SU1100569A2 - Устройство дл измерени электрических свойств горных пород и руд - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД И РУД по авт.св. № 883791, отличающеес  тем, что, с целью повышени  производительности труда при измерении комплекса характеристик и точности измерений, в него дополнительно введены последовательно соединенные задатчик временных интервалов, распределитель импульсов, дополнительный адресный счетчик, оперативный запоминающий блок и вычислитель , причем вход задатчика временных интервалов соединен с выходом вычислител , информационные входы оперативного з апоминающего блока - с выходами регистраторов, а выходы распределител  импульсов - с входами вычислител , оперативного запоминающего блока и задающего генератора. V

Description

О СП

о: со Изобретение относитс  к контроль но-измерительной технике и может быть использовано при геофизических исследовани х. По основному авт.св. №883791 известно устройство дл  измерени  электрических свойств горных пород и руд, предназначенное дл  измерени  активной и реактивной составл ющих комплексного сопротивлени  образцов горных пород и руд и содержа щее последовательно соединенные задающий генератор и адресный счетчик ,два идентичных канала измерени  активной и реактивной составл ющих, каждый из которых включает в себ  последовательно соединенные посто н ный запоминающий блок, цифроаналого вый преобразователь, сумматор, фильтр нижних частот, перемножитель основной усилитель и регистратор, буферный усилитель, выход которого подключен к второму выходу перемножител  , а также последовательно соединенные фильтр нижних частот, уси литель мощности и двух-либо четырех электродный датчик, причем выходы адресного счетчика соединены с входами посто нных запоминающих блоков .обоих каналов, выходы цифроаналоговых преобразователей каждого канала соединены с вторыми входами сумматора соседнего канала и, кроме того, выход цифроаналогового преобразовател  активного канала соединен с входом фильтра нижних частот , а выход датчика - с входами буферных усилителей обоих каналов 1 Известное устройство обладает достаточно высокой точностью в широ ком диапазоне рабочих частот, однак непосредственно позвол ет измер ть лишь активную и реактивную.- составл ющие комплексного сопротивлени  объ ектов. Вместе с тем в современной геофизике используетс  значительно бол шее число параметров и характеристи описывающих электрические свойства горных пород и руд, в частности, переходные характеристики, модуль и фаза комплексного сопротивлени , активна  и реактивна  проводимости, а также такие параметры, как коэффициенты вызванной пол ризации и частотной дисперсии и прочее. Все вышеуказанные дополнительные характеристики горных пород и руд могут быть получены лишь расчетньци путем по основным непосредственно измеренным активной и реактивной составл ющим комплексного сопротивле ни . Такой пересчет нередко сопровож даетс  дополнительными погрешност ми из-за субъективных ошибок при вводе данных в вычислитель, кроме того, вычисление дополнительных параметров и характеристик требует значительных затрат времени. Цель изобретени  - повышение производительности труда при измере-. НИИ комплекса характеристик и точности измерений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени  электрических свойств горных пород и руд, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и адресный счетчик, два идентичных канала измерени  активной и реактивной составл ющих, каждый из которых содержит последовательно соединенные посто нный запоминающий блок, цифроаналоговый преобразователь, сумматор, фильтр нижних частот, перемножитель, основной усилитель и регистратор, буферный усилитель, выход которого подключен к второму в|дходу перемножител , а также последовательно соединенные фильтр нижних частот, усилитель мощности и двухлибо четырехэлектродный датчик, причем выходы адресного счетчика соединены с входами посто нных запоминающих блоков обоих каналов, выходы цифроаналоговых преобразователей каждого, канала соединены с вторыми входами сумматоров соседнего канала, выход цифроаналогового преобразовател  активного канала, выход цифроаналогового преобразовател  активного канала соединен с входом фильтра нижних частот, а выход датчика с входами буферных усилителей обоих каналов, введены последовательно соединенные задатчик временных интервалов , распределитель импульсов, дополнительный адресный счетчик, оперативный запоминающий блок и вычислитель , причем вход задатчика временных интервалов соединен с выходом вычислител , информационные входы оперативного запоминаккцего блока - с выходами регистраторов, а ВЫ34ОДЫ распределител  импульсов с входами вычислител , оперативного запоминающего блока и задающего генератора. На чертеже приведена структурна  схема устройства. Устройство содержит задающий генератор 1, выход которого подключен к входу адресного счетчика 2, а выходы последнего - к управл ющим входам посто нных запоминающих блоков 3-1 и 3-2. Два идентичных канала формировани  опорных напр жений содержат последовательно соединенные посто нные запоминающие блоки 3-1 и 3-2, цифроаналоговые преобразователи 4-1 и 4-2, сумматоры 5-1 и 5-2, фильтры 6-1 - 6-3 низких частот; выходы фильтров 6-1 и 6-2 подключены к управл ющим входам перемножителей 7-1 и 7-2. Второй вход сумматора

5-1 соединен с выходом цифроаналогового преобразовател  4-2, а сумматор 5-2 - с выходом цифроаналогового преобразовател  4-1. К выходу цифроаналогового преобразовател  4-1, кроме того, подключены последователь но соединенные фильтр 6-3 нижних частот , усилитель 8 мощности, датчик 9 (двух-либо четырехэлектродный) и буферные усилители 10-1 и 10-2, выходы которых подключены к сигнальным входам перемножителей 7-1 и 7-2 соответственно. Выход каждого из перемножителей 7-1 и 7-2 через основные усилители 11-1 и 11-2 подсоеди-г нены к регистраторам 12-1 и 12-2. Оперативный запоьданающий блок 13 своими информационными входами соединен с выходами регистраторов 12-1 и 12-2, управл ющими входами - с выходами дополнительного адресного счетчика 14 и распределител  15 импульсов , а выходами - с входом вычислител  16. Задатчик 17 временных интервалов своим выходом подключен к входу распределител  Д5 импульсов, а входом - к Управл ющему выходу вычислител  16. Выходы распределител  15 импульсов, кроме того, соединены с управл ющими входами вычислител  16, адресного дополнительного счетчика 14 и задающего генератора 1

. Устройство работает следующим образом.

В посто нных запоминающих блоках 3-1 и 3-2 хран тс  по 32 восьмиразр дных кодовых числа, обеспечивающих при последовательной смене адресов получение на выходе цифроаналоговых преобразователей 4-1 и 4-2 двух сдвинутых на четверть периода копий квазисинусоидального сигнала, в которых подавлена значительна  часть гармоник, ь частности, с второй по четырнадцатую.

Задатчик 17 временных интервалов вырабатывает короткие импульсы, следующие с частотой, определ емой временем установлени  показаний в измерительной части прибора, и подает их на вход распределител  15 импульсов . Первым импульсом с выхода распределител  15 импульсов устававливаетс  высша  частота повторени  импульсов зёщающего генератора 1.

При подаче с задающего генератора 1 напр жени  соответствук цей частоты на адресный счетчик 2, последователь но мен ютс  выбираемые адреса в посто нных запоминающих блоках 3-1 и 3-2, коды чисел с их выходов поступают на цифроаналоговые преобразователи 4-1 и 4-2, которые вырабатывают квазигармонические сигналы. Эти сигналы после дополнительной фильтрации фильтрами 6-1 - 6-3 нижних частот, позвол ющей дополнительно ослабить верхние гармоники,

используютс  в качестве опорных напр жений в перемножител х 7-1 и 7-2 и после усилени  усилителем 8 мощности - дл  возбуждени  датчика-Э. В сумматорах 5-1 и 5-2 производитс  сложение квадратурных составл ющих сигналов, Что при выборе соответствующих весовых коэффициентов обеспечивает компенсацию фазовых сдвигов в каналах измерени  активной и реактивной компонент сигнала. Выходной сигнал датчика 9 через буферные усилители 10-1 и 10-2, имеющие большое входное сопротивление, подаетс  на сигнальные входы перемножителей 7-1 и 7-2; Выходные сигналы перемножителей 7-1 и 7-2, усиленные основными усилител ми 11-1 и 11-2, поступают на входы регистраторов 12-1 и 12-2, где преобразуютс  в цифровую форму и индуцируютс .

Вторым импульсом с распределител  15 импульсов сигнгшы с регистраторов 12-1 и 12-2 записываютс  в оперативный запоминающий б.лок 13, после чего третьим импульсом с распределител  15 импульсов сигналы с выхода опертивного запоминающего блока 13 передаютс  на вход вычис ,лител  16. Четвертым импульсом с распределител  15 импульсов измен етс  состо ние дополнительного адресного счетчика 14 и одновременно подаетс  сигнал на задающий генератор 1, привод щий к перестройке частоты последнего на следующее вдвое меньшее значение, и СИГНЕШ, запускающий вычислитель на начало вычислений. По измеренным на первой частоте значени м активного R и реактивного Х сопротивлений в последовательной схеме замещени  образца и заранее измеренной посто нной К образца (при цилиндрическом образце с дисковыми электродами посто нна  К равна:

К -

4е

где d и 8 - соответственно диаметр образца и рассто ние между измерительными электродами) вычисл ютс : удельна  активна  р и реактивна  (шб ) составл ющие комплексного сопротивлени  образца в последовательной схеме замещени , удельные активна  9 и реактивна  Ь составл ющие комплексной проводимости в параллельной схеме замещени , а также модул  удельных сопротивлений (у) и проводимости а, в необходимых случа х фазовый сдвиг , причем расчет искомых величин ведетс  по соотношени м

i () КX, ;

(u)ei.

Pi

fc.

) ,p2,(,g,a ( r. . Подобные циклы измерений и вычислений производ тс  последователь но на всех 16 рабочих частотах. После окончани  измерений активной и реактивной составл ющих комплексного сопротивлени  образца и з писи результатов измерений в оперативный запо|Линаю1ций блок 13 вычислитель 16 под управлением распределител  15 импульсов переходит к расчету переходных характеристик образцов горных пород. Ввод  послед вательно по п ть значений реактивной составл ющей дл  значений частот , с первой по п тую, с второй по шестую, с третьей по седьмую и так далее, вычислитель рассчитывает вспомогательные коэффициенты А по формуле

К+4

,

где К - пор дковый номер частоты; Хц- значение реактивной составл ющей на частоте wi-lT известные коэффициенты. Всего таким образом рассчитываетс  одиннадцать коэффициентов.

По найденным вспомогательным коэффициентам Af, рассчитываютс  |ЗНачени  переходной характеристики ( дл  произвольных моментов времени t. Расчет ведетс  по соотношению

-t/i

v(

где

2Tif

k- 2

Погрешность вычисленных таким образом значений переходной характеристики не превышает 3-8% дл 

значение активной составл ющей на частоте известные коэффициенты, 4, уточненные значейи . переходной характеристики определ ютс  из

()Введение в предлагаемое устройство дополнительных элементов и св зей позвол ет, по сравнению с прототипом , который  вл етс  и базовым прибором, расширить функциональные возможности за счет вычислени  дополнительных параметров и характеристик в частности, переходной.

Значительно сокращаетс  врем  получени  всех характеристик и параметров за счет автоматизации ввода данных в вычислитель и частичного совмещени  процессов измерений и вычислений, что в 1,5-3 раза повышает производительность труда.

Кроме того, автоматизаци  ввода данных в вычислитель способствует повышению точности измерений за счет исключени  субъективных ошибок при вводе данных в вьмислитель. значений времен, наход щихс  э пределах . При необходимости обеспечени  большой точности дополнительно обрабатывают результаты измерений активной составл ющей комплексного сопротивлени , которые ввод т в вычислитель сери ми по четыре значени . Вычисление вспомогательных коэффициентов и значений переходной характеристики b(i| , где i -текущее врем , производитс  по формулам: k+3 . V(t| /5,P

Claims (1)

1. при измерении комплекса характеристик и точности измерений, в него дополнительно введены последовательно соединенные задатчик временных интервалов, распределитель импульсов, дополнительный адресный счетчик, оперативный запоминающий блок и вычислитель, причем вход задатчика временных интервалов соединен с выходом вычислителя, информационные входы оперативного запоминающего блока - с выходами регистраторов, а выходы распределителя импульсов - с входами вычислителя, оперативного запоминающего блока и задающего генератора.