SU1117564A1 - Device for measuring geophone amplitude frequency characteristic - Google Patents

Device for measuring geophone amplitude frequency characteristic Download PDF

Info

Publication number
SU1117564A1
SU1117564A1 SU833571822A SU3571822A SU1117564A1 SU 1117564 A1 SU1117564 A1 SU 1117564A1 SU 833571822 A SU833571822 A SU 833571822A SU 3571822 A SU3571822 A SU 3571822A SU 1117564 A1 SU1117564 A1 SU 1117564A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cylinders
stator
rotor
measuring
dielectric
Prior art date
Application number
SU833571822A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эрнст Моисеевич Бромберг
Фикрет Умар-Паша Оглы Оруджев
Владимир Ильич Шлимак
Павел Александрович Хубов
Original Assignee
Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации Нефтяной И Химической Промышленности
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 Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации Нефтяной И Химической Промышленности filed Critical Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации Нефтяной И Химической Промышленности
Priority to SU833571822A priority Critical patent/SU1117564A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1117564A1 publication Critical patent/SU1117564A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕЙСМОПРИЕМНИКОВ, содержащее корпус, установочную платформу и укрепленные на ней возбудитель гармонических механических колебаний и измеритель параметров колебаний, о т л и ч а ющ е е с   тем, что, с целью повьшени  точности измерепн  при одновременном исключении необходимости калибровки измерител  параметров колебаний , последний выполнен в виде емI костного датчика , содержащего три статорных цилиндра, соосно расположенных и разделенных равными диэлектрическими промежуткам1-5, жестко соединенных с корпусом устройства, но электрически изолированных от него, и два роторных цилиндра, соосно расположенных и разделенных диэлектрической шайбой, котора  жестко св зана с установочной платформой и имеет толщину, не меньп1ую максимальной амплитуды измер емых механических колебаний , причем статорные цилиндры выполнены в виде идентичных.круглых металлических цилиндров, роторные цилиндры - в виде идентичных круглых металлических цилиндров, высота которых равна рассто нию между серединами смежньрс статорных цилиндров, роторные цилиндры электрически изолированы от статорных и расположены внутри них и коаксиально с ними, причем одно основание роторных цилиндров , неприлегающее к диэлектрической шайбе, совпадает с серединой одного из крайних статорных цилиндров , все цилиндры через коммутатор подключены к преобразователю емкости в цифровой код, выход которого подсл ключен к блоку арифметических операО5 ций.A DEVICE FOR MEASURING THE AMPLITUDE-FREQUENCY CHARACTERISTICS OF SEISM-RECEIVERS, comprising a housing, a mounting platform and an agitator of harmonic mechanical vibrations reinforced on it and measuring the parameters of oscillations, eliminating the need for calibration of the vibration parameter meter, the latter is made in the form of a bone sensor containing three stator cylinders coaxially arranged and separated by equal dielectric products 1–5, rigidly connected to the device case, but electrically isolated from it, and two rotor cylinders coaxially arranged and separated by a dielectric washer, which is rigidly connected to the mounting platform and has a thickness not smaller than the maximum amplitude of the measured mechanical vibrations, the stator the cylinders are made in the form of identical. circular metal cylinders; the rotor cylinders are made in the form of identical round metal cylinders, whose height is equal to the distance between the centers of the adjacent Attorney cylinders, rotary cylinders are electrically isolated from the stator and are located inside them and coaxially with them, with one base of the rotary cylinders, not adjacent to the dielectric washer, coincides with the middle of one of the extreme stator cylinders, all cylinders are connected to a digital converter through the switch, the output of which is connected to the block of arithmetic operations.

Description

I Изобретение относитс  к геофизическому приборостроению и может быть использовано дл  исследовани  и калибровки сейсмоприемннков. Изв.естио устройство дл  калибровки вибродатчиков методом сличени , содержащее, измеритель параметров виброперемещени , чувствительны элемент которого выполнен в виде пьезоэлектрического акселерометра инерционна  масса которого перевернута , наложетта па пьезоэлемент и прижата пружиной в центре, а в осно вании и верхней части корпуса преду смотрены резьбовые отверсти  дл  кр креплени  эталонного акселерометра к вибратору и калибруемого вибродат чика к эталонному. Погрешность заводской калибровки эталонного аксел рометра не хуже 0,5%, а неравномерность частотной характеристики в диапазоне 0,2-3100 Гц составл ет 1% 1 . Однако акселерометр требует калибровки , котора  осуществл етс  не посредственно изготовителем с помощью лазерного интерферометра,  вл ю щегос  уникальным устройством что затрудн ет проведение необходимой дл  данного акселерометра периодической калибровки и поверки. Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  измерени  амплитудно-частотной характеристики сейсмоприемников, содержащее корпус установочную платформу и укрепленные на ней возбудитель гармонически механических колебаний и измеритель параметров колебаний 2 . При этом измеритель параметров колебаний вьшолнен в виде электродинамического сейсмоприемника. В этом устройстве измерение амплитудно-частотной характеристики одного сейсмоприемника осуществл етс  с помощью аналогичного ему другого сейсмоприемника, амп,питудно-частотную характеристику которого, в свою очередь, необходимо предварительно точно измерить. Отсюда и низка  точность устройства, наименьша  погрешность которого составл ет 5%. Цель изобретени  - повышение точ ности измерений при одновременном исключении необходимости калибровки измерител  параметров колебаний Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  измерени  4 ампл тт дно-част 5тной характе15истики ceiiCMonpneMHHKOB, содержащем корпус, установочную платформу и укрепленные на ней Bosf TOnTCJib гармонических механических колебаний и измергггель параметров колебаний, последний выполнен в виде емкостного датчика, содержащего три статорных цилиндра, соосно расположенных и разделенных равными диэлектрическими промежутками , жестко соедипеиньгх с корпусом устройства, но электрич.ески изолированных от iiero, и два роторньк цили гдра , соосно расположенных и разделеннь х диэлектрической шайбо, котора  жестко св зана с установочной платформой и имеет толпа-1ну, не меньшую максимальной амшгитуды измер емых механических колебаний, причем статоркые цилиндры выполнены в виде идентичных круглых металлических цилиндров , роторные цилиндры - в виде идентичных круглых металлических пл линдров, высота которых равна рассто  шго между серединами смежных статорных цилиндров, роторные циливдры электрически изолированы от статорных и расположены внутри них и коаксиально с ними, причем одно основание роторцых и,илиндров, не припегагсщее к диэлектрической шайбе, совпадает с (рй одного из крайних статорньк цилиндров, все цилиндры через коммутатор подключены к преобразователю емкости в цифровой код, выход которого подюточен к блоку арифметические: операпий. На чертеже приведена структу-рна  схема устройства. Устройство содержит корпус 1, возбудитель 2 гармонических механических колебаний, установочную платформу 3, подвешенну с при псмош упругих подвесов 4 к корпусу, чувствительный элемент измерител  параметров коле:баний. состо щий из с::аторных цилиндров 5, разделенные; друг от друга и от корпуса диэлектриком 6, л роторных цилиндров 7j раэделениых диэлектрической jaii6oi; 3, жестко св занней стойкой 9 с установочной плp. комм татор 10, с входом которого электрически соедпнеьгы через 11 все  щлиндры чувствительного элемента, а нькод коммутатора соединен с преобразоватЕУем 12 с-:мкос1и 5 Ц1ФРОБОЙ код, выкод кото3 рого сосл.ииен с блоком 13 арифметических операций. Устройство работает следуюгдим образом . Измерение амплитуды перемещений установочной платформы осуществл етс  в четыре такта. В первом такте к преобразователю :12 емкости в цифровой код через коммутатор 10 подключаетс  конденсатор образованный верхними роторным и статорным цилиндрами чувствительного элемента измерител  параметров гармонических механических колебании Код , соответствующий-максимальному значеьшю емкости этого конденсато ра, определ етс  выражением K,aoiaЛHo i a2(o + (1) где X - амплитуда колебаний установочной платформы, коэфс ициент, учитывающий ошибку нул , изменение кото рого определ ет аддитивную погрешность, коэффициент чувствительности преобразовани  перемещени  платформы, в Ц15ФРОЕОЙ код, изменение которого определ ет мультипликативную погрешностьi 02,- коэффициент, учитывающий вли ние нелинейности второго пор дка, вызванной нелинейностью усилительного канала . Во втором такт.а подключаетс  конденсатор , образованный верхним роторным и средним статорным цилиндрами чувствительного элемента. Код Н,, соответствующий минимальноьгу значению емкости этого конденсатора определ етс  вьражением г ао аДНо-хНа,(. (г) В третьем такте подключаетс  кондеисатор , образованный нижним роторным и средним статорным цилиндра1 ш чувствительного элемента. Начальна  высота его меньше начальной высоты пер вых двух конденсаторов на толщину диэлектрической шайбы, раздел ющей роторные цилиндры чувствительного . элемента. Поэтому код H, соответст55 . Л вую1 1ий максимальному- эначентгю емкости этого конденсатора, определ етс  выражением ,а,(,(Ио-й)и-, (3); где i - толщина диэлектрической шайбы . В четвертом такте подключаетс  /конденсатор, образованньй нижними роторным и статорным щлиндраьш чувствительного элемента. Начальна  высота его больше началг- ной высоты первых двух конденсаторов на диэлектрической шайбы. Поэтому код N, соответствующий минимальному значению емкости этого конденсатора, определ етс  выражениеь ,(H,.AVx,a2(H,4uVxf. .(д) при решении системы четырех уровнений (1-4) с четырьм  неизвестными Qg, СЗ, , Og, X относительно X, последний определ етс  как ( -N.) Таким образом, амплитуда колебаний установочной платформы определ етс  по формуле (5) в блоке 13 арифметических операций, где предварите;-;ьпо запоминаютс  значени  N.,. . . ,N Как видно из выражени  (5), точность результата измерени  определ етс  только величиной ii , котора  может быть задана практически с любой необходимой дл  практики точностью . Вли ние коэффициентов Од, а, Qg на реэузл тат измерени  исключаетс , что обеспечивает исключение аддитивной к м льтш1ликативной погрешностей, а также погрешностей дрейфа нул , чувствительности и нелинейности, Положительный эффект изобретени  закльэчаетс  в том, что оно обеспечивает высокую точность измерени  амплитуды колебаний устаноЕочной платформы и, следовательно, высокую точность измерени  амплитудно-частотной . характеристики сейсмоприемников, не требу  при этом специальных устройств и процедур дл  калибровки встроенного в него измерител  колебйнкй .I The invention relates to geophysical instrumentation and can be used for research and calibration of seismic receivers. An idle device for calibrating vibration sensors by the method of comparison, containing a vibration displacement parameter meter, the sensitive element of which is made in the form of a piezoelectric accelerometer whose inertial mass is turned upside down, superimposed on the piezoelectric element and pressed by a spring in the center, and in the base of the upper part of the body a thread for fastening the reference accelerometer to the vibrator and the calibrated vibration sensor to the reference one. The factory calibration calibration accuracy of the reference accelerometer is no worse than 0.5%, and the frequency response unevenness in the range of 0.2-3100 Hz is 1% 1. However, the accelerometer requires calibration, which is carried out directly by the manufacturer using a laser interferometer, which is a unique device that makes it difficult to carry out the periodic calibration and verification required for this accelerometer. Closest to the invention is a device for measuring the amplitude-frequency characteristic of seismic receivers, comprising a housing mounting platform and a pathogen of harmonically mechanical oscillations fixed on it, and an oscillation parameter meter 2. In this case, the oscillation parameter meter is implemented in the form of an electrodynamic seismic receiver. In this device, the measurement of the amplitude-frequency characteristic of one seismic receiver is carried out with the help of a similar seismic receiver, amp, the frequency-response characteristic of which, in turn, must first be accurately measured. Hence the low accuracy of the device, the smallest error of which is 5%. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements while eliminating the need to calibrate an oscillation parameter meter. The goal is achieved in that the device for measuring 4 amplitudes of the bottom-part of the 5th ceiCMonpneMHHKOB characteristic, containing the body, the mounting platform and the Bosh TOnTCJib harmonic mechanical vibrations measuring the parameters of vibration parameters, the latter is made in the form of a capacitive sensor containing three stator cylinders coaxially arranged and separated by equal dielectric and by gaps, rigidly connected with the body of the device, but electrically isolated from iiero, and two rotary cylinders, coaxially arranged and separated by a dielectric washer, which is rigidly connected to the mounting platform and has a crowd of 1 m, not less than the maximum position of the measured mechanical vibrations, with the stator cylinders made in the form of identical round metal cylinders, the rotor cylinders in the form of identical round metal plates, the height of which is equal to the distance between the middle of the adjacent stator cylinders, rotor cylinders are electrically isolated from the stator and are located inside them and coaxially with them, with one base of rotor and cylinders not suitable for the dielectric washer coincides with (pry one of the extreme stark cylinders, all cylinders through the switch are connected to the capacitance converter in a digital code, the output of which is subscripted to the arithmetic unit: operapy. The drawing shows the structural scheme of the device. The device comprises a housing 1, a pathogen 2 harmonic mechanical vibrations, an installation platform 3, suspended from the spring suspension 4 to the case, the sensitive element of the gauge for cola parameters: bani. consisting of c: ator cylinder 5, separated; from each other and from the case by the dielectric 6, l of the rotor cylinders 7j, the separation of the dielectric jaii6oi; 3, rigidly coupled stand 9 with the installation plp. the commutator 10, with the input of which electrically connects through 11 all shlindry of the sensitive element, and the switch nycode is connected to the transducer 12 with-: microcircuit 5 D1FROBO code, code of which is connected with the block 13 arithmetic operations. The device works in the following way. The measurement of the displacement amplitude of the mounting platform is carried out in four cycles. In the first cycle to the converter: 12 capacitances into a digital code through a switch 10 connects a capacitor formed by the upper rotor and stator cylinders of the sensing element of the harmonic mechanical oscillation parameter meter. The code corresponding to the corresponding maximum capacitance value of this capacitor is determined by the expression K, aoiALHO i a2 (o + (1) where X is the amplitude of oscillation of the installation platform, the coefficient taking into account the error zero, the change of which determines the additive error, the sensitivity coefficient of the pre The movement of the platform, in the 15FROEA code, the change of which determines the multiplicative error 02, is a coefficient taking into account the effect of second-order non-linearity caused by the non-linearity of the amplifying channel. In the second cycle, a capacitor formed by the upper rotor and middle stator cylinders of the sensing element is connected. The code H ,, corresponding to the minimum value of the capacitance of this capacitor is determined by an expression of aa adno-xHa, (. (d) In the third cycle, a kondeiser is connected, formed by the lower rotor and middle stator cylinder 1 of the sensitive element. Its initial height is less than the initial height of the first two capacitors by the thickness of the dielectric washer separating the rotor sensitive cylinders. an item. Therefore, the code H, respectively55. The first maximum value of the capacitance of this capacitor is determined by the expression, a, (, (Io-th) i-, (3); where i is the thickness of the dielectric washer. In the fourth cycle, the bottom rotor and stator is formed. of the sensitive element. Its initial height is greater than the beginning height of the first two capacitors on the dielectric washer. Therefore, the code N, corresponding to the minimum value of the capacitance of this capacitor, is defined by, (H, .AVx, a2 (H, 4uVxf. (e) when solving a four-level system (1-4) with four n unknown Qg, NW,, Og, X relative to X, the latter is defined as (-N.) Thus, the amplitude of oscillations of the mounting platform is determined by the formula (5) in block 13 of arithmetic operations, where the values of N are stored; ......., N As can be seen from expression (5), the accuracy of the measurement result is determined only by the value ii, which can be set with almost any accuracy necessary for practice. The influence of the coefficients Od, a, Qg on the output measurement is eliminated, which provides for the exclusion of additive for multiplicative errors, as well as drift errors for zero, sensitivity and non-linearity. The positive effect of the invention is that it provides a high accuracy of measuring the amplitude of oscillations of the installation platform. and, therefore, high accuracy of amplitude-frequency measurements. characteristics of seismic receivers that do not require special devices and procedures for calibrating a vibration meter built into it.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЕЙСМОПРИЕМНИКОВ, содержащее корпус, установочную платформу и укрепленные на ней возбудитель гармонических механических колебаний и измеритель параметров колебаний, о т л и ч а ιοщее с я тем, что, с целью повышения точности измерения при одновременном исключении необходимости калибровки измерителя параметров колебаний, последний выполнен в виде ем костного датчика , содержащего три статорных цилиндра, соосно расположенных и разделенных равными диэлектрическими промежутками, жестко соединенных с корпусом устройства, но электрически изолированных от него, и два роторных цилиндра, соосно расположенных и разделенных диэлектрической шайбой, которая жестко связана с установочной платформой и имеет толщину, не меньшую максимальной амплитуды измеряемых механических ко лебаний, причем статорные цилиндры выполнены в виде идентичных .круглых металлических цилиндров, роторные цилиндры - в виде идентичных круглых металлических цилиндров, высота которых равна расстоянию между серединами смежных статорных цилиндров, роторные цилиндры электрически изолированы от статорных и расположены внутри них и коаксиально с ними, причем одно основание роторных цилиндров, неприлегающее к диэлектрической шайбе, совпадает с серединой одного из крайних статорных цилиндров, все цилиндры через коммутатор подключены к преобразователю емкости в цифровой код, выход которого подключен к блоку арифметических операций. ’DEVICE FOR MEASURING THE AMPLITUDE-FREQUENCY CHARACTERISTICS OF SEISMES, comprising a housing, an installation platform and an exciter of harmonic mechanical vibrations and a measuring instrument of vibration parameters mounted on it, and that with the aim of increasing the accuracy of measurement while eliminating the need for calibration measuring oscillation parameters, the latter is made in the form of a capacitive sensor containing three stator cylinders coaxially located and separated by equal dielectric gaps and, rigidly connected to the device body, but electrically isolated from it, and two rotor cylinders coaxially arranged and separated by a dielectric washer, which is rigidly connected to the mounting platform and has a thickness not less than the maximum amplitude of the measured mechanical vibrations, and the stator cylinders are made in the form of identical circular metal cylinders, rotor cylinders in the form of identical circular metal cylinders whose height is equal to the distance between the midpoints of adjacent stator cylinders ditch, the rotor cylinders are electrically isolated from the stator and located inside them and coaxially with them, moreover, one base of the rotor cylinders, not adjacent to the dielectric washer, coincides with the middle of one of the extreme stator cylinders, all cylinders are connected via a switch to a capacitor in a digital code output which is connected to the arithmetic unit. ’ Ί 117564Ί 117564
SU833571822A 1983-04-01 1983-04-01 Device for measuring geophone amplitude frequency characteristic SU1117564A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833571822A SU1117564A1 (en) 1983-04-01 1983-04-01 Device for measuring geophone amplitude frequency characteristic

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833571822A SU1117564A1 (en) 1983-04-01 1983-04-01 Device for measuring geophone amplitude frequency characteristic

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1117564A1 true SU1117564A1 (en) 1984-10-07

Family

ID=21056450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833571822A SU1117564A1 (en) 1983-04-01 1983-04-01 Device for measuring geophone amplitude frequency characteristic

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1117564A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109742998A (en) * 2018-12-24 2019-05-10 维沃移动通信有限公司 Vibration component, motor control method and terminal

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Брюпь и Къер. Пьезоэлектрические акселерометры и предусилители. Справочник по теории и эксплуатации. Себорг, Дани , К.Ларсен и сын, 1978, с. 8.-51-52, 99-101, 108. 2. Слуцковский А.И. Сейсморазведочна аппаратура. М., , 1970, с. 54-58 (прототип). *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109742998A (en) * 2018-12-24 2019-05-10 维沃移动通信有限公司 Vibration component, motor control method and terminal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20150131955A (en) Vibration sensor
SU1117564A1 (en) Device for measuring geophone amplitude frequency characteristic
RU2566655C1 (en) Measurement of apparent acceleration and piezoelectric accelerometer to this end
Kumme et al. Dynamic properties and investigations of piezoelectric force measuring devices
JP3383240B2 (en) Capacitive displacement sensor
US6631641B1 (en) Device and method for determining frequency and amplitude of an oscillating structure, especially for measuring acceleration or rotational rates
RU2568956C1 (en) Method to calibrate angular acceleration sensor
RU175041U1 (en) Differential Piezoelectronic Accelerometer
SU1428939A1 (en) Ultrasonic vibration meter
SU1553909A1 (en) Graduating device for acceleration piezoelectric transducer
SU1620945A1 (en) Horizontal vibration-testing machine
SU935728A1 (en) Pressure pickup
SU1536332A1 (en) Apparatus for testing seismometers
SU905671A1 (en) Pressure pickup
Van Ruymbeke et al. Calibration of gravimeters with the VRR 8601 calibration platform
SU1250956A1 (en) Sensing element of piezoelectric accelerometer
SU1550338A1 (en) Method of determining dynamic forces
Gurung et al. High-performance navigation grade resonant beam MEMS accelerometers
SU1651124A1 (en) Electrodynamic calibrating shaker unit
SU1561047A1 (en) Capacitive accelerometer
SU1569731A1 (en) Device for calibrating vibrator power supplies
SU900191A1 (en) Frequency pickup of vibration accelerations
SU558220A1 (en) Piezoelectric accelerometer
JPH0331207B2 (en)
SU1569725A1 (en) Acceleration meter