Цифровой магнитовариационный преобразователь
Сснеэ Советскик
Сециаймстнчески»
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВ ИТВЛЬСТВУ
< 802893 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 180878 (2t) 2658371/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Опубликовано 07.02.81. Ьюллетемь М 5
Дата опубликования описания 07.02.81 (51)М. Кл З
G 01 Ч 3/40
ГосударственныЯ %0MNtc7
СССР ао делам нзобретеннЯ н открытнЯ (53) УДК 550.838 (088.8) i
A. П. Бирюков, Ю. A. Бурцев, Б. С. Перуновт Г. A. Тимофеев, У. В. Фастовский и О. В. Филатов !
: 1
I (72) Авторы изобретения
Специальное конструкторское бюро физического прйборостроения
AH СССР и Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн АН СССР (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЯ МАГНИТОВАРИАЦИОННЫЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Изобретение относится к магнито- q метрин и может найти применение в на1 учных исследованиях и в разведке полезных ископаемых магнитовариационным методом. 5
Известна магнитовариационная станция, которая содержит кварцевый маг-= :ниточувствительный элемент (МЧЭ) с осветителем, фотопреобразователем и отклоняющими кольцами, генератор си- р нусоидально-.изменяющегося напряжения, создающий в отклоняющих кольцах магнитное поле линейной развертки f1) .
Временный интервал между началом развертки и моментом компенсации изме- )5 ряемого магнитного поля преобразуется в цифровой код.
Однако из-за низкой стабильности генератора синусоидально-изменяющегося напряжения точность измерения этой станции невелика, особенно при ,эксплуатации в автономном режиме в течение длительного времени.
Известен также цифровой магнитный вариометр, содержащий кварцевый 25
МЧЭ, фотоэлемент, компенсирующую обмотку и следящую систему, состоящую иэ опорного генератора, реверсивного счетчика и преобразователя код аналог (2) . Компенсация вариаций маг- 3р нитного поля осуществляется ступенчато-изменяющимся током следящей системы.
Недостатком данного вариометра является то, что импульсы тока вызывают в МЧЭ колебательный процесс, снижающий быстродействие прибора. Кроме того, высокие требования к преобразователю код-аналог ограничивают разрешающую способность прибора.
Известен цифровой магнитовариационный преобразователь, который содержит кварцевый МЧЭ с зеркалом, осветитель, дифференциальный фотопреобраэователь, компенсационную колечную систему, генератор опорной частоты с делителем частоты, преобразователь напряжение-частота; фазовый дискриминатор, формирователь тока и цепь вычитания частот, подключенную к входу реверсивного счетчика с преобразователем код-аналог 3(°
Вариации магнитного поля в небольших пределах компенсируются током, поступающим в колечную систему от формирователя тока. Компенсационный ток задается фаэовьм дискриминатором, т.е. фазовым сдвигом импульсов генератора опорной частоты и преос раэователя нагряжение-частота. По802893 следний управляется дифференциальным фотопреобраэователем. При большой разности частот схема выделения частот изменяет состояние реверсивного счетчика и ток с преобразователя код-аналог, поступаемый в колечную систему, компенсирует вариации магнитного поля s больших пределах.
При длительной эксплуатации дифференциальная схема, .определяющая величину тока компенсации, вносит основную часть погрешностей (уход нуля прибора), которая зависит от измерений яркости осветителя и температуры окружающей среды. Эксплуатация такого преобразователя в районах с большими электростатическими полями 35 (районы Антарктиды) затруднительна.
Кроме того, большие требования предьявляются к ключевым схемам и эталонным резисторами, так как они определяют количество разрядов и точность И) преобразования.
Целью изобретения является повышение точности прибора при длительной работе в автономном режиме.
Поставленная цель достигается тем, что в цифровой магнитовариационный преобразователь, содержащий ИЧЭ. с зеркалом, осветитель, фотопреобразователь, компенсационную колечную систему, окружающую МЧЭ, опорный генератор, регистрирующий триггер, счетчик импульсов, подключенный к входу регистрирующего триггера, и формирователь тока, подключенный к входу компенсационной колечной системы, введены обмотка возбуждения, детектор рассогласования, дополнительный, счетчик импульсов и ключ управления началом счета:счетчиков, причем ,обмотка возбуждения соединена с опорным генератором через делитель час- gg тоты, первый вход детектора рассогласования соединен непосредственно с фотопреобразователем, второй вход— с выходом делителя частоты, а выходчвреэ ключ управления соединен с входами двух счетчиков, включенных параллельно.
На чертеже представлена функциональная схема цифрового магнитовариационного преобразователя.
Магнитовариационный преобразователь содержит МЧЭ с зеркалом 1, фотопреобраэователем 2 и осветителем 3, кЬмненсационную колечную систему 4, обмотку возбуждения 5, опорный генератор б, делитель частоты 7, клапан 55 (ключ) 8 управления начала счета счетчиков, два счетчика 9 и 10, регистрирующий триггер 11, управляемый источник тока 12, детектор рассогласования 13 и регистратор 14. ц
Преобразователь работает следующим образом. С делителя частоты 7 в обмотку возбуждения 5 подаются периодические колебания низкой частоты, которые приводят МЧЭ в колебательное движение небольшой амплитуды. В результате чего регистрируемая фотоэлементом величина разбаланса между вариациями магнитного поля и током компенсации представляет собой модулированный сигнал. Этот сигнал с фотопреобразователя поступает на детектор рассогласования 13 и на выходе последнего Появляется сигнал знака рассогласования, в зависимости от которого в счетчики 9 нли 10 дополнительно к импульсам от опорного генератора через клапан 8 начинают поступать импульсы с делителя частоты 7. Благодаря этому меняется фаза выходных сиг " налов между счетчиками.
Затем сигналы поступают на регист рирующий триггер 11, на выходе которого формируются импульсы. Длительность этих импульсов зависит от фазового сдвига между счетчиками. С регистрирующего триггера импульсы по ступают на управляющий вход источника тока 12, а с выхода последнего в обмотку компенсации подается ток в виде импульсов постоянной амплитуды с длительностью,,пропорциональной величине компенсации вариаций магнитного поля.
Собственная частота МЧЭ намного меньше частоты импульсов управляемого источника тока, МЧЭ выполняет роль интегратора для указанных импульсов. Величина вариаций магнитного поля, пропорциональная величине сдвига между выходными сигналами счетчиков, фиксируется регистратором 14.
Формула изобретения
Цифровой магнитовариационный преобразОватель, содержащий магниточувствительный элемент (МЧЭ) с зеркалом, осветитель, фотопреобразователь, компенсационную колечную систему, окружающую МЧЭ, опорный генератор, регистрирующий триггер, счетчик импульсов, подключенный к входу регистрирующего триггера, и формирователь тока, подключенный к входу компенсационной колечной системы, о т л и ч а.ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения при длительной работе в автономном режиме, в него введены обмотка возбуждения, детектор рассогласования, дополнительный счетчик импульсов и ключ управления началом счета счетчиков, причем обмотка возбуждения соединена с опорным генератором через делитель частоты, первый вход детектора рассогласования соединен непосредственно с фотопреобразова- телем, второй вход — с выходом делителя частоты, а выход через ключ управления соединен с входами двух счетчиков, включенных параллельно.
802893
1. Авторское свидетельство СССР
9 447755009966, кл. G 01 V 3/00, 1972 ° .
Составитель С. Рыжих
Редактор М. Стрельникова Техред N. Левицкая Корректор Г. Решетник
Эакаэ 10608/58 Тираж 743 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий
113035, Москва, X-35, Раушская наб., д., 4/5
Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4
Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе
2. Авторское
9 409175, кл. G
3.. Авторское !
9 577495, кл. G (прототип). свидетельство СССР
01 Ч 3/00, 1972. свидетельство СССР
01 V 3/00, 1974
