SU834607A2

SU834607A2 - Three-frequency measuring device

Info

Publication number: SU834607A2
Application number: SU782578144A
Authority: SU
Inventors: Юрий Владимирович Аладинский; Леонид Захарович БОБРОВНИКОВ; Владимир Александрович Попов; Василий Михайлович Попов; Анатолий Александрович Смирнов; Валерий Вячеславович Сушкевич
Original assignee: Московский Ордена Трудового Красногознамени Геологоразведочныйинститут Им. C.Орджоникидзе
Priority date: 1978-02-08
Filing date: 1978-02-08
Publication date: 1981-05-30

Description

(54) ТРЕХЧАСТОТНОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО(54) THREE-FREQUENCY MEASURING DEVICE

Изобретение относитс к технике электроизмерений и может быть применено при частотно-фазовых измерение х в гео-электроразведке. По основному авт.св. К 737904 известно трехчастотное измерительное устройство,:содержащее три избирательных усилител , входы которых соединены со входными клеммами, три импульсных формировател , два формировател временных интервалов, первыэ входы которых соединены с выходом первого импульсного формировател , а вторые входы соединены соответственно с выходами второго и третьего импульсных формирователей, элемент И, один вход которого соединен с выходом первого формировател временных интервалов, а второй - с выходом второго формирова тел временных интервалов через инвертор , преобразователь временного интервала , блок задани коэффициента пре образовани временных интервалов, соединенный с преобразователем временного интервала и элементом И, двувходрвьй сумматор, входы которого соединены с выходом элемента И и преобразовател временного интервала, а вьгход - с индикатором результата измерений , причем второй вход двувходового преобразовател временного интервала соединен с выходом первого формировател временных интервалов Р. Недостатками этого устройства вл ютс невозможность измерени фазы электромагнитного пол и низка производительность измерений, обусловленна потребност ми измерени магнитной составл ющей электромагнитного пол методом вертикального зондировани рудного тела. Цель изобретени - повьшение производительности измерений и расширение функциональных возможностей устройства за счет измерени фазового сдвига магнитной составл кнцей электромагнитного пол , возбуждаемого в точке земной поверхности .The invention relates to an electrical measurement technique and can be applied in frequency-phase measurements of x in geo-electrical exploration. According to the main auth. A three-frequency measuring device is known for 737904: containing three selective amplifiers whose inputs are connected to input terminals, three pulse shapers, two time interval shapers, the first inputs of which are connected to the output of the first pulse shaper, and the second inputs are connected respectively to the outputs of the second and third pulse drivers, element I, one input of which is connected to the output of the first time interval generator, and the second - to the output of the second time-forming body interrupts through an inverter, a time converter, a block for setting a conversion factor for time intervals, connected to a time converter and an AND element, a two-adder, whose inputs are connected to the output of an AND element and a time interval converter, and an input from the measurement result indicator, the second the input of the two-input time converter is connected to the output of the first time interval driver P. The disadvantages of this device are impossible The device measures the phase of the electromagnetic field and the measurement performance is low due to the needs of measuring the magnetic component of the electromagnetic field using the method of vertical sounding of the ore body. The purpose of the invention is to increase the measurement performance and expand the functionality of the device by measuring the magnetic phase shift of the electromagnetic field, excited at a point on the earth's surface.

Указанна цель достигаетс тем, что в трехчастотное измерительное устройство , содержащее три измерительных усилител , входы которых соединены со входными клемма1уш, три импульсных фор- j мировател , входы которых соединены с выходами избирательных усилителей, два формировател временных интервалов , первые входы которых соединены с выходом первого импульсного формиро-10 с вател , а вторые входы соединены соответственно с выходами второго и тре тьего импульсных формирователей, элемент И, один вход которого соединен с выходом первого формировател временных интервалов, а второй - с выходом второго формировател временных интервалов через инвертор, преобразователь временного интервала, блок задани коэффициентов преобразовани временных интервалов, соединенный с преобразователем временного интервала и элементом И, двувходовый сумматор , входы которого соединены с выходом элемента И и преобразовател временного интервала, а выход с индикатором результата измерений, причем второй вход двувходового преобразовател временного интервала срединен с выходом первого формировател временных интервалов, введен бло изменени соотношени коэффициентов преобразовани временных интервалов, выход которого соединен с блоком задани коэффициентов преобразовани временных интервалов. На чертеже изображена структурна схема устройства. Трехчастотное измерительное устройство содержит входные клеммы 1, три избирательных усилител 2-4, три импульсный формировател 5-7, два фо мировател 8 и 9 временных интервало инвертор 10, блок М задани коэффициентов преобразрвани временных ин .тервалов, элемент И 12, преобразователь 13 временного интервала, двувходовый сумматор 14, индикатор 15 результатов,измерений и блок 16 изме нени соотношени коэффициентов преобразовани временных интервалов. Устройство работает следующим о бразом . На входные клеммы 1 подают с датчика трехчастотный сигнал, например сигнал, содержащий первую, третью и п тую гармонику основной частоты, выбираемой из диапазона 0,1-10 Гц.This goal is achieved by the fact that in a three-frequency measuring device containing three measuring amplifiers whose inputs are connected to the input terminal 1ush, three pulsed formers, two of which are connected to the outputs of the selective amplifiers, two time makers of the first intervals pulse form 10 with a paddle, and the second inputs are connected respectively to the outputs of the second and third pulse drivers, element I, one input of which is connected to the output of the first form worldizer time intervals, and the second with the output of the second time interval generator through an inverter, time converter, block of setting time conversion coefficients connected to time converter and element And, two-input adder, whose inputs are connected to output of element And and time converter , and the output with the indicator of the measurement result, and the second input of the two-input time converter is intermediate with the output of the first photo a time slot dir, a block for changing the ratio of time interval conversion coefficients is introduced, the output of which is connected to a block for specifying time interval transformation coefficients. The drawing shows a block diagram of the device. The three-frequency measuring device contains input terminals 1, three selective amplifiers 2-4, three pulse shaper 5-7, two generators 8 and 9 time interval inverter 10, block M specifying time interval conversion factors, element 12, time converter 13 interval, a two-input adder 14, an indicator 15 of results, measurements, and a block 16 of a change in the ratio of time conversion coefficients. The device works as follows. At the input terminals 1, a three-frequency signal is supplied from the sensor, for example, a signal containing the first, third, and fifth harmonics of the fundamental frequency, selected from the range of 0.1-10 Hz.

834607 4834607 4

С помощью избирательных усилителей 2-4 из трехчастотного.сигнала вьщел ютс составл ющие трех частот: усилителем 2 - перва гармоника, усилителем 3 - треть гармоника, усилителем 4 - п та гармоника. Синусоидальные сигналы трех частот с выходов избирательных усилителей 2-4 поступают на Бходе 1 импульсных формирователей 5-7, помощью которых синусоидальные сигналы преобразуютс в последовательности импульсов, жестко св занные по фазе с исходными синусоидальными сигналами . К выходам импульсных формирователей 5-7 подключены формирователи 8 и 9 временных интервалов, причем первьй вход обоих формирователей 8 и 9 подключен к выходу импульсного формировател 5, а вторые входы - к выходам формирователей 6 и 7 соответственно , формирователи 8 и 9 используютс дл получени временных интервалов между поступающими на их входы импульсами ( эти интервалы соответствуют, например , промежуткам времени между моментом перехода через нуль сигнала первой гармоники и ближайшими к нему моментами перехода через нуль сигналов третьей и п той гармоник . С выхода формирователей 8 и 9 полученные импульсы поступают на два входа элемента И 12, причем с выхода формировател 8 непосредственно, ас выхода формировател 9 - через инвертор 10. Благодар такому включению блоков на выходе элемента И 12 формируетс импульс , длительность которого равна разности длительностей временных интервалов , формируемых на выходе формирователей .8 и 9. Масштаб этого импульса (по амплитуде или длительности) регулируетс блоком 11 задани коэффициентов преобразовани временных интервалов . Масштаб импульса на выходе формировател 8 временных интервалов регулируетс с помощью двувходового преобразовател 13 временного интервала , к которому также подключен выход блока I1 задани коэффициентов преобразовани временных интервалов. В качестве преобразовател 13 может быть использован элемент И, а в качестве блока 11 - два генератора, формирующие колебани с отличающимис частотами . Последовательности импульсов с элемента И 12 и преобразовател 13 суммируютс с помощью двувходового сумматора 14, и результат суммировани The components of three frequencies are selected using selective amplifiers 2-4 of a three-frequency signal: amplifier 2, the first harmonic, amplifier 3, the third harmonic, and amplifier 4, the fifth harmonic. Three frequency sinusoidal signals from the outputs of the selective amplifiers 2–4 are received at the output 1 of pulse formers 5–7, by means of which the sinusoidal signals are converted into sequences of pulses that are rigidly connected in phase with the original sinusoidal signals. Shapes 8 and 9 are connected to the outputs of pulse drivers 5-7, the first input of both drivers 8 and 9 is connected to the output of pulse drivers 5, and the second inputs are connected to the outputs of drivers 6 and 7, respectively, drivers 8 and 9 are used to obtain temporary the intervals between the pulses arriving at their inputs (these intervals correspond, for example, to the time intervals between the zero crossing point of the first harmonic signal and the closest zero points to the zero transition signal There is a net and fifth harmonics. From the output of the formers 8 and 9, the received pulses go to the two inputs of the element 12, and from the output of the driver 8 directly, and the output of the driver 9 is transmitted through the inverter 10. Due to this inclusion of blocks at the output of the element 12, a pulse is generated the duration of which is equal to the difference in the durations of time intervals formed at the output of the formers .8 and 9. The scale of this pulse (in amplitude or duration) is controlled by the block 11 specifying the time interval conversion factors. The scale of the pulse at the output of the imaging unit of 8 time intervals is adjusted using a two-input time converter 13, to which the output of the time interval conversion coefficient unit I1 is also connected. As converter 13, element I can be used, and as unit 11, two oscillators generating oscillations with differing frequencies. The pulse sequences from element 12 and transducer 13 are summed using a two-input adder 14, and the result of the summation

считываетс с индикатора результатов измерений, выполненного, например, в виде цифрового табло. Полученный результат измерений, соответствующий сумме двух временных интервалов, сфор мированных на выходах элемента И 12 и преобразовател 13 и умноженных на первую пару коэф4 ициентов преобразовани временных интервалов,-задаваемы блоком 11, с высокой точностью равен фазовому углу вызванной пол ризаций электрического пол .it is read from a measurement result indicator, for example, made in the form of a digital scoreboard. The obtained measurement result, corresponding to the sum of two time intervals, formed at the outputs of the element 12 and converter 13 and multiplied by the first pair of time interval conversion factors, given by block 11, is exactly equal to the phase angle of the induced polarization of the electric field.

Как показывают теоретические расчеты и результаты экспериментальных работ, частотна зависимость фазовых углов магнитной компоненты пол сзпцесвенно отличаетс от частотной зависимости фазовых углов электрического пол . Поэтому дл измерени фазового угла вызванной пол ризации магнитного пол необходимо изменить величину коэффициентов преобразовани временных интервалов. Изменение величины коэффициентов преобразовани осуществл етс с помощью блока 16 изменени соотношени коэффициентов преобразовани временных интервалов. В качестве блока 16 целесообразно использовать две пары частотно-задающих элементов, например колебательных контуров, кварцев , снабженных переключателем, с помощью которого эти частотно-задающие элементы подключаютс к двум генераторам неравных частот, вход щим в состав блока 11. После изменени соотношени у коэффициентов преобразовани временных интервалов полученный на индикаторе 15 результат будет соответствовать с высокой точностью .фазовому углу вызванной пол ризации магнитного пол .As theoretical calculations and experimental results show, the frequency dependence of the phase angles of the magnetic component of the field is distinctly different from the frequency dependence of the phase angles of the electric field. Therefore, to measure the phase angle of the induced polarization of the magnetic field, it is necessary to change the magnitude of the time conversion coefficients. The change in the magnitude of the transform coefficients is carried out with the help of block 16, the change in the ratio of the transform coefficients of the time intervals. As block 16, it is advisable to use two pairs of frequency-setting elements, for example, oscillatory circuits, quartz, equipped with a switch, with which these frequency-setting elements are connected to two unequal frequency generators included in block 11. After changing the ratio of the conversion factors time intervals, the result obtained on indicator 15 will correspond with high accuracy to the phase angle of the induced polarization of the magnetic field.

Таким образом, функциональные возможности устройства расшир ютс , а благодар возможности проводить измерени фазовых углов вызванной пол ризации и электрического.и магнитного полей с помощью одного устройства повьш1аетс производительность рабо.т.Thus, the functionality of the device is expanded, and due to the possibility of measuring the phase angles of the induced polarization and the electric and magnetic fields with a single device, the productivity of the device increases.

Claims

1. USSR author's certificate No. 737904, 05/29/78.

H