SU1350531A1 - Способ определени параметров индукционного сейсмоприемника - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть ис- пользовано дл  определени  параметров индукционных сейсмоприемников (СП) - электродинамических и электромагнитных . Цель изобретени  - одновременное снижение трудоемкости и повьшение достоверности измерени . Уровень возбзгждени  током сейсмопри- емника в процессе измерени  выбира- етс  малым на уровне рабочих ускорений сейсмоприемника, далее проводитс  компенсаци  только резистивной составл ющей электрической части импеданса СП при отключенной, например, путем затормаживани  катушки электрической части импеданса. Далее путем синхронного детектировани  выдел ют и измер ют синфазный с током возбуждени  сигнал напр жени  с СП и по его величине, измеренной не менее, чем при трех частотах возбуждени , определ ют резистивную компоненту электромеханического импеданса СП, а по ней собственную частоту, добротность и коэффициент электромеханической св зи,СП. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (О (Л с: ел ел СО

Description

1 1

Изобретение относитс  к области измерительной техники и -касаетс  способа определени  параметров индукционных сейсмоприемников (СП) - электродинамических и электромагнитных .

Цель изобретени  - одновременное снижение трудоемкости и повышение достоверности измерени ,

На фиг.1 представлена схема измерений , реализующа  предложенный способ; на фиг,2 - вариант схемы-дл  весьма малых измер емых сигналов,

Схема содержит генератор 1 низкочастотных синусоидальных сигналов (ГНЧ), резисторы 2-4, амперметр 5 переменного тока, синхронно-фазовый детектор (СФД) 6 и вольтметр 7 посто нного тока.

Резисторы, амперметр и СП образуют мостовую схему, питаемую ГНЧ.

Напр жение с диагонали моста поступает на первый и второй входы и СФД. На третий вход СФД от ГНЧ посту пает синхронизирующий сигнал. Вольтметр подключен между четвертым выходом СФД и его вторым входом.

В исходном состо нии все токи и напр жени  в схеме равны нулю.

При включении ГНЧ 1 через обмотку .СП протекает переменный ток, обуславливающий напр жение на обмотке СП и на входе вольтметра 7. Часть этого напр жени  обусловлена резистивной составл ющей электрической части импеданса СП.

Дл  ее компенсации отключают электромеханическую часть импенданса затем измен ют омическое сопротивление компенсирующей цепи (резистор 4) до тех пор, пока напр жение на входе вольтметра 7 не станет равным нулю.

После балансировки и включени  электромеханической части импеданса на входе вольтметра 7 по вл етс  напр жение , пропорциональное резистивной компоненте указанной части импеданса при данной частоте тока.

Измерив это напр жение и поделив на величину тока протекающего по обмотке СП, наход т значение резистивной компоненты электромеханическо го импеданса, соответствующее некоторой частоте.

Измен   частоту, наход т аналогичным образом еще не менее двух значений резистивной компоненты электромеханического импеданса, причем на350531

чальна  компенсаци  резистивной компоненты электрической части импеданса при изменении частоты не наруша- g етс .

Полученные значени  резистивной компоненты электромеханической части импеданса, соответствующие разным частотам, интерпретируют на основе 10 нижеприведенного аналитического выражени , св зьгоающего эту компоненту (обозначена Re) с параметрами СП и частотой:

15

Re

К

./Q.

2r/f,m ( (/Q) где m - масса, подвижной части СП; ((, - относительна  частота;

f - частота возбуждающего тока; fo - собственно частота СП; 20 Q добротность СП;

К - коэффициент электромеханической св зи СП. Искомые параметры СП: f, Q, К, Методика интерпретации результа- - 25 тОБ измерений может быть различной, В частности, дл  определени  искомых параметров можно использовать следующие особенности функции (1):.

Re Re.-cnc при f f ; 30 Ке„а,.с K -q/2 f m;

Q f. /л f,,. .

где 4 f, - ширина частотной характеристики Re(f) на относительном уровне 0,5,

35 Если используютс  приведенные соотношени , то и измерени  ведут (после балансировки) соответствующим образом: фиксируют частоту f, при которой напр жение максимально; 40 фиксируют частоты f и f , при которых ,5 и„, наход т добротность (, / lf. ;определ ют коэффициент электромеханической св зи по формуле

45

К vlzr. Ке„„„ /Q,

Очевидно, что измерение резистивной компоненты электромеханической части импеданса предполагает синхронное и синфазное детектирование 50 напр жени  на обмотке СП. При таком . преобразовании сигнала вли ние электрических сигналов с обмотки СП, обусловленных вибраци ми -- помехами, резко снижаетс , поскольку эти поме- 55 хи не синхронны напр жению ГНЧ, синхронизирующему работу СФД.

Таким образом, переход на измерение указанной компоненты обеспечивает достижение главной цели данного

50531

чальна  компенсаци  резистивной компоненты электрической части импеданса при изменении частоты не наруша- g етс .

Полученные значени  резистивной компоненты электромеханической части импеданса, соответствующие разным частотам, интерпретируют на основе 10 нижеприведенного аналитического выражени , св зьгоающего эту компоненту (обозначена Re) с параметрами СП и частотой:

Re

К

./Q.

2r/f,m ( где m - масса, подвижной ( (, - относительна  ч

45

К vlzr. Ке„„„ /Q,

Очевидно, что измерение резистивной компоненты электромеханической части импеданса предполагает синхронное и синфазное детектирование напр жени  на обмотке СП. При таком преобразовании сигнала вли ние электрических сигналов с обмотки СП, обусловленных вибраци ми -- помехами, резко снижаетс , поскольку эти поме- хи не синхронны напр жению ГНЧ, синхронизирующему работу СФД.

Таким образом, переход на измерение указанной компоненты обеспечивает достижение главной цели данного

предложени  - повышение достоверности измерени  путем обеспечени  воэ-i. можности снижени  уровн  возбуждени  при определении параметров СП, Одновременно достигаетс  и втора  из поставленных целей - снижение трудоемкости, поскольку при переходе на измерение резистивной компоненты электромеханической части им- педанса требуетс  компенсировать лишь аналогичную компоненту его электрической части, что проще и требует меньших трудозатрат.

Дальнейшее снижение трудоемкости может быть достигнуто при условии, что сопротивление, включенное в ветвь моста последовательно с СП, выбрано много большим измер емой компоненты импеданса. При этом условии уровень тока практически не измен етс  с изменением частоты и отсчет его значени  может выполн тьс  однократно.

В тех случа х, когда уровень измер емых сигналов настолько мал, что требуетс  их предварительное усилие, операцию измерени  тока при помощи амперметра целесообразно заменить на операцию измерени  приращени  выходного напр жени  ди при включении последовательно с СП резистора с точно известным сопротивлением R. На фиг.2 показана схема, позвол юща  реализовать указанную разновидность предлагаемого способа.

В нее вместо амперметра включено сопротивление , шунтирование нормально замкнутым ключом 9.

Кроме того, в схему введен усилитель 1 9.

Разделив Л U на R, получаем коэффициент сквозной калибровки схемы А, с помощью которого напр жение на выходе испытательной схемы пересчи- тьшаетс  в значение резистивной компоненты . Точность измерений в этом случае повьшаетс , так как исключаетс  погрешность измерени  коэффициен- та усилени  усилител . Одновременно снимаютс  сложности, обусловленные тем, что выпускаемые в стране амперметры переменного тока не предназна

чены дл  измерени  тока частотой ниже 20 Гц.

За счет перехода на измерение и интерпретацию не менее трех значений резистивной компоненты электромеханической части импеданса по вл етс  возможность снижени  уровн  возбуждени  СП при его проверке в 10 и более раз - в зависимости от выбранной посто нной времени фильтра нижних частот, вход щего в состав СФД. В комбинации с другими известными мерами виброзащиты обеспечиваетс  возможность проверки СП при вибровозбуждении на уровне 1 О

Одновременно упрощаетс  и становитс  менее трудоемкой операци  начальной балансировки, поскольку вместо двух регулируемых величин остаетс  лишь одна.

Claims (2)

1.Способ определени  параметров индукционного сейсмоприемника, включающий возбуждение сейсмоприемника переменным током, начальную кО1Мпен- сацию резистивной компоненты электрической части импеданса, измерение на не менее чем трех частотах электромеханической части импеданса и расчет параметров сейсмоприемника по

результатам этих измерений, отличающийс  тем, что, с целью одновременного снижени  трудоемкости и повышени  достоверности, провод т измерение резистивной компоненты электромеханической части импеданса путем синхронно-фазового детектировани  напр жени  на сейсмоприемнике и делени  его на величину тока.

2.Способ ПОП.1, о тлич.аю- щ и и с   тем, что резистивную составл ющую Re электромеханической части импеданса наход т путем включени  последовательно с сейсмоприем- ником сопротивлени  R, измерени  приращени  напр жени  U на сейсмоприемнике ли и вычислени  по формуле (Ro/AU).

Фаг,

А-х