Автоматический измеритель жесткости пружин сейсмоприемников

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения усилия приведения ирисовых пружин электродинамических сейсмоприемников к точке нулевого прогиба и измерения диффервн1щальной жесткости пружин в этой точке. Цель - повышение точности измерения . За счет использования в устройстве идентичных источников тока положительной и отрицательной полярности осуществляется возбуяэдение преобразователя разнополярными импульсами . Запоминая при этом с помощью пик-детекторов первые амплитуды откликов и суммируя их на аналоговом сумматоре, обеспечивают компенсацию зоны нечувствительности преобразователя с помощью источника тока, управляемого напряжением с сумматора. 2 ил. ч (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

5 357 А1 (191 (И) (5g 4 Г 01 Ч 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4178916/24-25 (22) 07.01.87 (46) 23.01.89. Бюл. ((3 (71) Азербайджанское научно-производственное объединение "Нефтегазавтомат" (72) З.M.Áðîìáåðã, З.Г.Петросян, В.И.Шпимак и С.M.Зейде (53) 534.647 (088.8) (56) Патент США У 3232102, кл. G 01 Ч 13/00, 1966.

Авторское свидетельство СССР . Р 1267329, кл . С 01 Ч 13/00, 1985. (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЖЕСТКОСТИ ПРУЖИН СЕЙСМОПРИЕМНИКОВ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для измерения усилия приведения ирис овых пружин эл ектродинамических сейсмоприемников к точке нулевого прогиба и измерения дифференциальной жесткости пружин в этой точке, Цель — повьппение точности измерения. За счет использования в устройстве идентичных источников тока положительной и отрицательной полярности осуществляется возбуждение преобразователя разнополярными импульсами, Запоминая при этом с помощью пик-детекторов первые амплитуды откликов и суммируя их на аналоговом сумматоре, обеспечивают компенсацию зоны нечувствительности преобразователя с помощью источника тока, управляемого напряжением с сумматора.

2 ил.

1453357

Изобретени относится к контроль но-измерительной технике и предназначено для измерения усилия приведения ирисовых пружин электродинамичес-ких сейсмоприемников к точке нулево5 го прогиба и измерения дифференциальной жесткости пружин в этой точке.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — одна из возможных схем реализации блока управления и временные диаграммы, поясняющие его работу.

Предлагаемое устройство (фиг,1) 15 состоит из источника 1 постоянного тока положительной полярности, иден-. тичного ему источника 2 постоянного тока отрицательной полярности, соединенных через замыкающие ключи 3 и 20

4 соответственно с выводом 5 обмотки

6 и общим контактом перекидного ключа 7. Один из контактов ключа 7 сое- динен с входом усилителя 8, выход которого, соединен с входами пик-детекторов 9 и 10 импульсов положительной 9и отрицательной10 порярности,параллельно запоминающим емкостям кото.— рых включены ключи 11 и 12 соответственно. Выходы пик-детекторов 9 и 10 соединены с входами аналогового сумматора 13, выход которого соединен с вольтметром 14 и входом источника

15 тока, управляемого напряжением.

Выход последнего соединен с вторым контактом ключа 7.

Устройство содержит также автогенератор 16, вход которого соединен через ключ 17 с выводом 18 обмотки

19, а выход — с частотомером 20. Все ключи 3, 4, 7, 11, 12 и 17 управляются блоком 21 управления. Электромеханическая колебательная система предлагаемого устройства включает в себя постоянный магнит 22, закрепленный на опоре 23 и удерживающий на весу через постоянно закрепленную пружину 24 катушку 25 с двумя обмотками. Одна обмотка 19 имеет выводы

18 и 26, другая обмотка 6 имеет выводы 5 и 27. Узел фиксации контролиру50 емой пружины с приводом выполнен следующим образом.

На опоре 23 установлен электромагнит 28, который якорем 29 шарнирно связан с поворотным рычагом 30, фиксирующим контролируемую пружину

31 по внутреннему посадочному периметру. При этом по наружному посадочному перимепу контролируемая пружина 31 свободно установлена в нижнем посадочном гнезде катушки 25, Блок управления (фиг. 2) состоит из низкочастотного мультинибратора

32, соединенного с входами триггера

33, работающего в счетном режиме, и одновибраторов 34 и 35, Выход триггера 33. соединен с одним из входов логических элементов 2И-НЕ 36 и 37, с другими входами которых соединены выходы одновибраторов 34 и 35 соот-ветственно. Выхбды логических элементов 36 и 37 соединены с входами одновибраторов 38 и 39 соответственно. Напротив каждого из функциональных элементов 32-39 блока управления на фиг,? приведены временные диаграммы соответственно 40-47 их работы. На последней диаграмме 48 показан выходной сигнал обмотки 6 катушки колебательной системы устройства при возбуждении ее положительными 48 и отрицательными 49 импульсами тока и . при подключении к источнику 50 тока, управляемому напряжением.

Выходы. функциональных элементов блока управления соединены соответственно с управляющими шинами ключей (фиг.1 и 2): 33-с 7..и 17; 36 — с 3;

37 - с 4; 38 - с 12; 39 - с 11.

Устройство работает в циклическом режиме, Длительность цикла равна двум периодам выходного сигнала мультивибратора 32 блока управления, При этом в течение одного периода в одну из обмоток катушки колебательного устройства подаются последовательно импульс тока положительной и импульс тока отрицательной полярности, а в течение следующего периода эта обмотка подключается к источнику тока, управляемому напряжением, другая обмотка — к автогенератору, и производят счнтывание показаний вольтметра и частотомера.

Работа устройства после установки в него контролируемой пружины, Первым (фиг.1) по команде с блока

21 управления замыкается ключ 3, ключ

7 находится в замкнутом положении, а ключ 17 разомкнут. в соответствии с состоянием выходов блока 21 управления, При замыкании ключа 3 в обмотку

6 катушки колебательного устройства подается ток положительной полярности от источника 1 тока. После размыкания ключа 3 на выходе обмотки 6 появ57

W„контролируемой пружины в этой точке по формулам

FО K I KКU (2g(f) 2 -W

Далее, с началом следующего периода сигнала мультивибратора 32 блока управления цикл работы устройства повторяется.

Функции блока управления заключаются в переключении в необходимые моменты времени ключей 3, 4, 7, 11, 12 и 17. Он работает (фиг.2) следующим образом.

Период сигнала мультивибратора 32 не менее чем в два раза превышает время затухания выходного сигнала обмотки 6 катушки колебательной системы, соответствующего свободным затухающим колебаниям катушки. Частота сигнала мультивибратора 32 делится на два триггером 33, работающим в счетном режиме, т.е. период выходного сигнала триггера 33 уже не менее чем в четыре раза больше времени затухания выходного сигнала обмотки 6 катушки. Выход триггера

33 связан с управляющими шинами ключей 7 и 17 .(фиг. 1), Причем, когда ч п на его выходе —. логическая 1, ключ

17 разомкнут, а ключ 7 находится в верхнем (фиг. 1) положении; при логическом "О" ключ 17 замкнут, ключ

7 — в нижнем положении.

Одновибратор 34 формирует импульсы (уровень логической."1"), длительность которых равна времени затухания выходного сигнала обмотки 6 катушки, по переднему фронту импульсов мультивибратора 32, а одновибратор 35 — по.заднему. Эти импульсы поступают на управляющие шины ключей

З.и 4 (фиг.1) только при наличии на выходе триггера 33 логической "1", что достигается использованием логических элементов 2И-НЕ 36 и 37 соответственно. По этим импульсам (уровень логического "On) замыкаются ключи 3 и 4 и в катушку подается положительный или отрицательный ток

I = К„У, где К„ — коэффициент передачи источ- 4р ника 15 тока управляемого напряжением.

Начиная со следующего периода выходного сигнала мультивибратора 32 блока управления, ключ 7 переключает- 45 ся в нижнее (фиг.1) положение, а ключ 17 замыкается. При этом в обмотку 6 катушки колебательной системы подается постоянный ток Е (диаграмма 51 на фиг.2), компенсирующий зону нечувствительности системы, а обмотка 19 подключается к автогенератору 16. Частота автоколебаний последнего измеряется частотомером 20.

По показаниям (V) вольтметра 14 и показаниям (f) частотометра 20 находят усилие F приведения контролируемой пружины в точку нулевого прогиба и дифференциальную жесткость соответственно.

3 14533 ляется затухающий сигнал (диаграмма

49 на фиг.2), соответствующий свободным колебаниям катушки. В тот же момент (диаграммы 44 и 46 на фиг.2) по команде с блока 2 1 управления на on5 ределенное время замыкается ключ 12, разряжающий запоминающую емкость пикдетектора i 0 отрицательных импульсов, на которой после этого запоминается усиленная усилителем 8 первая амплитуда выходного затухающего сигнала обмотки 6. Затем по команде с блока

21 управления замыкается ключ 4 и в обмотку 6 катушки ot ять подается ток ,такой же величины, но отрицательной полярности от источника 2 тока. После размыкания ключа 4 на выходе обмотки 6 вновь появляется затухающий сигнал (диаграмма 50 на фиг.2), соот- 2р ветствующий ее свободным колебаниям.

В тот же момент (диаграммы 45 и 47 на фиг.2) по команде с блока 21 управления на определенное время замыкается ключ 11, разряжающий эапоми- 25 нающую емкость пик-детектора 9 положительных импульсов, на которой после этого запоминается усиленная усилителем 8 первая амплитуда выходного затухающего сигнала обмотки 6. На выходе аналогового сумматора 13 формируется напряжение U которое измеряется вольтметром 14 и поступает на вход источника 15 тока, управляемого напряжением.

Таким образом выходной тоК источника 15 равен где К вЂ” коэффициент преобразования;

m — масса катушки;

W — жесткость постоянно закрепо ленной линейной пружины.

5 14

Одновибрз тор 38 формирует кар отв кпе импульсьг (уровеггь логического

"0") по переднему фронту выходных имтгульсов логического элемента

2И-H1:. 36, а одновибратор 39 — по переднему фронту выходных импульсов логического элемента 2И-НЕ 37. По последним импульсам замыкаются ключи 12 и 11 соответственно, которые разряжают запоминающие емкости пикдетекторов, Формула изобретения

Автоматический измеритель жесткости пружин сейсмоприемников, содержащий подвижнуи катушку возбуждения с посадочными гнездами на тор— цах, в одном из которых закреплена линейная пружина с известной жесткостью, ггостоянггьггг магнит, зафиксированный в опорах внутри катушки, узел фиксации контролируемой пружины с приводом, автагенератор, выход которого соединен с.частотомером, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, оы снабжен источником тока положительной полярности и идентичным ему источником така отрицательной полярности, усилителем, пик-детектором положительных импульсов и пикдетектором отрицательных импульсов, 53357 апалаганьгм сумматорам, вольтметром, управляемым источником тока, блоком уггравления, пятью замыкающими ключами и одним переключающим ключом, а

5 катушка возбуждения имеет две отдель= ные обмотки, причем одна из них подключена через первый замыкающий клич к автогенератору, а другая соединена с общим контактом ггерекличающего клича и через второй и третий замыкающие ключи — с источником тока положительной полярности и источником тока отрицательной полярности соответственно, один из контактов переключающего ключа соединен с выходом управляемого источника тока, а другой — с входом усилителя, вьгход которого соединен с входами пик-детекторов, параллельно запоминающей емкоети пик-детектора положительных импульсов включен четвертый замыкающий ключ, а параллельво запоминающей емкости пик-детектора отрицательных

25 импульсов включен пятый замыкающий ключ, выходы пик-детекторов соединены каждый с одним из входов аналогового сумматора, выход которого соединен с вольтметром и входом управляемого источника тока, выходы блока управления соединены с управляющими шинами замыкающих и переключающего ключей, 1453357

Составитель Д.Заргарян

Техред М.Дидык Корректор В.Гирняк

Редактор Л. Гратилло

Зака з 728 1/43

Подписное

Тираж 483

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

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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