Генератор струнного гравиметра

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 091277 (21) 2553650/18-25 (5) М Кл2 Союз Советских Социалистических РеспубликС 01 Ч 7/04 с присоединением заявки Мо а Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 150680(72) Авторы из обретен и я В,А. Беленький, В.А, Зайцев, Ю.Л. Смоллер и А,С . Степин(54) ГЕНЕРАТОР СТРУННОГО ГРАВИМЕТРА Изобретение относится к точному приборостроению и может быть использовано в системах инерциальной навигации и гравиметрии.При работе на подвижном основании струнный гравиметр подвержен влиянию механических помех, Действие возму" щающих ускорений, вследствие нелинейных характеристик гравиметра, связано с их влиянием на амплитуду 10 механических колебаний струны, что является источником нестабильной работы гравиметра.Известен генератор струнного гравиметра, содержащий систему автома тической регулировки усиления для уменьшения влияния амплитуды колебаний струны на точность струнного гравиметра 11.Применяемая в этом генераторе 20 автоматическая система регулировки усиления не позволяет устранить погрешность гравиметра, вызванную изменением амплитуды механических колебаний струны. 25Иэ известных генераторов струнных гравиметров наиболее близким по технической сущности является струнный гравиметр, содержащий колеблющуюся в магнитном поле упругую струну с 2укрепленной на ее конце инерциальноймассой, соединенную с. усилителем,имеющим цепь положительной обратнойсвязи 2, Управляющий сигнал регулирует величину положительной обратной связи и, таким образом, стабилизирует по амплитуде сигнал на струне.Коэффициент положительной обратнойсвязи автоматически устанавливаетсятак, чтобы сигиал на выходе генератора и, следовательно, на струнебыл постоянным. Ов ,е сов 51 (1)с Кгде ес - напряжение на струне;Уы- Эстановившаяся амплитуданапряжения на выходе генератора;К - коэффициент усиления усилителя,В общем случае напряжение на струне равно:ес к мсо (2)где Ипр - коэффициент преобразованиямагнитоэлектрического приемника;Ущ " амплитуда колебаний струны;о - частота колебаний струны.Приравнивая выражения (1) и (2)У из С-сооЫ (3Известно, что влияние амплитуды колебаний струны на их частоту в первом приближении описывается выражением:со ж (+ у (41 Л Ебгде Р,Б,д,Е - параметры струНЮ и еематериала - длина, сечение, плотность, модуль упругости;6 - напряжение в материале;сила натяжения струны,Для исключения погрешности струнного генератора, связанной с влиянием амплитуды колебаний струны, необходимо стабилизировать поправочныйчлен в выражении (4),Преобразуя формулу (4) с учетом(3) и (5), имеем следующее соотношение:ц ) ш 4+ - " - 1 (6)с Ед 6Я гАнализируя выражение (6), приходим к выводу, что. струнный грави,метр, содержащий усилитель с регулируемой положительной обратной связьюне превышает помехозащищенности ине уменьшает погрешности при изменяющемся натяжении струны,Цель изобретения - йовышение точности и помехозащищенности генератора струнного гравиметра,Поставленная цель достигается тем,что в усилитель введена корректирующацепь, выполненная в виде активногоили пассивного апериодического.звена 2-го порядка, вход которойсоединен с выходом предварительногокаскада, а выход - со входом выходного каскада. Использование в составе усилителя корректирующей цепиповышает точность струнного гравиметра за счет уменьшения влиянияамплитуды колебаний струны, Вследствие этого амплитуду колебаний струныможно увеличить, что повышает помехозащищенность генератора струнногогравиметра.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого генератора.Генератор струнного гравиметрасодержит колеблющуюся в магнитномполе упругую струну 1, предвари, тельный каскад усилителя 2, соединенный со входом корректирующейцепи 3, выходной каскад 4 и цепь 5регулируемой положительной обратнойсвязи, соединяющую вход усилителяс его выходом.Генератор струнного гравиметраработает следующим образом.Напряжение со струны 1 поступаетна вход предварительного каскада усилителя 2. Усиленный сигнал черезцепь 3 коррекции поступает на выходной каскад 4 и далее через цепь 5положительной обратной связи вновьподается на струну 1 для ее возбуж дения, Цепь регулируемой положительной обратной связи поддерживает постоянным напряжение на выходе генератора,Передаточная функция корректирую О щей цепи имеет вид:1 сдхЯ= б /(си+сл)(7)где 1/Ы- постоянная времени корректирующей цепи.Коэффициент усиления предваритель ного и выходного каскадов равен КНапряжение на струне равно:(Мвыбирая ОРФоз, получим:ОВь 1 хс Ксх (9Амплитуда механических колебанийс учетом (9) и (2) равна:Л =с и (ю)где ВЬ 1 ХС =исаак= СООТГпдПреобразуя (4) с учетом (10), получим:с Л" Еш=ш 1+ ---г едуиз которого следует, что погрешностьгенератора струнного гравиметра,связанная с изменением амплитуды колебаний струны устраняется, так как,поправочный член в выражении (11)величина постоянная,Формула изобретенияГенератор струнного гравиметра,40 содержащий колеблющуюся в магнитномполе упругую струну, соединенную со входом предварительного каскада усилителя, инерционную массу,укрепленную на конце упругой струны,4 выходной каскад усилителя, связанный через цепь положительной обратной связи со входом предварительного каскада и струной, о т л и ч а ющ и й с я . тем, что, с целью повыше 5 О ния точности и помехозащищенности,в усилитель введена корректирующаяцепь, выполненная в виде активногоили пассивного апериодического звена2-го порядка, вход которой соединенс выходом предварительного каскада,а выход - со входом выходного каскада,Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Лозинская А,М, и др, Аэрогра виметрическая аппаратура на базеструнных датчиков, Прикладная геофизика, вып, 70, 1973.2, Авторское свидетельство СССРР 315962, кл. ( 01 Ч 7/00,опублик, 65 1969 (прототип) .741221 Составитель А.ЧупруноТехред А. Щепанская Редактор П Корректо еви 3 За Подписное Филиал ППППатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4/б Тираж ЦНИИПИ Государствен по делам изобрет 113035, Москва, Ж