SU1100601A1 - Цифрова автоматическа измерительна станци - Google Patents

Abstract

ЦИФРОВАЯ АЙТСМАТИЧЕСКАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СТАНЦИЯ, содержаща  последовательно соединенные коммутатор, оперативное запоминающее устройство и регистратор, при этом с входами каналов коммутатора соединены выходы измерительных каналов, каждый из которых содержит магнитостатический чувствительный элемент, частотный нуль-орган, реверсивный счетчик, соединенный с первым входом канала коммутатора и преобразователем код аналог , с выходом которого соединена катушка обратной св зи, о т л и ч аю щ а   с-  тем, что, с целью расширени  динамического диапазона и повышени  быстродействи , каждый измерительный канал содержит устройс - -, во компенсации, регистр пам ти, первый цифро-аналоговый преобразователь с катушкой компенсации, усилитель с переключаемым коэффициентом усилени , анализатор превьш1ени  диапазона измерени , счетчик диапазонов, дешифратор, второй цифро-аналоговый преобразователь и схему сравнени , при этом первый вход устройства компенсации сое динен с входом обнулени  счетчика диапазонов, а второй вход - с входом управлени  регистра пам ти, информационные входы которых соединены с выходами реверсивного счетчика, выходы регистра пам ти через первый цифроаналоговый преобразователь подключены к катушке компенсации, входы суммировани  и вычитани  счетчика диапазонов соединены с выходами суммировани  и вычитани  анализатора превыщени  диапазона измерени , вход которого со старшими разр дами реверсивного счетчика, выход счетчика диапазонов соединен через дешифратор с управл ющими входами усилител  с переключаеMbfff коэффициентом усилени ,.а также с вторым входом канала коммутатора Од и вторьм цифро-аналоговым преобразователем , выход которого соединен с входом преобразовател  код - аналог и вторым входом схемы сравнени , первый вход которой соединен с выходом усилител  с переключаемым коэффициентом усилени ,, выход которой соединен с входам анализатора превьш1ени  диапазона измерени .

Description

Изобретение относитс  к геофизике и предназначено дл  измерени  и регистрации естественных и искусственных ;электромагнитньгх полей, например, при глубинном электромагнитном зондировании дл  изучени  строени  Земли, поиска полезных ископаемых, прогнозировани  землетр сений, а также других геофизических работах с использованием мощного импульсного (МГД-)генерато ра(МГДГ-эондирование).

Известна цифрова  измерительна  станщи дл  измерени  электрических и магнитных компонент полного вектора электромагнитного пол , состо ща  из датчиков магнитной индукции и напр женности электрического пол , предварительных усилителей, полосовых фильтров , коммутатора каналов, аналого-цифрового преобразовател  и устройства регистрации t 3Недостатком известного устройства  вл етс  низка  разрешающа  способность из-за наличи  в точке измерени  посто нной составл ющей магнитной индукции, обусловленной вли нием естественного электромагнитного пол  Земли, большое значение величины которой не дает возможности сузить диапазон измерени  и тем самым увеличить разрешающую способность.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  цифрова  ав томатическа . измерительна  станци , содержаща  последовательно соединенные коммутатор, оперативное запоминающее устройство и регистратор , при этом с входами каналов коммутатора .соединены выходы измерительных каналов., каодый из которых содержиг магнитьстатический чувствитель- ный алемейт, частотный нуль-орган, peBepcHBHi i счетчик, соединенный с первьм входом канала коммутатора и преобразователем код - аналог, с выходом которого соединена катушка обратной св зи С2 J.

Недостатком известного устройства ;  вл етс  узкий динамический диапазон измерени  и низкое быстродействие из-за отсутстви  возможности регулировани  диапазона и компенсации естественного электромагнитного пол  Земли.

Цель изобретени  - расширение динамического диапазона и повышение быстродействи .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в цифровой автоматической измерительной станции, содержащей последовательно соединенные коммутатор, оперативное запоминающее устройство и регистратор, при этом с входами каналов коммутатора соединены выходы измерительных каналов, каждый из которых содержит магнитостатический чувствительный элемент, частотный нуль-орган, реверсивный счетчик, сое диненный с первьм входом канала коммутатора и преобразователем код аналог , с выходом которого со.единена катушка обратной св зи, каждый измерительный канал содержит устройство компенсации, регистр пам ти, первый цифро-аналоговый преобразователь с катушкой компенсации, усилитель с переключаемым коэффициентом усилени  анализатор превышени  диапазона измерени , счетчик диапазонов, дешифратор , второй цифро-аналоговый преобразователь и схему сравнени , при этом первый вход устройства компенсации соединен с входом обнулени  счетчика диапазонов, а второй вход - с входом управлени  регистра пам ти, информационные входы которых соединены с выходами.реверсивного счетчика, выходы регистра пам ти через первый цифJJO-аналоговый преобразователь подклю чены к катушке компенсации,входы сум мировани  и вычитани  счетчика диапазонов соединены с выходами суммировани  и вычитани  анализатора Превьш1ени  диапазона измерени , вход которого соединен со старшими разр дами реверсивного счетчика, выход счетчика диапазонов соединен через дешифратор с управл к цнми входами усилител  с переключаемым коэффициентом усилени , а также с входом канала коммутатора и вторым цнфро-аналоговьач преобразователем , выход которого соединен с входом преобразовател  код аналог и вторым входом схемы сравнени , первый вход которой соединен с выходом усилител  с переключаемым коэффициентом усилени , выход Которой соединен с входом анализатора превышени  диапазона измерени .

На чертеже представлена структурна  схема цифровой автоматической .измерительной станции.

Устройство состоит из магниточувСтвительного элемента 1, установленного в геометрическом центре катушки 2 обратной св зи и катушки 3 компенсации .Выход магниточувствительного элемента 1 через усилитель 4 с переключаемым коэффициентом усилени  соединен с входом частотного нуль-органа 5, выходы которого соединены с входами суммировани  и вычитани  реверсивного счетчика 6, соединенного с преобразователем код - аналог 7, выход которого подключен к катушке 2 обратной св зи. Устройство 8 компен сации св зано с управл ющим входом регистра 9 пам ти, подключенного к вы ходам реверсивного счетчика 6, а выходы регистра 9 пам ти св заны с первым цифро-аналоговьм преобразователем 10, соединенным с катушкой 3 компенсации . Выход счетчика 11 диапазонов соединен с вторь1м цифро-аналоговым преобразователем 12, выход которого подключен к преобразователю код - аналог 7 и схеме 13 сравнени . Управл ющие входы усилител  4 с переключаемым коэффициентом усилени  через дешифратор 14 св заны с выходами счетчика 11 диапазона, а входы счетчика 11 диапазонов подключены к выходам анализатора 15 превьш1ени  диапазона измерени . Коммутатор 16 кана лов объедин ет выходы всех двенадцати измерительных каналов станции. К выходу коммутатора 16 каналов подключено оперативное запоминающее уст ройство 17с регистратором 18. Устройство работает следзпощим образом . Выходной сигнал магниточувствител ного элемента 1 через усилитель 4 с переключаемым коэффициентом усилени  и частотный нуль-орган 5 управл ет значением кода на выходе реверсивного счетчика 6, увеличива  или уменьша  его в соответствии с изменени ми индукции магнитного пол  на входе магниточувствительного элемента 1. : Выходной код реверсивного счётчика 6 преобразуетс  преобразователем код аналог 7 в ток отрицательной обратной св зи, который при помощи катушки 2 обратной св зи создает в объеме магниточувствительного элемента 1 урав новешивающее значение магнитной индук ции, равное и противоположно направлен -ное текущему значению измер емой магни ной индукции. В установившемс  режйме значение уравновешивающей магнитной индукции, создаваемой катушкой 2 обратной св зи, равно значению изер емой магнитной индукции, а значеие кода, записанного в реверсивном ; четчике 6 пропорционально этому знаению . При изменении текущего значеи  магнитной индукции значение одд в реверсивном счетчике 6 мен ет  до тех пор, пока индукци  в катуше 2 обратной св зи вновь не уравноесит измер емую магнитную индукцию. Дли увеличени  динамического .диаазона измерени  при регистрации мпульсных сигналов, возбуждаемых ощным импульсным МГД-генераторон, в стройство введены анализатор 15 преышени  диапазона измерени  со счетиком 11 диапазонов и вторым цифроналоговым преобразователем 12. При выходе измер емой величины за диапазон измерени  или ее уменьшении до значени , меньшего половины установленного , измерительного диапазона, на одном из выходов анализатора 15 превьш1ени  диапазона измерени  по вл етс  сигнал, который увеличивает или уменьшает на единицу значение кода , записанного в счетчике 11 диапазона . Изменение кода счетчика 11 диапазона на единицу вызывает .изменение выходного напр жени  второго цифроаналогового преобразовател  12 в два раза. Это напр жение используетс  в качестве опорного в преобразователе код - аналог 7 и, таким образом, значение тока обратной св зи измен етс  также в два раза, что дает такое же изменение цены делени  младшего разр да цифрового отсчета и диапазона преобразовани  магнитной индукции в цифровой код. Чтобы обща  глубина обратной св зи устройства при этом не изменилась, одновременно в два раза измен етс  коэффициент усилени  усилител  А, управл кицие входы которого через дешифратор 14 св заны с выходами счетчика 11 диапазона. Дл  ускорени  процесса поиска диапазона При больших рассогласовани х на входе магниточувствительного элемента 1 его выход через усилитель 4 с переключаемым коэффициентом усилени  подключен к одному из входив схемы 13 сравнени , котора  чер.ез анализатор 15 превышени  диапазона измерени  измен ет значение кода счетчика 11 диапазонов до тех пор, пока выходное напр жение второго цифро-аналогового преобразовател  12 не сравнитс  с напр жением на выходе усилител  4 с 11 переключаемым коэффициентом усилени . Дл  компенсации больших начальных значений магнитной индукции при измерении искусственно возбуждаемого электромагнитного пол  на фоне естест венных вариаций магнитного пол  Земли служит устройство компенсации. При переходе в режим компенсации счетчлк 11 диапазонов устанавливаетс  в состо ние, соответствующее старшему измерительному диапазону, а регистр 9 пам ти обнул етс . Реверсивный счетчик 6 при этом фиксирует текущее значение измеренной магнитной индукции. При обратном переходе из режима компенсации в режим измерени  значение кода из реверсивного счетчика 6 переписываетс  в регистр 9 пам ти и первым цифро-аналоговым преобразователем 10 преобразуетс  в ток компенсации , который создает в объеме катушки компенсации 3 значение компен сирующей магнитной индукции равное текущему значению индукции магнитного пол  Земли, По окончании переходного процесса в реверсивном счетчика 6 фиксируетс  нулевое значение кода (средина измерительного диапазона ) . 6 В предлагаемой измерительной станции достигаетс  расширение динамического диапазона измерений не менее, чем на 40 дБ и обеспечиваетс  регистраци  импульсных процессов, различающихс  по амплитуде в 100 и более раз с досто нной относительной разрешающей способностью. При этом также снижаетс  погрешность, обусловленна  вли нием естественных электромагнитных полей на результат измерений импульсных процессов, до значений, не превыщающих 2,5% от величины самого чувствительного диапазона, при значени х вариаций естественного электромагнитного пол  Земли, достигающих flOOO нТл. Изобретение позвол ет существенно увеличить глубину поиска, расширить площадь зондировани , распространить использование аппаратуры на труднодоступные районы, включа  районы крайнего Севера. При глубинном электромагнитном зондировании с использованием МГД-генератора с целью изуче- ни  строени  Земли,прогнозировани  сильных землетр сений, по ска важных видов полезных ископаемых и других геофизических работах.

Claims (1)

1. ЦИФРОВАЯ АВТОМАТИЧЕСКАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СТАНЦИЯ, содержащая последовательно соединенные коммутатор, оперативное запоминающее устройство и регистратор, при этом с входами каналов коммутатора соединены выходы измерительных каналов, каждый из которых’ содержит магнитостатический чувствительный элемент, частотный нуль-орган, реверсивный счетчик, соединенный с первым входом канала коммутатора и преобразователем код аналог, с выходом которого соединена катушка обратной связи, отличающаяся тем, что, с целью расширения динамического диапазона и повышения быстродействия, каждый измерительный канал содержит устройся- ·, во компенсации, регистр памяти, первый цифро-аналоговый преобразователь с катушкой компенсации, усилитель с переключаемым коэффициентом усиления, анализатор превышения диапазона измерения, счетчик диапазонов, дешифратор, второй цифро-аналоговый преобразователь и схему сравнения, при этом первый вход устройства компенсации сое'Динен с входом обнуления счетчика диапазонов, а второй вход - с входом управления регистра памяти, информационные входы которых соединены с выходами реверсивного счетчика, выходы регистра памяти через первый цифроаналоговый преобразователь подключены к катушке компенсации, входы суммирования и вычитания счетчика диапазонов соединены с выходами суммирования и вычитания анализатора превышения диапазона измерения, вход которого со старшими разрядами реверсивного счетчика, выход счетчика диапазонов соединен через дешифратор с управляющими входами усилителя с» переключаемым коэффициентом усиления,.а также с вторым входом канала коммутатора и вторым цифро-аналоговым преобразователем, выход которого соединен с входом преобразователя код - аналог и вторым входом схемы сравнения, первый вход которой соединен с выходом усилителя с переключаемым коэффициентом усиления*, выход которой соединен с входом анализатора превышения диапазона измерения.