SU1374143A1 - Измеритель электрических свойств горных пород и руд - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к геофизике и позвол ет расширить функциональные возможности устройства. Измеритель содержит задающий генератор 1, адресный счетчик 2, посто нный запоминающий блок 3, цифроана- логовый преобразователь 4, усилитель 5 мощности, датчик 6, усилитель 7 сигнала и регистратор 9. Введение интегрирующего аналого-цифрового преобразовател  8, управл ющих ключей 10 и 11, генератора 12 опорного напр жени  и образование новых функциональных св зей обеспечивает непосредственное измерение параметров модели, замещающей исследуемый объект. Это позвол ет весьма просто рассчитать любые электрические характеристики исследуемого объекта. 1 ил. i (Л

Description

со

4

i

00

Изобретение относитс  к геофизике и может быть использовано при исследовании электрических свойств горных пород и руд на образцах и в естественном залегании.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей, заключак цеес  в непосредственном измерении параметров модели, замещающей исследуемый объект, что позвол ет весьма просто рассчитать любые электрические характеристики исследуемого объекта.

На чертеже приведена структурна  схема устройства.

Измеритель электрических свойств содержит последовательно соединенные задающий генератор , адресный счетчик 2, посто нный запоминающий блок 3 и цифроаналоговый преобразователь 4, последовательно соединенные усилитель 5 мощности, датчик 6 с исследуемым образцом горной породы, и усилитель 7 сигнала, последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 8 и регистратор 9, а также первый 10 и второй 11 управл емые ключи, управл ющие входы которых соединены с выходом старшего разр да посто нного запоминающего блока 3, и источник опорного напр жени  12, аналоговый вход первого ключа 10 соединен с выходом цифро- аналогового преобразовател  4, а его выходы - с входами усилител  5 мощности и аналого-цифрового преобразовател  8, аналоговый выход второго ключа 11 подключен к выходу цифро- аналогового преобразовател  4, а его входы - к выходам усилител  7 сигнала и выходам источника 12 опорного напр жени , зшравл ющий вход аналого- цифрового преобразовател  8 соединен с выходом посто нного запоминающего блока 3.

Измеритель работает следующим образом.

В посто нном запоминающем блоке 3 хран тс  М значений К разр дных цифровых кодов, соответствующих М значени м амплитуд сигнала возбуждени , и N+2 значений К разр дных цифровых кодов, соответствующих N+2 последовательным значени м коэффи- циента передачи цифроаналогового преобразовател  4, используемого при обработке вторичного сигнала датчика 6 в качестве перемножител . В

0

5

0

5

0

5

0

5

0

отдельном разр де посто нного запоминающего блока 3 хранитс  сигнал управлени  ключами 10 и П.

При подаче с задающего генератора 1- напр жени  заданной частоты на адресный счетчик 2 последовательно измен ютс  выбираемые адреса посто нного запоминающего блока 3 и с его выходов на цифровые входы преобразовател  4 подаютс  коды чисел, управл ющие коэффициентом передачи последнего. С отдельного разр да посто нного запоминающего блока 3 снимаетс  сигнал, управл киций переключением ключей 10 и 11, коммутирующих подключение входа и выхода цифроаналогового .преобразовател  4.

В течение первых М тактов вход и выход цифроаналогового преобразовател  4 через второй 11 и первый 10 управл емые ключи подключены соответственно к выходу источника 1 2 опорного напр г жени  и входу усилител  5 мощности. В это врем  сигнал от источника 12 опорного напр жени  через цифроаналоговый преобразователь 4, используемый в качестве управл емого аттенюатора ,, и усилитель мощности 5 поступает на возбуждение датчика 6 с исследуемым образцом. При выборе коэффициента передачи цифроаналот гового преобразовател  4 на этапе формировани  возбуждающего сигнала в виде

Tf (t) -b-n- - iMlIliK tJ - м-и

I О

t 0 mt t (m+ Dtp

Mt, t

где M - число импульсов в возбуждающей датчик 6 серии; m - пор дковый номер импульса

в серии;

возбуждающий сигнал может быть записан в форме

fO

U8.,6(t)

10

(M-m)(m-I)

ЕоК,

(М-1) (M-mTlTm-iyT

t 0

mt 5 t (m+l)to Mt „ t

где E Q - напр жение опорного источника 12;

коэффициент усилени  усилител  5 мощности;

t - период следовани  импульсов задающего генератора 1, В течение последующих N+2 тактов с помощью второго 11 и первого 10 управл емых ключей вход и выход .цифроаналогового преобразовател  4 подключены соответственно к выходу усилител  7 сигнала и входу аналого- цифрового преобразовател  8. В те- чение этого интервала времени вторичный сигнал датчика, с высокой степенью точности аппроксимируемый выражением

U(t) /lR,

d - амплитудный множитель, завис щий от коэффициента передачи датчика 6 и ампли- 20 туды возбуждающего сигнала;

R|j - активное сопротивление П-го звена модели, замещающей объект;25

С;;- посто нна  времени К-го

звена,

усиленный усилителем 7 сигнала, поступает на цифроаналоговый преобразователь 4, используемый в качестве управл емого аттенюатора, а с его выхода на вход аналого-цифрового преобразовател  8, где интегрируетс , преобразуетс  в цифровой код ,и передаетс  на регистр 9.

При выборе коэффициента передачи цифроаналогового преобразовател  4 на этапе обработки сигнала в виде

, Iv -- .

где N - число тактов, используемых

дл  обработки сигнала; п - пор дковый номер такта; входной сигнал аналого-цифрового преобразовател  8 оказываетс  равным t(M+l)to

вx

f

t1 (M-m) I (N-n) (nr-1) (n

-1)

где Kg - коэффициент усилени  усилител  7 сигнала.

Аналого-цифровой преобразователь 8 двойного интегрировани  интегрирует входной сигнал в течение N тактов обработки вторичного сигнала с датчика и преобразует его в цифровой код. В общем случае аналого-цифровой преобразователь 8 должен иметь в своем составе устройство, определ гацее знак посто нной составл кхцей входного сигнала, однако, поскольку все слагаемые в выражении дл  вторично- го сигнала датчика 6 положительные, посто нна  составл юща  сигнала всегда имеет посто нный знак и наличие устройства определени  знака посто нной составл ющей входного сигна- па необ зательно.

Величина напр жени , эквивалентна  выходному цифровому коду аналого-цифрового преобразовател  8 оказываетс  равной „

о- КДК

ч /,

Г

tH Mil+K-m2t2.

r

-1)

(M+N+Ot. t

где К - масштабный коэффициент.

Последнее выражение имеет  рко выраженный экстремум при

1п(М + N + 2)

что позвол ет избирательно измер ть параметры Кц С звеньев модели, замещающей исследуемый объект, и позвол ет записать

-to/ M+N-1

K,R, J1-1 )

Величины М и N выбираютс  из условий требуемого разрешени  по величине 1 и лежат обычно в пределах

2 СМ 5; 3 N 7; 4 M+N 10.

При отсутствии заметных помех достаточно одного цикла измерений, при наличии значительных внешних помех изменени  производ тс  в течение нескольких циклов, а результаты накапливаютс .

После окончани  измерений параметров одного звена замещающей модели с посто нной времени t, часто ; та задающего генератора измен етс  в 2 раза, что приводит к смещению экстремума, и измерени  повтор ютс  с дл  других звеньев замещающей модели.

Claims (1)

1. Формула изобрете ни 

   Измеритель электрических свойств Ю горных пород и руд, содержащий последовательно соединенные задаххций ге нератор, адресный счетчик, посто н- тхыА запоминающий блок и цифроанало- говый преобразователь, последова- )5 ,тельно соединенные усилитель мощнос- ти, датчик и усилитель сигнала, а также регистратор, отличающийс  тем, что, с целью расщи- рени  функциональных возможностей, 20 в него дополнительно введены генератор опорного напр жени , интегрирующий аналого-цифровой преобразователь , первый и второй управл емые ключи, управл ющие входы которых соединены с дополнительным выходом посто нного запоминающего блока, выход интегрирующего аналого-цифрового преобразовател  соединен с регистратором , аналоговый вход первого клкг4а соединен с выходом цифроаиа- логового преобразовател , его выходы - с входами аналого-цифрового преобразовател  и усилител  мощности , аналоговый выход второго ключа соединен с аналоговым входом цифро- аналогового преобразовател , а его входы - с выходами усилител  сигнал и генератора опорног о напр жени , при этом уп1 авл юпщй вход аналого- цифрового преобразовател  объединен с управл ющими входами первого и втрого ключей.