor due to the formation of similar configurations of three electrodes between groups.

Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемым изобретением, является повышение отношения сигнал - шум на выходе сейсмометра и соответственно повышение точности измерений сейсмических воздействий.The technical result provided by the claimed invention is to increase the signal-to-noise ratio at the output of the seismometer and, accordingly, increase the accuracy of measurements of seismic effects.

Технический результат достигается тем, что в сейсмометр, содержащий основание, два упругих элемента, кронштейн, две магнитные системы, состоящие из последовательно соединенных цилиндрических магнитопровода, постоянного магнита и полюсного наконечника, многосекционную катушку, расположенную между магнитопроводами и полюсными наконечниками магнитных систем, генератор синусоидальных колебаний, усилитель, соединенный выходами со входами многосекционной катушки, а первым входом и вторым входом соединенный с генератором синусоидальных колебаний, цилиндрический корпус, первую диэлектрическую прокладку, емкостной датчик с возбуждающими электродами, первым выходным электродом и вторым выходным электродом, соединенными с третьим входом и четвертым входом усилителя, два магнитомягких стержня, закрепленных в цилиндрическом корпусе соосно с продольной осью магнитных систем и помещенных коническими концами в отверстиях на торцевых частях магнитных систем, выходные электроды емкостного датчика расположены на внутренней поверхности цилиндрического корпуса, закрепленного по внешней поверхности на основании, магнитные системы соединены встречно и посредством кронштейна и двух упругих элементов закреплены на основании и размещены внутри цилиндрического корпуса, внутри которого установлена также многосекционная катушка, размещенная на каркасе, закрепленном в цилиндрическом корпусе, дополнительно содержит трансформатор, вторую диэлектрическую прокладку, размещенную между корпусом и выходными электродами емкостного датчика, соединенные вместе четные дополнительные возбуждающие электроды и соединенные вместе нечетные дополнительные возбуждающие электроды емкостного датчика, размещенные на магнитопроводах и изолированные от магнитопроводов первой диэлектрической прокладкой, соединенные вместе четные дополнительные выходные электроды и соединенные вместе нечетные дополнительные выходные электроды емкостного датчика, а усилитель выполнен дифференциальным с пятым входом и шестым входом, причем пятый вход усилителя соединен с дополнительными четными выходными электродами емкостного датчика, шестой вход усилителя соединен с дополнительными нечетными выходными электродами емкостного датчика, трансформатор подключен входами к генератору синусоидальных колебаний, а выходами подключен к четным и нечетным дополнительным возбуждающим электродам емкостного датчика.The technical result is achieved by the fact that in a seismometer containing a base, two elastic elements, an arm, two magnetic systems consisting of a series-connected cylindrical magnetic core, a permanent magnet and a pole tip, a multi-section coil located between the magnetic cores and pole tips of the magnetic systems, a sinusoidal oscillation generator , an amplifier connected by outputs to the inputs of a multi-section coil, and by a first input and a second input connected to a sinusoidal generator oscillations, a cylindrical body, a first dielectric gasket, a capacitive sensor with exciting electrodes, a first output electrode and a second output electrode connected to the third input and fourth input of the amplifier, two soft magnetic rods fixed in a cylindrical body coaxially with the longitudinal axis of the magnetic systems and placed by conical ends in the holes on the end parts of the magnetic systems, the output electrodes of the capacitive sensor are located on the inner surface of the cylindrical housing, fixed on the outer surface of the base, the magnetic systems are connected in an opposing manner and, by means of an arm and two elastic elements, are fixed on the base and placed inside a cylindrical body, inside of which there is also a multi-section coil placed on a frame fixed in a cylindrical body, further comprises a transformer, a second dielectric spacer, located between the housing and the output electrodes of the capacitive sensor, even odd additional exciting electrodes connected together and connected together odd additional exciting electrodes of the capacitive sensor located on the magnetic cores and isolated from the magnetic cores by the first dielectric spacer, connected together even additional output electrodes and connected together the odd additional output electrodes of the capacitive sensor, and the amplifier is made differential with a fifth input and a sixth input, the fifth input the amplifier is connected to additional even output electrodes of the capacitive sensor, the sixth input of the amplifier is connected to olnitelnymi odd output electrodes of the capacitive sensor, the transformer is connected to the inputs of the sine wave generator and outputs connected to the even and odd additional excitation electrodes of the capacitive sensor.

Такое выполнение сейсмометра обеспечивает повышение отношения сигнал-шум на его выходе за счет введения в конструкцию сейсмометра трансформатора, второй диэлектрической прокладки, размещенной между корпусом и выходными электродами емкостного датчика, соединенных вместе четных дополнительных возбуждающих электродов и соединенных вместе нечетных дополнительных возбуждающих электродов емкостного датчика, размещенных на магнитопроводах и изолированных от магнитопроводов первой диэлектрической прокладкой, соединенных вместе четных дополнительных выходных электродов и соединенных вместе нечетных дополнительных выходных электродов емкостного датчика, и выполнения усилителя дифференциальным с пятым входом и шестым входом, причем пятый вход усилителя соединен с дополнительными четными выходными электродами емкостного датчика, шестой вход усилителя соединен с дополнительными нечетными выходными электродами емкостного датчика, трансформатор подключен входами к генератору, а выходами подключен к четным и нечетным дополнительным возбуждающим электродам емкостного датчика.This embodiment of the seismometer provides an increase in the signal-to-noise ratio at its output due to the introduction of a transformer in the seismometer design, a second dielectric strip located between the housing and the output electrodes of the capacitive sensor, coupled even even additional exciting electrodes and connected together odd additional exciting electrodes of the capacitive sensor, placed on magnetic cores and isolated from magnetic cores by the first dielectric spacer connected together even additional output electrodes and odd additional output electrodes of the capacitive sensor connected together, and performing the differential amplifier with a fifth input and sixth input, the fifth input of the amplifier being connected to additional even output electrodes of the capacitive sensor, the sixth input of the amplifier connected to additional odd output electrodes of the capacitive sensor, transformer connected by inputs to the generator, and outputs connected to even and odd additional excitation electrodes capacitive th sensor.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого сейсмометра.The drawing shows a functional diagram of the proposed seismometer.

Принятые обозначения: 1 - основание; 2 - упругие элементы; 3 - кронштейн; 4 - магнитные системы; 5 - магнитопровод; 6 - постоянный магнит; 7 - полюсный наконечник; 8 - многосекционная катушка; 9 - генератор синусоидальных колебаний; 10 - усилитель; 11 - первый вход усилителя; 12 - второй вход усилителя; 13 - цилиндрический корпус; 14 - первая диэлектрическая прокладка; 15 - емкостной датчик; 16 - возбуждающие электроды емкостного датчика; 17 - первый выходной электрод; 18 -второй выходной электрод; 19 - третий вход усилителя; 20 - четвертый вход усилителя; 21 - магнитомягкие стержни; 22 - каркас; 23 - трансформатор; 24 - вторая диэлектрическая прокладка; 25 - четные дополнительные возбуждающие электроды; 26 - нечетные дополнительные возбуждающие электроды; 27 - четные дополнительные выходные электроды; 28 - нечетные дополнительные выходные электроды; 29 - пятый вход усилителя; 30 - шестой вход усилителя.Accepted designations: 1 - base; 2 - elastic elements; 3 - bracket; 4 - magnetic systems; 5 - magnetic circuit; 6 - permanent magnet; 7 - pole tip; 8 - multi-section coil; 9 - generator of sinusoidal oscillations; 10 - amplifier; 11 - the first input of the amplifier; 12 - the second input of the amplifier; 13 - cylindrical body; 14 - the first dielectric strip; 15 - capacitive sensor; 16 - exciting electrodes of a capacitive sensor; 17 - the first output electrode; 18 - second output electrode; 19 - the third input of the amplifier; 20 - the fourth input of the amplifier; 21 - soft magnetic rods; 22 - frame; 23 - transformer; 24 - the second dielectric strip; 25 - even additional exciting electrodes; 26 - odd additional exciting electrodes; 27 - even additional output electrodes; 28 - odd additional output electrodes; 29 - the fifth input of the amplifier; 30 - the sixth input of the amplifier.

Сейсмометр содержит основание 1, два упругих элемента 2, кронштейн 3, две магнитные системы 4, состоящие из последовательно соединенных цилиндрических магнитопровода 5, постоянного магнита 6 и полюсного наконечника 7, многосекционную катушку 8, расположенную между магнитопроводами 5 и полюсными наконечниками 7 магнитных систем 4, генератор синусоидальных колебаний 9, усилитель 10, соединенный выходами со входами многосекционной катушки 8, а первым входом 11 и вторым входом 12 соединенный с генератором синусоидальных колебаний 9, цилиндрический корпус 13, первую диэлектрическую прокладку 14, емкостной датчик 15 с возбуждающими электродами 16, первым выходным электродом 17 и вторым выходным электродом 18, соединенными с третьим входом 19 и четвертым входом 20 усилителя 10, два магнитомягких стержня 21, закрепленных в цилиндрическом корпусе 13 соосно с продольной осью магнитных систем 4 и помещенных коническими концами в отверстиях на торцевых частях магнитных систем 4, выходные электроды емкостного датчика 15 расположены на внутренней поверхности цилиндрического корпуса 13, закрепленного по внешней поверхности на основании 1, магнитные системы 4 соединены встречно и посредством кронштейна 3 и двух упругих элементов 2 закреплены на основании 1 и размещены внутри цилиндрического корпуса 13, внутри которого установлена также многосекционная катушка 8, размещенная на каркасе 22, закрепленном в цилиндрическом корпусе 13, трансформатор 23, вторую диэлектрическую прокладку 24, размещенную между цилиндрическим корпусом 13 и выходными электродами емкостного датчика 15, соединенные вместе четные дополнительные возбуждающие электроды 25 и соединенные вместе нечетные дополнительные возбуждающие электроды 26 емкостного датчика 15, размещенные на магнитопроводах 5 и изолированные от магнитопроводов первой диэлектрической прокладкой 14, соединенные вместе четные дополнительные выходные электроды 27 и соединенные вместе нечетные дополнительные выходные электроды 28 емкостного датчика 15, а усилитель 10 выполнен дифференциальным с пятым входом 29 и шестым входом 30, причем пятый вход усилителя 10 соединен с дополнительными четными выходными электродами емкостного датчика 15, шестой вход усилителя 10 соединен с дополнительными нечетными выходными электродами емкостного датчика 15, трансформатор 23 подключен входами к генератору синусоидальных колебаний 9, а выходами подключен к четным и нечетным дополнительным возбуждающим электродам емкостного датчика 15.A seismic meter contains a base 1, two elastic elements 2, an arm 3, two magnetic systems 4, consisting of a series-connected cylindrical magnetic circuit 5, a permanent magnet 6 and a pole tip 7, a multi-section coil 8 located between the magnetic cores 5 and pole tips 7 of the magnetic systems 4, a sinusoidal oscillator 9, an amplifier 10 connected by outputs to the inputs of a multi-section coil 8, and a first input 11 and a second input 12 connected to a sinusoidal oscillator 9, cylindrical to housing 13, the first dielectric gasket 14, the capacitive sensor 15 with the exciting electrodes 16, the first output electrode 17 and the second output electrode 18 connected to the third input 19 and the fourth input 20 of the amplifier 10, two soft magnetic rod 21 fixed in a cylindrical housing 13 coaxially with the longitudinal axis of the magnetic systems 4 and placed with conical ends in the openings on the end parts of the magnetic systems 4, the output electrodes of the capacitive sensor 15 are located on the inner surface of the cylindrical body 13, mounted on an external surface on the base 1, the magnetic systems 4 are connected in an opposing manner and, by means of an arm 3 and two elastic elements 2, are fixed on the base 1 and placed inside the cylindrical body 13, inside which there is also a multi-section coil 8 placed on the frame 22 fixed in the cylindrical body 13, a transformer 23, a second dielectric gasket 24, located between the cylindrical body 13 and the output electrodes of the capacitive sensor 15, coupled together even additional exciting electrodes 25 and odd additional excitation electrodes 26 of the capacitive sensor 15 located on the magnetic circuits 5 and isolated from the magnetic circuits by the first dielectric spacer 14, even odd additional output electrodes 27 connected together and odd additional output electrodes 28 of the capacitive sensor 15 connected together, and the amplifier 10 is made differential with a fifth the input 29 and the sixth input 30, and the fifth input of the amplifier 10 is connected to additional even output electrodes of the capacitive sensor 15, the sixth input d amplifier 10 is connected to the additional output electrodes odd capacitance sensor 15, the transformer 23 is connected to the inputs of the sine wave generator 9, and outputs connected to the even and odd additional excitation electrodes 15, the capacitance sensor.

Сейсмометр работает следующим образом.A seismometer works as follows.

При движении основания 1 происходит перемещение двух магнитных систем 4, т.е. инертной массы сейсмометра, относительно цилиндрического корпуса 13. Эти перемещения отслеживаются емкостным датчиком 15 посредством выработки электрических сигналов переменного тока на выходных электродах емкостного датчика 15. Наличие соединенных вместе четных и соединенных вместе нечетных дополнительных выходных 27, 28 и возбуждающих электродов 25, 26 емкостного датчика 15 позволяет увеличить коэффициент передачи емкостного датчика. Наличие трансформатора 23 позволяет увеличить напряжение питания возбуждающих электродов 25, 26 и увеличить амплитуду полезного сигнала, что приводит к увеличению соотношения сигнал/шум. В усилителе 10 этот сигнал переменного тока выпрямляется посредством опорных сигналов с выходов генератора синусоидальных колебаний 9 синусоидальных колебаний, формируется с помощью корректирующих цепей, усиливается и поступает в соответствующие секции многосекционной катушки 8. Таким образом, осуществляется отрицательная обратная связь в сейсмометре. Формирование сигнала отрицательной обратной связи осуществляется параллельно включенными корректирующими цепями.When the base 1 moves, two magnetic systems 4 move, i.e. inertial mass of the seismometer relative to the cylindrical body 13. These movements are monitored by the capacitive sensor 15 by generating electrical alternating current signals at the output electrodes of the capacitive sensor 15. The odd additional output 27, 28 and the exciting electrodes 25, 26 of the capacitive sensor 15 connected together allows to increase the transfer coefficient of the capacitive sensor. The presence of the transformer 23 allows you to increase the supply voltage of the exciting electrodes 25, 26 and increase the amplitude of the useful signal, which leads to an increase in the signal-to-noise ratio. In the amplifier 10, this AC signal is rectified by reference signals from the outputs of the sinusoidal oscillator 9 of the sinusoidal oscillations, formed by means of corrective circuits, amplified and supplied to the corresponding sections of the multi-section coil 8. Thus, negative feedback is obtained in the seismometer. The formation of a negative feedback signal is carried out in parallel with the included corrective circuits.

Перемещение магнитомягких стержней 21 относительно корпуса 13 обеспечивает центрирование инертной массы сейсмометра.The movement of soft magnetic rods 21 relative to the housing 13 provides centering of the inertial mass of the seismometer.

Claims (1)

Сейсмометр, содержащий основание, два упругих элемента, кронштейн, две магнитные системы, состоящие из последовательно соединенных цилиндрических магнитопровода, постоянного магнита и полюсного наконечника, многосекционную катушку, расположенную между магнитопроводами и полюсными наконечниками магнитных систем, генератор синусоидальных колебаний, усилитель, соединенный выходами со входами многосекционной катушки, а первым входом и вторым входом соединенный с генератором синусоидальных колебаний, цилиндрический корпус, первую диэлектрическую прокладку, емкостной датчик с возбуждающими электродами, первым выходным электродом и вторым выходным электродом, соединенными с третьим входом и четвертым входом усилителя, два магнитомягких стержня, закрепленных в цилиндрическом корпусе соосно с продольной осью магнитных систем и помещенных коническими концами в отверстиях на торцевых частях магнитных систем, выходные электроды емкостного датчика расположены на внутренней поверхности цилиндрического корпуса, закрепленного по внешней поверхности на основании, магнитные системы соединены встречно и посредством кронштейна и двух упругих элементов, закреплены на основании и размещены внутри цилиндрического корпуса, внутри которого установлена также многосекционная катушка, размещенная на каркасе, закрепленном в цилиндрическом корпусе, отличающийся тем, что дополнительно содержит трансформатор, вторую диэлектрическую прокладку, размещенную между корпусом и выходными электродами емкостного датчика, соединенные вместе четные дополнительные возбуждающие электроды и соединенные вместе нечетные дополнительные возбуждающие электроды емкостного датчика, размещенные на магнитопроводах и изолированные от магнитопроводов первой диэлектрической прокладкой, соединенные вместе четные дополнительные выходные электроды и соединенные вместе нечетные дополнительные выходные электроды емкостного датчика, а усилитель выполнен дифференциальным с пятым входом и шестым входом, причем пятый вход усилителя соединен с дополнительными четными выходными электродами емкостного датчика, шестой вход усилителя соединен с дополнительными нечетными выходными электродами емкостного датчика, трансформатор подключен входами к генератору синусоидальных колебаний, а выходами подключен к четным и нечетным дополнительным возбуждающим электродам емкостного датчика. A seismometer containing a base, two elastic elements, a bracket, two magnetic systems consisting of a series-connected cylindrical magnetic core, a permanent magnet and a pole tip, a multi-section coil located between the magnetic cores and pole tips of the magnetic systems, a sinusoidal oscillation generator, an amplifier connected by outputs to inputs a multi-section coil, and the first input and second input connected to a sinusoidal oscillator, a cylindrical body, the first die an electric gasket, a capacitive sensor with exciting electrodes, a first output electrode and a second output electrode connected to the third input and fourth input of the amplifier, two soft magnetic rods fixed in a cylindrical housing coaxially with the longitudinal axis of the magnetic systems and placed by conical ends in the holes on the end parts of the magnetic systems, the output electrodes of the capacitive sensor are located on the inner surface of the cylindrical body, mounted on the outer surface on the base, magnet The systems are connected in an opposing manner and by means of an arm and two elastic elements, fixed on the base and placed inside a cylindrical body, inside of which there is also a multi-section coil placed on a frame fixed in a cylindrical body, characterized in that it further comprises a transformer, a second dielectric spacer placed between the housing and the output electrodes of the capacitive sensor, even even additional exciting electrodes connected together and odd additional additional exciting electrodes of the capacitive sensor located on the magnetic cores and isolated from the magnetic cores by the first dielectric gasket, even additional output electrodes connected together and odd additional output electrodes of the capacitive sensor connected together, and the amplifier is made differential with a fifth input and a sixth input, and the fifth input of the amplifier is connected to additional even output electrodes of the capacitive sensor, the sixth input of the amplifier is connected to additional odd and the output electrodes of the capacitive sensor, the transformer is connected by inputs to a sine wave generator, and the outputs are connected to even and odd additional exciting electrodes of the capacitive sensor.
RU2011139601/28A 2011-09-29 2011-09-29 Seismometer RU2473929C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011139601/28A RU2473929C1 (en) 2011-09-29 2011-09-29 Seismometer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011139601/28A RU2473929C1 (en) 2011-09-29 2011-09-29 Seismometer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2473929C1 true RU2473929C1 (en) 2013-01-27

Family

ID=48807118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011139601/28A RU2473929C1 (en) 2011-09-29 2011-09-29 Seismometer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2473929C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107014403A (en) * 2017-04-13 2017-08-04 西安振兴泽博智能震感科技有限公司 A kind of moving-coil sensor movement
RU2717165C1 (en) * 2019-06-13 2020-03-18 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Автоматики Им.Н.Л.Духова" (Фгуп "Внииа") Seismic sensor
RU2738733C1 (en) * 2020-03-12 2020-12-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Seismic sensor

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3582874A (en) * 1969-03-12 1971-06-01 Nikolai Efimovich Fedoseenko Electrodynamic seismic receiver
US4412317A (en) * 1979-12-21 1983-10-25 De Regt Special Cable B.V. Transducer for picking up mechanical vibrations, in particular seismic waves, and a seismic measuring system including such a transducer
RU2158014C2 (en) * 1996-04-10 2000-10-20 Колотушкин Роберт Иванович Highly sensitive vibration receiver
RU2159449C1 (en) * 1999-02-26 2000-11-20 ООО "Мировые технологии" Seismometer
RU2188438C1 (en) * 2001-01-19 2002-08-27 ООО "Мировые технологии" Seismometer with system of automatic phase control over period of natural oscillations
WO2011017014A2 (en) * 2009-08-03 2011-02-10 Lumedyne Technologies Incorporated High sensitivity geophone

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3582874A (en) * 1969-03-12 1971-06-01 Nikolai Efimovich Fedoseenko Electrodynamic seismic receiver
US4412317A (en) * 1979-12-21 1983-10-25 De Regt Special Cable B.V. Transducer for picking up mechanical vibrations, in particular seismic waves, and a seismic measuring system including such a transducer
RU2158014C2 (en) * 1996-04-10 2000-10-20 Колотушкин Роберт Иванович Highly sensitive vibration receiver
RU2159449C1 (en) * 1999-02-26 2000-11-20 ООО "Мировые технологии" Seismometer
RU2188438C1 (en) * 2001-01-19 2002-08-27 ООО "Мировые технологии" Seismometer with system of automatic phase control over period of natural oscillations
WO2011017014A2 (en) * 2009-08-03 2011-02-10 Lumedyne Technologies Incorporated High sensitivity geophone

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107014403A (en) * 2017-04-13 2017-08-04 西安振兴泽博智能震感科技有限公司 A kind of moving-coil sensor movement
RU2717165C1 (en) * 2019-06-13 2020-03-18 Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Автоматики Им.Н.Л.Духова" (Фгуп "Внииа") Seismic sensor
RU2738733C1 (en) * 2020-03-12 2020-12-16 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") Seismic sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102289789B1 (en) Voltage sensing apparatus
EP1737120A1 (en) Voice coil actuator with embedded capacitive sensor for motion, position and/or acceleration detection
RU2477501C1 (en) Seismometer
RU2473929C1 (en) Seismometer
CA2769706C (en) High sensitivity geophone
RU2002117408A (en) Method and device for measuring gravitational field
RU2643701C1 (en) Electrostatic field intensity meter
RU2386151C1 (en) Seismometre
Chistyakov Portable seismic sensor
RU2159449C1 (en) Seismometer
RU2237913C1 (en) Seismometer
JP2005156492A (en) Movable apparatus, measuring device, electrostatic capacity typed range finder and positioning device
JP6502072B2 (en) Voltage detection device
RU2738733C1 (en) Seismic sensor
RU2240583C1 (en) Seismometer
RU2263332C1 (en) Seismometer
EA040389B1 (en) SEISMOMETER
RU162311U1 (en) VIBROCONTACT MEASURING DEVICE
RU2717165C1 (en) Seismic sensor
RU2727321C1 (en) Inductive displacement sensor
RU155410U1 (en) ADAPTIVE MAGNETOSTRICTION CONVERTER OF VEHICLE LEVEL AND DENSITY OF FUEL FUEL (ITS OPTIONS)
CN103389476B (en) Based on measuring method and the device of the magnetic gap magnetic induction density of electric and magnetic oscillation principle
JPH09281167A (en) Apparatus for measuring surface potential
RU2695111C1 (en) Miniature measuring instrument of parameters of electric power supply of spacecrafts with microsystem vibration electric field modulator
RU2176404C1 (en) Seismometer-clinometer-deformation meter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170930

TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -MM4A- IN JOURNAL 19-2018

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200930