Измеритель электрических свойств горных пород и руд

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 08901 А 9)Я 1 4 С 01 К 27/ и4 ИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 24-21 И.Фр к ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Красноярский политехнический институт(56) Савицкий А.П., 10 зов В.И. Аппаратура для измерения электрических и магнитных свойств горных пород. В сб.; Методы разведочной геофизики, вып. 3, - Л.: Недра, 1971, с. 142- 143.Авторское свидетельство СССР В 1103158, кл. С 01 К 27/02, 1983. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД И РУД(57) Изобретение относится к контрольно"измерительной технике и может быть использовано при проведении геофизических исследований. Целью изоб ретения является повышение точностиизмерений путем исключения влиянияпаразитного сопротивления, подключенного параллельно измеряемому образцу. Для достижения поставленной целив устройство дополнительно введеныблок 3 стабилизации напряжения и бло9 компейсации. Кроме того, устройство содержит задающий генератор 1, фазорасщепитель 2, генератор 4 тока,двухэлектродный датчик 5, блоки б и7 измерения активной и реактивнойсоставляющих, буферный усилитель 8.Блок 3 стабилизации напряжения содержит управляемые сопротивления на полевых транзисторах 10 и 11, синхронные детекторы 12 и 13, сравнивающиеусилители 14 и 15. Блок 9 компенсации содержит компенсирующее КС-сопротивление 16, суммирующий усилитель17 и дополнительный генератор 18 тока, 2 з.п. ф-лы, 1 ил.1 2ров 10 и 11, вход суммирующего усилителя 14 соединен с объединенными источниками первого и второго транзисторов 10 и 11, а его выход является выходом блока 3 стабилизации напряжения и подключен к входам буферного усилителя 8 и генератора 4 тока.Блок 9 компенсации содержит последовательно соединенные компенсирующее сопротивление 16, в качестве которого используются параллельно соединенные регулируемые резистор и конденсатор, суммирующий усилитель 17 с низким входным сопротивлением и дополнительный генератор 18 тока, вывод комгенсирующего сопротивления 16 является входом блока компенсации и подключен к одному из выходов Фазорасщепителя 2, выход генератора 18 тока является выходом блока 9 компенсации и подключен к измерительному датчику 5 ФУстройство работает следующим образом. Задающий генератор 1 вырабатывает напряжение заданной частоты, которое подается на вход фазорасщепителя 2, где вырабатываются квадратурные напряжения, сдвинутые по фазе друг относительно друга на 90 . Эти напряжеония поступают на первый и второй входы блока 3 стабилизации напряжения, подаваемого на датчик, на опорные входы блоков 6 и 7 измерения активной и реактивной составляющих, кроме того, одно из них, Фаза которого принята за нулевую, подается на вход блока 9 компенсации. Выходное напряжение блока 3 подается на вход генератора 4 тока, управляющего напряже,нием, кроме того, через буферный усилитель 8 оно поступает на сигнальные входы блоков 6 и 7 измерения активной и реактивной составляющих, где последние измеряются и регистрируются, Выходные токи генератора 4 тока и блока 9 компенсации, протекая че" реэ измеряемый образец и подключенное к нему параллельно паразитное комплексное сопротивление, создают падение напряжения, которое поступает на третий вход блока 3 стабилизации напряжения, замыкая петлю авторегулирования.Сравнивающий усилитель 15 блока 3 стабилизации напряжения выделяет разность между подаваемыми на его неинвертирующий вход напряжением с выБлок 3 стабилизации выходного напряжения, подаваемого на датчик, содержит первое и второе управляемые сопротивления 10 и 11, в качестве которых использованы полевые транзисторы, первый и второй синхронные детекторы 12 и 13, суммирующий и сравнивающий усилители 14 и 15, сток перво го транзистора 10 и опорный вход второго синхронного детектора 12 являются первым входом блока 3 стабилизации напряжения и подключены к выходу Фазорасщепителя 2, сток второго тран зистора 11 и опорный вход второго синхронного детектора 13 являются вторым входом блока 3 стабилизации напряжения и подключены к другому выходу фазорасщепителя 2, вход сравнивающего усилителя 15 является третьим входом блока 3 стабилизации напряжения и подключен к выходу генератора 4 тока, сигнальные входы первого и второго синхронных детекторов 12 и 13 соединены с выходом сравнивающего усилителя 15, а их выходы подключены соответственно к затворам первого и второго полевых транзисто 1 130890Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при проведении геофизических исследований.Целью изобретения является повьппе ние точности измерений путем исключения влияния паразитного сопротивления, подключенного параллельно изме" ряемому образцу.На чертеже приведена структурная 10 схема устройства.Измеритель электрических свойств горных пород и руд содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, фазорасщепитель 2, блок 3 ста билизации напряжения, подаваемого на датчик, генератор тока и двухэлек тродный датчик 5 с измеряемым образцом, а также блоки 6 и 7 измерения активной и реактивной составляющих, 20 опорные входы которых соединены с выходами фазорасщепителя 2, буферный усилитель 8, вход которого подключен к выходу блока 3 стабилизации напряжения, подаваемого на датчик, а выходы - с сигнальными входами блоков 6 и 7 измерения активной и реактивной составляющих, блок 9 компенсации своим входом подключен к одному из выходов фазорасщепителя 2, а выходом - 30 к измерительному датчику 5.1К а2 п Ви имеем ПР ОК, + 11 Кр) 1 Вь 2 х 1 ию(8 +1 ) Л х3 1308 хода фазорасщепителя 2, имеющего нулевую фазу, и напряжением с датчика 5, подаваемого на его инвертирующий вход, усиливает ее и подает на сигнальные входы синхронных детекторов 12 и 13, причем на опорные входы последних поданы напряжения с выхода фаэорасщепителя 2. Выходные напряжения синхронных детекторов 12 и 13 изменяют сопротивления каналов полевых 10 транзисторов 1 О и 1, а следовательно, и комплексный коэффициент передачи двухканального аттенюатора, образованного полевыми транзисторами 10 и 11 и суммирующим усилителем 14, та ким образом, чтобы свести к минимуму разность между выходным напряжением фаэорасщепителя 2 и напряжением на измерительном датчике.Поскольку для блока 3 стабилиза" 20 ции напряжения 11) КоКс 8 а Ках - выходное напряжение фазовращателя 2; 25 - напряжение на измерительномдатчике 5;- коэффициент усиления сравнивающего усилителя 15; - комплексный коэфФициент передачи аттенюатора, образованного транзисторами 10 и где 1, 12 - выходное напряжение фазорасщепителя 2;Ка Кр Коэффициенты Передачи 40каналов аттенюатора блока 3 стабилизации напряжения;Во - крутизна генератора 4тока; 45Кд " коэффициент передачиаттенюатора блока 9 компенсации;8 - крутизна генератора 18тока блока 9 компенсации;2 - комплексноЕ сопротивлеХние измеряемого образца;2 - комплексное сопротивление, подключенное параллельно измеряемому.При выборе коэффициента передачи К аттенюатора в блоке 9 компенсации из условия 901 41 и суммирующим усилителем 14.Б - крутизна изменения коэффициента передачи аттенюатора по управляющему напряжению;Кс - коэффициенты передачи синхронных детекторов 12 и 13, то для относительной погрешности поддержания уровня напряжения на измерительном датчике 5 1-Ов КФД -,Ко Кс Ва 1 и при".легко достижимых параметрахсхемы 0,1 ( (Ка) (10,Ко 7 200-300,Ба 1Ъ 1 с указанной погрешностьюКможно не считаться, поскольку она непревышает 0,3-0,5 Х.В блоке 9 компенсации частично зависимый аттенюатор, образованный компенсирующим сопротивлением 1 б и суммирующим усилителем 17, формирует входное напряжение генератора 18 тока иэ напряжения фазорасщепителя 2, Выходной ток генератора 18 тока подается в измерительный датчик 5 и в подключенное ему параллельно паразит" ное сопротивление.Для падения напряжения на измерительном датчике 5(1 Ка + 312 Кр)8 о 2 хи напряжение на входе буферного усилителя 8 блоков 6 и 7 измерения активной и реактивной составляющих с точностью до постоянного множителя равно проводимости измеряемого об- разца что обеспечивает прямые и непосредственные измерения составляющих комплексной. проводимости образца.Для настройки коэффициента передачи аттенюатора блока 9 компенсацииЗаказ 1792/35 Тираж 731 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Производственно"полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная 4 5 13089 к измерительному датчику 5 вместо измеряемого образца подключается эталонное сопротивление г, величина которого выбирается вблизи высокоомного предела измерений прибора. Изме рением резистора и конденсатора, входящих в компенсирующее сопротивление 16, добиваются показаний прибора, соответствующих величине эталонного резистора, после чего последний Ю отключается и прибор готов к работе. Формула изобретения5 1. Измеритель электрических свойств горных пород и руд, содержащий последовательно соединенные задающий генератор и фазорасщепитель, последовательно соединенные генера тор тока и двухэлектродный датчик с измеряемым образцом, буферный усилитель, блоки измерения активной и реактивной составляющих, сигнальные входы которых подключены к выходу бу ферного усилителя, а опорные - к выходам фазорасщепителя, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений путем исключения влияния паразитного комплексного 30 сопротивления, подключенного парал" лельно измеряемому образцу, в него дополнительно введены блок стабилизации напряжения, подаваемого на датчик сигнальныи ВхОд которого подклю 35 чен к выходу генератора тока, опорные - к выходам фазорасщепителя, а выход соединен с .Входами генератора тока и буферного усилителя, и блок компенсации, вход которого соединен 40 01 6с выходом фазорасщепителя, а выход - с датчиком2. Измеритель по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что блок стабилизации напряжения, подаваемого на датчик, содержит первое и второе управляемые сопротивления, в качестве которых используются полевые транзисторы, суммирующий и сравнивающий усилители и первый и второй синхронные детекторы, сток первого полезного транзистора и опорный вход первого синхронного детектора подключены к одному из выходов фазорасщепителя, сток полевого транзистора и опорный вход второго синхронного детектора - к другому выходу фазорасщепителя, затворы первого и второго транзисторов соединены с выходами первого и второго синхронных детекторов соответственно, а истоки обоих полевых транзисторов - с входом суммирующего усилителя, причем выход последнего является выходом блока стабилизации напряжения и подключен к входам генератора тока и буферного усилителя, вход дифференциального сравнивающего усилителя соединен с выходами генера" тора тока и одним из выходов фазорасщепителя, а его выход - с сигнальными входами первого и второго синхронных детекторов.3. Измеритель по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что блок компенсации содержит последовательно соединенные компенсирующее сопротивление, образованное параллельно сое" диненными регулируемыми резистороми конденсатором, суммирующий усилитель и дополнительный генератор тока.