Способ определения параметров индукционного сейсмоприемника

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения параметров индукционных сейсмоприемников (СП) - электродинамических и электромагнитных . Цель изобретения - одновременное снижение трудоемкости и повьшение достоверности измерения. Уровень возбзгждения током сейсмоприемника в процессе измерения выбирается малым на уровне рабочих ускорений сейсмоприемника, далее проводится компенсация только резистивной составляющей электрической части импеданса СП при отключенной, например, путем затормаживания катушки электрической части импеданса. Далее путем синхронного детектирования выделяют и измеряют синфазный с током возбуждения сигнал напряжения с СП и по его величине, измеренной не менее, чем при трех частотах возбуждения, определяют резистивную компоненту электромеханического импеданса СП, а по ней собственную частоту, добротность и коэффициент электромеханической связи,СП. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (О (Л с: ел ел СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 д11 1 G 01 N 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3924815/24-25 (22) 23.05.85 (46) 07.11.87. Бюл. ¹ 41 (72) И.Н.Землинский (53) 550.834(088.8) (56) Иориш Ю.И. Виброметрия, М.:

Машгиз, 1963, с.626.

Авторское свидетельство СССР

¹ !022092, кл. G 01 N 1/16,1981. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ИНДУКЦИОННОГО CEACMOIIPHEMHHKA (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть ис-. пользовано для определения параметров индукционных сейсмоприемников (СП) — электродинамических и электромагнитных. Цель изобретения — одновременное снижение трудоемкости и повышение достоверности измерения.

Уровень возбуждения током сейсмоприемника в процессе измерения выбирается малым на. уровне рабочих ускорений сейсмоприемника, далее проводится компенсация только резистивной составляющей электрической части импеданса СП при отключенной, например, путем затормаживания катушки электрической части импеданса. Далее путем синхронного детектирования выделяют и измеряют синфазный с током возбуждения сигнал напряжения с СП и по

его величине, измеренной не менее, чем при трех частотах возбуждения, определяют резистивную компоненту электромеханического импеданса СП, а по ней собственную частоту,. добротность и коэффициент электромеханической связи,СП. 1 s.ï. ф"лы, 2 ил.

1350531

Изобретение относится к области измерительной техники и касается способа определения параметров индукционных сейсмоприемников (СП) электродинамических и электромагнитных.

11ель изобретения — одновременное снижение трудоемкости и повышение достоверности измерения.

На фиг.1 представлена схема измерений, реализующая предложенный способ; на фиг.2 — вариант схемы.для весьма малых измеряемых сигналов.

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

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

Напряжение с диагонали моста поступает на первый и второй входы и

СФД, На третий вход СФД от ГНЧ поступает синхронизирующий сигнал, Вольтметр подключен между четвертым выхо1 дом СФД и его вторым входом.

В исходном состоянии все таки и напряжения в схеме равны нулю.

При включении ГНЧ 1 через обмотку ,СП протекает переменный ток, обуславливающий напряжение на обмотке СП и на входе вольтметра 7. Часть этого напряжения обусловлена резистивной составляющей электрической части импеданса СП.

Для ее компенсации отключают электромеханическую часть импенданса, затем изменяют омическое сопротивление компенсирующей цепи (резистор 4) до тех пор, пока напряжение на входе вольтметра 7 не станет равным нулю.

После балансировки и включения электромеханической части импеданса на входе вольтметра 7 появляется напряжение, пропорциональное резистивной компоненте укаэанной части импеданса при данной частоте тока.

Измерив это напряжение и поделив на величину тока, протекающего по обмотке СП, находят значение резистивной компоненты электромеханического импеданса, соответствующее некоторой частоте.

Изменяя частоту, находят аналогичным образом еще не менее двух значений резистивной компоненты электромеханического импеданса, причем на30 чальная компенсация резистивной компоненты электрической части импеданса при изменении частоты не нарушается.

Полученные значения резистивной компоненты электромеханической части импеданса, соответствующие разным частотам, интерпретируют на основе

1О нижеприведенного аналитического выражения, связывающего эту компоненту (обозначена Re) с параметрами СП и частотой:

К x /

15 2Л,m (1-,Р ) + (

g=f /f, — относительная частота;

f — частота возбуждающего тока; — собственно частота СП;

20 — добротность СП;

К вЂ” коэффициент электромеханической связи СП.

Искомые параметры СП: f, Q, K.

Методика интерпретации результатов измерений может быть различной.

В частности, для определения искомых параметров можно использовать следующие особенности функции (1)::

Re = Re,„„„. при

Q=f.f где йf, — ширина частотной характеристики Re(f) на относительном уровне 0 5, Если используются приведенные соотношения, то и измерения ведут (после балансировки) соответствующим образом: фиксируют частоту fo, при которой напряжение U=IRe максимально;

40 фиксируют частоты f и Й, при которых U=O 5 U „,, находят добротность

Q=f, / If — Г„! ;определяют коэффициент электромеханической связи по формуле

4r К = 121! Еоm Rei æ«

Очевидно, что измерение резистивной компоненты электромеханической части импеданса предполагает синхронное и синфазное детектирование

50 напряжения на обмотке СП. При таком преобразовании сигнала влияние электрических сигналов с обмотки СП, обусловленных вибрациями — помехами, резко снижается, поскольку эти помея5 хи не синхронны напряжению ГНЧ, синхронизирующему работу СФД.

Таким образом, переход на измерение указанной компоненты обеспечива" ет достижение главней цели данного

l 350531

20 предложения — повышение достоверности измерения путем обеспечения воэ- : можности снижения уровня возбуждения при определении параметров CII

Одновременно достигается и вторая из поставленных целей — снижение трудоемкости, поскольку при переходе на измерение реэистивной компоненты электромеханической части импеданса требуется 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 измеряемой компоненты импеданса. При этом условии уровень тока практически не изменяется с изменением частоты и отсчет его значения может выполняться однократно.

В тех случаях, когда уровень измеряемых сигналов настолько мал, что требуется их предварительное усилие, операцию измерения тока при помощи амперметра целесообразно заменить на операцию измерения приращения выходного напряжения йБ при включении по- 30 следовательно с СП резистора с точно известным сопротивлением К, . На фиг.2 показана схема, позволяющая реализовать указанную разновидность предлагаемого способа.

B нее вместо амперметра включено сопротивление R4 шунтирование нормально замкнутым ключом 9.

Кроме того, в схему введен усилитель 19. 40

Разделив йУ íà R4, получаем коэффициент сквозной калибровки схемы

А, с помощью которого напряжение на выходе испытательной схемы пересчитывается в значение резистивной ком- 45 поненты. Точность измерений в этом случае повышается, так как исключается погрешность измерения коэффициента усиления усилителя. Одновременно снимаются сложности, обусловленные 50 тем, что выпускаемые в стране амперметры переменного тока не предназначены для измерения тока частотой ни же 20 Гц.

За счет перехода на измерение и интерпретацию не менее трех значений резистивной компоненты электромеханической части импеданса появляется возможность снижения уровня возбуждения СП при его проверке в IO и более раз — в зависимости от выбранной постоянной времени фильтра нижних частот, входящего в состав СФД.

В комбинации с другими известными мерами виброзащиты обеспечивается воэможность проверки СП при вибровоэбуждении на уровне IO м/с

Одновременно упрощается и становится менее трудоемкой операция начальной балансировки, поскольку вместо двух регулируемых величин остается лишь одна.

Формула изобретения

1. Способ определения параметров индукционного сейсмоприемника, включающий возбуждение сейсмоприемника переменным током, начальную компенсацию реэистивной компоненты электрической части импеданса, измерение на не менее чем трех частотах электромеханической части импеданса и расчет параметров сейсмоприемника по результатам этих измерений, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью одновременного снижения трудоемкости и повышения достоверности, проводят измерение резистивной компоненты электромеханической части импеданса путем синхронно-фазового детектирования напряжения на сейсмоприемнике и деления его на величину тока.

2. Способ по п.1, о т л и ч.а юшийся тем, что резистивную составляющую Re электромеханической части импеданса находят путем включения последовательно с сейсмоприемником сопротивления Ry, измерения приращения напряжения U на сейсмоприемнике а Б и вычисления по формуле Re=U(RO 4U).

1350531

Составитель М.Спасский

Редактор С.Патрушева Техред M.Õoäàíè÷ Корректор О.Кравцова

Заказ 5276/42 Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.ужгород,ул.Проектная,4