Устройство для определения частоты собственных колебаний электродинамического или магнитоэлектрического преобразователя

 

Изобретение относится к геофизике и электрорадиоизмерениям. Целью изобретения является упрощение устройства, повышение его точности и надежности. Устройство содержит дифференциальный операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с выходом посредством первого резистора. Инвертирующий вход этого усилителя соединен с выходом посредством второго (регулируемого) резистора, а с общим проводом - посредством третьего резистора. Параллельно регулируемому резистору включен конденсатор. Преобразователь включен в качестве частотно-задающего элемента одним выводом к неинвертирующему входу дифференциального операционного усилителя, а другим - к общему проводу. 1 ил.

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО! 1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) (51)5 G 01 U 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П НТ СССР

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4440865/23-25 (22) 05.05.88 (46) 23.09.90. Бюл. № 35 (75) Л,А.Белоусов и A.Ë.Áåëoóñoâ (53) 550.834 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 6039 31, кл. G 01 V 1/18, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 1405000, кл. G О! V 1/16, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОГО ИЛИ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к геофизике и электрорадиоизмерениям. Целью изобретения является упрощение устИзобретение относится к геофизике и электрорадиоизмерениям и может быть использовано, в частности, для определения частоты собственных колебаний электродинамического или магнитоэлек" трического сейсмоприемника, для измерения частоты механического резонанса дийамической (магнитоэлектрической) з вук оизлуч ающей головки.

Целью изобретения является упрощение, повышение точности и надежность устройства, На чертеже показана схема устройства, осуществляющего определение частоты собственных колебаний электродынамического или магнитоэлектрического пре обр аз ов ателя.

Испытуемый преобразователь 1 соединен с устройством 2 определения час2 ройства, повышение его точности и надежности. Устройство содержит дифференциальный операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с выходом посредством первого резистора. Инвертирующий вход этого усилителя соединен с выходом посредством второго (регулируемого) резистора, а с общим проводом — посредством третьего резистора. Параллельно регулируемому резистору включен конденсатор.

Преобразователь включен в качестве частотно-задающего элемента одним выводом к неинвертирующему входу дифференциального операционного усилителя, а другим — к общему проводу.

1 тоты, состоящим из дифференциального ® операционного усилителя (ОУ) 3, резис- (,Д торов 4-6, конденсатора 7. Резистор 1©

5 может быть либо переменным, либо вы- Д полненным в виде термистора с отрица- ф тельным температурным коэффициентом сопротивления. К выходу дифференци-. ального усилителя, подсоединяется внешнии измерительный прибор (частотомер, осциллограф), по показ аниям которого определяется частота собственных колебаний, Устройство обладает эквивалент- фф ным отрицательным импедансом 7 индутивного характера, равным ук д

R< Rr

Z -= " - - -— - - j(vй -С 8

5 где R< R<, R < — величины сопротивлений резисторов 4-6

1594473 соответственно;

С„ " величина емкости кон— денсатора 7;

Ю - частота колебаний.

Это позволяет ввести систему преобразователь - устройство в репьям синусоидальных койебаний, причем частота их определяется инертной массой и жесткостью подвеса и не зависит от и ндуктив ности катушки прео бр аэ ов атеЛЯ Ьх1

Емкость конденсатора 7 определяется по формуле С =Ь„И, R, где 1. „ -. Измеренная индуктивность катушки пре образователя.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сопротивление резистора 5 (терморезистора) ведико. ОУ 3 находится в потенциально неустойчивом состоянии, поскольку глубина положительной обратной связи превосходит глубину отрицательной (это достигается соответствующим под" бором резисторов 4 и 6, исходя из ак тивного сопротивления преобразователя 1). Электронный шум или микросейсмы переводят ОУ 3 в состояние нась.-щения (положительного или отрицательного), При этом начинается интенсивный разогрев резистора 5 током,,протекающим по его телу с выхода ОУ 3.

Сопротивление резистора 3 уменьшается. В какой то момент наступает баЛанс глубины положительной и отрицательной обратных связей, усилитель 3

И вся система входят в режим устано" вившихся автокопебаний со стабильной амплитудой.

Этот момент соответствует равенству эквивалентного отрицательного сопротивления R устройства сопротивэ лению активных потерь в преобразователе 1. де конденсатора, подключаемого параллельно второму резистору, а второй резистор выполнен Регулируемым, Как видно из формулы (1), для регулировки эквивапентной активной составляющей К =-К К /К удобно испольэовать резистор 5, поскольку при этом значение эквивалентной индуктивности

L = -3.„R .С не изменяется, что обес9 11 6 печивает точную компенсацию индуктивности катушки преобразователя 1.

Для преобразователей с известной индуктивностью не требуется наличие второго регулировочного элемента. Если требуется использовать устройство дпя работы с различными преобразовате15 лями, имеющими разную индуктивность катушки, то изменение эквивалентной отрицательной индуктивности осуществляется изменением емкости конденсатора 6.

20 Формула из обретения

Устройство для определения часто- ты собственных колебаний электродинамического или магнитоэлектрического преобразователя, содержащее дифферен25 циальный операционный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с выходом посредством резистора, а инвертирующий вход соединен с выходом посредством второго резистора и с общим проводом — посредством третьего резистора, причем дифференциальныйоперационный усилитель связан с узлом сдвига частоты автоколебаний и узлом изменения коэффициента усиления, а неинвертирующий вход дифференциального операционного усилителя соединен с одним выво. дом катушки преобразователя, второй вывод которой соединен с общим проводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтo, с целью упрощения и повьппения точности и надежности, узел сдвига частоты автоколебаний выполнен в ви1594473

Составитель A. Хромоин

Техред М.Дидык.

Корректор. А. Обручар

Редактор N. Áëàíàð

Подписное

Заказ 2827

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Тираж 415

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101