Сейсмометр

Союз Советских Социалистииеских РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 28,06,76 (21) 2377798/25 51) М, Кл. 5 01 У 1/16 с присоединением зая Государстаанный номнтатСоаата Мнннстреа СССРно аслам иаобретеинФи открытийописания 25.11.77 45) Дата опубликонани 2) Автор изобретеии Б. Г, Успенск Ордена Ленина институт физики Земли им. О, Ю, Шмидта(71) Заявитель 4) СЕИСМОМЕТ Изобретение относится к приборам длягеофизических целей, в именно к устройсчввм для регистрации сейсмических движени 1грунта (основания).Известны сейсмометры, содержащие маятник с магнитоэотектрическим преобразова.телем перемещения, усилитель напряжения,снимаемого с катушки преобразователя, иЙС-цепочку, связывающую выход усилителяс катушкой компенсационного устройства 11, щЭти сейсмометры используются для регис"рации сейсмических движений грунта, в котсрых с цепью коррекции частотных свойствмеханического маятника с одной степеньюсвободы часть выходного электрического сигна- ала подается обратно в катушку магнитноэлектрического устройства, выполняющего роль силовогокомпенсатора действующих ускорений.Однако в этих сейсмометрах использованфотогальванометрический усилитель постоян- Юного тока, имеющий ограниченный срок спибы из-за наличия Осветителя и чувствительный к вибрациям и наклонам,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является широкополосный 25 сейсмометр, который содержит маятник с мвтъ дитоэлектрическим преобразователем перемещения инерционной мессы, усилитель постоянного тока, выполненный нв полупроводниковых элементах 21, Один вывод катушки компенсационного мвгнитоэлектрнческого устройства через,ЙС цепочку подключен к выходу усилителя, другой вывод - к общему проводу (заземпен). Выход основного усилителя являет ся выходом сейсмометра, причем сигналом является знакопеременное напряжение с мвк симвльным размахом + 11 В, При этом увеличение в И рвз емкости конденсатора в це пи обратной связи с целью увеличить собственный период системы сужает область рабо чих частот сейсмометрв вК раз зв счет уменьшения высшей граничной частоты в Й раз.Целью изобретения является расширение области рабочих частот сейсмометра,без уменьшения динамического диапазона регистр рации.Достигается это тем что в сейсмометр введен дополнительный инвертирующий усилитель связывающий выход Основного усилитеГде Ртежду выходо В, С-цепочкой 5 гательцый усил основного может быт тель. Тогд усилител включен вспо.необходимоь 7 имел такойтельны ир бы допол коэффици й усилит ел ения, каки вспомога тивоположным знаком жений обоих усит усил усилитель, цо с ишкеле выхо цых итед цапрябы одинако К коэффиц основцо ующег ивленц коэффиц К т сил по напряжению уюшего 55 ельногоя 7;коцдецса или ратной свя - емк зи;е КЭМС) сигразоветеля 36 б льцость (иц атушки прео чувствцтнальцой ля с вторым выводом катушки компенсацион ного магнитоэлектрического устройства.На чертеже представлена блок-схема переменного устройства,Сейсмометр содержит маятник, состоящий 5 из инерционной массы 1 и пружины 2, преоб разователь 3 перемещения, основной усилю. тель 43 С-цепочку 5, компенсационное магнитоэлектрическое устройство 6 и допоа нительный инвертирующий усилитель 7 поо тоянного тока, Выход ь.иовного усилителя 4 является выходом сейсмометра. КС-цепочка 5, компенсирующее устройство 6 и дополнительный усилитель 7 образуют ветвь обратной связи, причем катушке устройстве 15 6 включена между выходом инвергирующего усилителя 7 и выходом основного усилителя через ЯС-цепочку 5.Сейсмометр работает. следующим обрезом Под действием ускорений грунта инерционная РО масса 1 перемещается относительно основания маятника, Сигнал преобразователя 3 пепемещецня усиливается основным усилителеь 4 и поступает це выход сейсмометра, Чере: катушку компенсационного преобразователя И 6 протекает ток, в результате чего возникает сила, препятствующая перемец 1 е 1 п 1 ю ицер ционной массы, Ьлагодаря действию отрицательной обратной связи осцовцыс характеристики электронного сейсмометра отличны от Зо параметров маят цц ка.В замкнутом контуре предло аемого сейсмометра (маятник -+ мегнцтоэлектрический преобразователь перемен ения -+ осцовцой усилитель-фЯ С цепочя-экомпсцсациоццое мегцитоэлектрическое устройство -маятник) проис ходит дважды дифференцирование сш нелов. Первый раз за счет того, что ЗДС ца выво. дах преобразователя пропорциональна произ. водной от перемещения инерционной массы, ф Второй рез по приине дифференциальной зависимости тока через конденсатор КС-цепи от напряжения, подаваемого на него. В этом случае период Т сейсмометра с обратной связью увеличиьается по сравнению с перно дом Т маятника согласно следующему иент усиления по напряжеци о усилителя 4 с учетом шун действия его входного сопр и, соответственно, катушки компенсационного устройства 6;1 - приведенная длина поворотного мая;ника;3 - момент инерции поворотного маятника,Если инерционная массавсовершает возвратно-поступательное движение, то формула периода записывается гранйчная частота сейсмометр0,7 равна12%о Ср - омическое сопротивление катушкикомпецсаццонцого устройства.При К - -1 не происходит уменьшения динамического диапазона регистрации, если шкала выходных напряжений дополнительно го усилителя 7 равна или более шкалы осноаного усилителя 4, е подключение между их ьыходами нагрузки, равной Омическому со противлению катушки компенсационного устройстве, це приводит к уменьшению шкалы из-зе ограничения максимального выходно го напряжения. Эти условия легко можно вьц 1 ол нить. Использование нового элемента - дономпительцого ицвертирующего усилителя выгодно отличает предлагаемый сейсмометрот указанного прототипа (в нем К = О),тек как при прочих равных условиях и К., такой же период Т сейсмометра достигается с вдвое меньшей емкостью С конденсатора, Следовательно, высшая граничнаячастота увеличивается вдвое, При сохранении величины емкости С конденсатора период Тос увеличится в 2 раз, а высшаяграничная частота не изменяется, В обоихслучаях расширяется область рабочих частот, что увеличивает сферу применения сейсмометра и устраняет необходимость созда-ния ряда приборов, имеющих близкие диапазоны частот,Результаты испытаний предлагаемого сейсмометра показали, что при Т= 2,5 с,Р= 1, ком, С = 10,0 мкф, К =. 1 период1 ос 70 с., а 1 ь 16 ц577490 Составитель С, РыжихТехред М, Кепемещ Корректор С. Гарасиняк дактор Е. Гончар 9 Тираж 717 Подпис0 НИИПИ Государственного комитета-совета Министрпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб ов СССР каз. 4/5 ал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная,В известном устройстве 2период Т50 с, при сохранении прочих основных параметров. Формула изобретения 5 Сейсмометр, содержащий маятник, с преооразователем перемещений, усилитель, компенсационное магнитоэлектрическое устройся 1 о во и Й С - цепочку, связываюшую выход усилителя с одним выводом катушки компенсационного устройства, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью расширения области рабочих частот без уменьшения динамического диапазона регистрации, в него введен дополнительный инвентируюший усилитель, связывающий выход основного усилителя с вторым выводом катушки компенсационного магнитоэлектрического устройства.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Дараган С. К .Методика синтеза и расчета сейсмического канала с активной обрач ной связью. Кандидатская диссертация. И осте. тут физики Зевая имени О, Ю, Шмидта АН СССР, М., 1970.2, Успенский Б. Г. Широкополоскый сейсмометр для полевых работ, МфНаука, 1976, вып, 9, с. 14-20.Ф