Цифровой магнитовариационный преобразователь

наа ;:,) .;на би л.,а О П И А-Н-И-Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскижСоциалистииескинРеспублик(11) 577495 К АВТОвв СКОМУ СВИДНВЛЬСТВУ 61) Дополнительное)М, К 5 01 0 оединеиием заявкиГосударственнын кометеСовета Мнннстрав СССРпо делам нэобретеннйн открытнй(23) Приори 3) Опубликовано 25.10.77 йюллетеньЗ 5) Дата опубликования описания 23.11.7 53) УДК 550.8, И. в,А,Н,ецивльное конструкторское бюро физическог приборостроения АН СССР Заявитель РОВОЙ МАГНИТОВАРИАЦИОННЫЙ . ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ . 5 вслсдел иэ азрешающ Это дос дополнительнпряжение-чвсформ ирователподключениека, причем вьние-частота со входа Изобретение. относится к геофизике и может Чэыть использовано при разработке быст родействующих магнитометрических устройств с высокой разрешающей способностью.В электроизмерительной технике иэвесч ны цифровые преобразователи, содержащие генератор опорной частоты и генератор, управляемый напряжением (преобразователь нвлряжение - частота), цепь вычитания частот и реверсивный счетчик с преобразователем кодОогИзвестны также цифровые мвгнитовариеционные преобразователи, содержащие кварцевый вариометр с фотопреобразоввтелем и компенсирующей колечной системой, генера тор опорной частоты и реверсивной счетчик с преобразователем код-аналог2Ток в цепи обратной связи укаэанных при боров представляет собой ступенчато-изменяющийся сигнал, приложенный через колеч ную систему к кварцевому мвгниточувствительному элементу, представляющему собой механическую колебательную систему, Импульсы тока возбуждают в мвгниточувствительном элементе колебвтельный процесс, 25 в и В. С, Борисоглебский едствие чего их частота не может бытьана выше собственной резонансной чаототы кварцевого вариометра, а это приводитк ограничению быстродействия прибора науровне одного-двух измерений в секунду,Требования высокой стабильности нуль пуста прибора и достаточно широкого динамичекого диапазона приводят к тому, что разрешающая способность прибора находится науровне десятых долей гаммы, что явно недостаточно для проведения исследований вдиапазоне короткопериодных колебаний, гдеамплитуда колебаний не превышает укаэаннойвеличины,обретения является повышение способности измерения.игается тем, что в устройство о введены преобразователь нвтота, фазовый дискриминатор, ь тока и цепь вычитания частот, я ко входу реверсивного счетчи 1 ходы преобразователя напряжен опорного генератора соединеми фазового дискриминатора, под юночен 11 с 1 о;ерез формироват 1 едь тока к комн е нс црую щей к од еч ной с истеме,На чертеже представлена функциональнаясхема предлагаемого устройства,Устройство содержит кварцевый вариомето3. с фотонреобразоватедем 2 и компенсирро=щей кодечной системой 3. генератор 4 опорной частоты преобразователь наиряже 1 лиеЭчастота 5, цепь Вычитания частот 6, ревер-.сивный счетчик 7, преобразователь код=аналог 8, фазовый дискриминатор 9, формирователь тока 1 О, измеритедь временных ин=тервалов 11 и отсчетные устройства старших разрядов 12 и младших разрядов 13,.Луч света, отраженный от зеркала квар=цевого вариометоа 1, поступает на дифференциальный фотопреобразоватедь 2, В спучаеустановившегося состояния измерительнойсистемы сигнал на выходе диффере 11 циальнсгофотопреобразователя равен нуд 10 и частотапреобразователя напэяжение - частота 5 сов=падает с точностью до фазы с частотой генератора : опорной частоты, С выхода фазового дискриминатора 9 следуют импульсы счастотой опорного генератора 4 и ддитедь=ностью, равной фазовому сдвигу импульсовопорного генератора отно .итедьно импульсовпреобразователя напряжение-частота, Импульсы с Выхода фазового дискриминатора управляют 1 эрмирэвателем тока 10 таким образом,ЗОчто постоянная составляющая тока на выходеформирователя пропорциональна фазовому сдвигу импульсов опорногогенератора относительно импульсов преобразователя напряжениечастота, Этот ток подается через катушку З 5компенсирующей колечной системы 3 на кварцевый вариометр 1 и выделяется за счет интегрирующих свойств датчика (при условии,что собственная частога датчика много меньше опорной), оТаким образом, малые вариации магнитного шия отслеживаются по указанному контуру обратной связи в пределах фазовогосдвига до одного периода частоты опорногогенератора, Сигнал с Выхода фазового дискрцминатора 9 поступает на измеритель временных интервалов 11, выход которого наотсчетном устройстве 3.3 дает значение млад"ших разрядов отс 11 ета вариации магш 1 тногополя, 5 ОВ с 11 учае если вариации превосходят повеличине максимк 1 ьное значение младшихразрядов, то сеть частоты опорного генератора и преобразователя напряженке-частотане совпадают с точностью до фазы, на одномуиз выходов цепи вычитания частот 6 появдяются цъиульсы, которые изменяют содержимое реверсивного счетчика 7. Это измерение через преобразователь коа-аналог 8 поступает на вход кварцевого вариометра 1 чс-;60 рЕЗ Кату 1 Н:.у КСМНЕНСцруЮщЕй КОНЕЧНОЙ СИС=темы 3компенсируя Вариации магнитногополя на входе Вариометра 3., Значение кодав реверсивном счетчике 7 инцуцируется отсчетным устройством 12 старших разрядов,Сум иарное значение тока в компенсирую-:щей колечной системе 3 в каждый моментвремени создает действие равное и противоположнонаправденнСе действию магнитногополя на кварцевый вариометр 1, компенсируятем самым последнее,Полное значение отсчета магнитного поласкладывается из показаний реверсивного счетчика 7 (старс 1 ие разряды) и измерителя временных интервалов 11 младшие Разряды)Существенное стдцчиа такой компенсацииэт чисто цифровой сс"тоит в следующем,1 а датчик воздействует не ступенчатое. ,адинейноизменяющееся значение тока обрат=ной связи что улучшает устойчивость системы и устраняе: опасность возникновения ВВ:токодебаний, Частоте импульсов, поступающих на вход реверсивного счетчика, зависитот величины рассогласования на входе системы,. уменьшаясь по мере приближения ксОСТОЯ 11 ИЮ РаВНОВЕСИя, ЧтОВ СВОЮ ОЧЕРЕДЬ ПОВЫ-"шает устоллчивссть, Наличие Второго контура обратной связи позволяет повысить раз-решающую способность и динамический диапазон системы в сторону малых значенийвходных воздействий, при этом стабильностьнуль-пункта полностью опоедедяетсячисто цифровым контуром обратной связи.Ф ормуда изобретенияшифров эй магии тэвариаци онный пре эбразс-ватель, содержащий кварцевый вариометр с фотопреобразэвателем и компенсирующей колечной системой,генератор опорной частоты и реверсивный счетчик с преобразователем коданалог, отличающийся тем,что,с целью повышения разрешающей способнооти измерения, в него дополнительно введеныпреобразователь напряжение - частота, фазовый дискриминатор, формирователь тока ицепь вычитания 1 астот, подключенная ко входу реверсивного счетчика.- выходы преобразователя напряжение-частота и опорного генератора соединны со входами фазового дискриминатора, подключенного через формирователь тэка к компенсирующей кэдечнэй системе.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1 е Н овицкий Пь Вв и др ЦифроВые 11 ри-фборы с частотн 1 лми датчиками", Л., "Энергия", с. 401, рис, 14-13.,2. Авторское свидетельство СССРХ 9 409175, кл, б О 1 Ч 3/ОО, 1972,577495 г . ц Тираж 717 По твенного комитета Совета елам изобретений и открыМосква ЖРа шская н 77/34. БНИИПИ Гос писноеМинистров ССийб д 4/5 аказ 113035 илиал ППП фПатент", г, Ужгород, у роек Составитель Т. Первоваедвктор М. Рогова Техред Н, Андрейчук Корректор С, Шекм