Устройство для измерения электрических свойств горных пород и руд

(71) Заявитель сноярский политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГОРНИХ ПОРОД И РУДИзобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть, в частности, использовано при геофизических исследованиях электрораэведочными методами.Известно устройство, содержащее последовательно соединенные задающий генератор со ступенчатой перестройкой частоты, триггерный азорасщепитель, двухэлектродный датчик, схему сравнения, избирательный и основной усилители, а также два синхронных детектора, сигнальные входы которых соединены с выходом основного усилителя, управляющие - с выходами Аазорасщепителей, а выходы подключены к стрелочным нуль-индикаторам, между выходами фазорасщепи" теля и входами схемы сравнения вклю" чены схемы компенсации выходного сигнала датчика по двум квадратурным сос тавляющим - активной и реактивной 1Недостатком известного устройства является то, что применение изфирательного усилителя для выделения основной частоты приводит к значительному усложнению настройки и эксплуатации устройства, затрудняет построение измерительных устройств ф для диапазона низких и особенно инФранизких частот.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для измерения электрических 1 ф свойств горных пород и руд, содержащее задающий генератор, Ьазорасщепи- .тель, блок сложения, усилитель мощности и датчик, соединенные последо" вательио, к выходу датчика подсоединены входы каналов измерения актив 3 йьной и реактивной составляющихЙомплексных проводимостей либо сопротивлеЬ ния, каждый из которых содержит последовательно соединенные буферный усилитель, перемножитель, основной усилитель и регистратор, причем управляющие входы перемножителей подключены к выходам аэорасщепителя,.меж 883791 45 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ду выходами фазорасщепителя и входами схемы сложения включены Формирователи положительной и отрицательнойступеней длительностью в 1/4 периодаосновной частоты 1,2 .Недостатком известного устройства является то, что влияние неподавленных гармоник в возбуждающем сигнале не позволяет получать в такихустройствах высокую точность измерений. Кроме того, наличие Фазовыхсдвигов в измерительных каналах непозволяет производить достаточно эфФективное разделение выходного сигнала датчика на активную и реактивную компоненты, что также увеличивает погрешности измерений.Цель изобретения - повышение точности измерений,Укаэанная цель достигается тем,что в устройство, содержащее задающий генератор, датчиквход которогосоединен с выходом усилителя мощности, а выход подключен ко входам каналов измерения активной и реактивной составляющих комплексных проводимостей либо сопротивления, каждыйиз которых состоит из последовательно соединенных буферного усилителя,перемножителя, основного усилителя ирегистратора, дополнительно введеныадресный счетчик, два постоянных запоминающих блока, два цифроаналоговых,преобразователя, два сумматора, управляющие входы постоянных запоминающих блоков через адресный счетчик подключены к выходу задакицего генератора, а выходы соответственно соединенысо входами цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены совходами каждого из сумматоров, выходыпоследних через фильтры нижних частотсоединены с управляницими входами перемножителей, кроме того, выход одного из цифроаналоговых преобразователей через активный Фильтр нижнихчастот соединен со входом усилителямощности.На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема устройства.Устройство содержит задающий генератор 1, выход которого подключенко входу адресного счетчика 2, а выход последнего - к управляющим входам постоянных запоминающих блоков3"1 и 3-2. Два идентичных каналами.Формирования опорных напряжений содержат последовательно соединенныепостоянные запоминающие блоки 3-1 и 3-2, цифроаналоговые преобразователи 4-1 и 4-2, сумматоры 5-1 и 5-2, Фильтры 6-1, 6-2, 6-3 нижних частот, выходы которых подключены к управляющим входам перемножнтелей 7-1 и 7-2. Второй вход сумматора 5-1 соеди,нен с выходом цифроаналогового преобразователя 4-2, а вход сумматора 5-2 - с выходом цифроаналогового преобразователя 4-1. К выходу цифроаналогового преобразователя 4-1, кроме того, подключены последовательно соединенные активный Фильтр 6-3 нижних частот, усилитель 8 мощности, датчик 9 (двух либо четырехэлектродный) и буферные усилителю 10-1 и 10-2, выходы которых подключены к сигнальным входам перемнояителей 7-1 и 7-2 соответственно. Выход каждого из перемножителей 7-1 ( 7-2 ) через основные усилители 11-1 и 11-2 подсоединены к регистраторам 12-1 и 12-2.Устройство работает следующим образом.В постоянных запоминающих блоках 3-1 и 3-2 хранятся по 32 восьмиразрядных кода числа, обеспечивающие при последовательной смене адресов получение,на выходах цифроаналоговых преобразователей 4-1 и 4-2 двух сдвинутых на четверть периода копий кваэигармонического сигнала, в которых подавлена;, значительная часть гармоник, в частности со второй по четырнадцатую включительно.При подаче с задающего генератора 1 напряжения соответствующей частоты на адресный счетчик 2, последовательно меняются выбираемые адреса в постоянных запоминающих блоках 3-1 и 3-2, коды чисел с их выходов поступают на цифроаналоговые преобразователи 4-1 и 4-2, которые вырабатывают кваэигармонические сигналы. Эти сигналы после дополнительной Фильтрации Фильтрами 6-1 - 6-3 нижних частот, позволяющей дополнительно ослабить верхние гармоники, используются в качестве опорных напряжений в пере- множителях 7-1 и 7-2, и после усиления усилителем 8 мощности для возбуждения датчика 9. В сумматорах 5-1 и 5-2 производится сложение квадратурных составляющих сигналов, что обеспечивает при выборе соответствующих весовых коэффициентов компенсацию Фазовых сдвигов в каналах измерения активной и реактивной компонент сигнала. Выходной сигнал дат33 формула изобретения 5 883 чика 9 через буферные усилители 10-1 и 10-2, имеющие большое входное сопротивление, подается на сигнальные входы перемножителей 7-1 и 7-2. Вькод. ные сигналы перемножителей 7-1 и 3 7-2, усиленные основными усилителями 11-1 и 11-2 поступают на входы регистраторов 12-1 и 12-2;Введение дополнительных элементов в устройство позволяет подавить зна Е чительное чйсло гармонических составляющих, имеющих относительно большие амплитуды , причем подавление осуществляется как в сигнале, используемом для возбуждения датчика 13 9, так и в опорном сигнале перемножителей 7-1 и 7-2. Это позволяет снизить влияние гармонических составляющих до величин, составляющих доли-единицы процентов. Дальнейшее Зф подавление влияния гармоник основной частоты осуществляется за счет использования фильтров 6-1, 6-2 нижних частот.Введение в тракты формирования опор ных сигналов сумматоров 5-1 и 5-2 позволяет подбором весов составляющих компенсировать фазовые .сдвиги в каналах измерения активной и реактивной составлянзцих комплексных 39 сопротивлений ипи проводимостей.В целом применение всех вышеуказанных мер позволяет снизить значение систематической погрешности измерений до величин порядка 0,1 Х и менее. 40Устройство для измерения электрических свойств горных пород и руд, содержащее задающий генератор, датчик, вход которого соединен с вы 79 4ходом усилителя мощности, а выходподключен ко входам каналов измерения активной и реактивной составляющих комплексных проводимостей либо сопротивления, каждый из которых состоит иэ последовательно соединенных буферного усилителя, перемножителя, основного усилителя ирегистратора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияточности измерений, в него дополнительно введены адресный счетчик,два постоянных запоминающих блока,два цифроаналоговых преобразоватепя и два сумматора, управлякщие вхо-.ды постоянных запоминающих блоковчерез адресный счетчик подключены к,вькоду задающего генератора, а вы-ходы соответственно соединены совходами цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены савходами каждого из сумматоров, выходы последних через фильтры нижнихчастот соединены с управпякщими входами перемножителей, кроме, того,выход одного иэ циФроаналоговых преобразователей через активный фильтрнижних частот соединен со входом усилителя мощности.Источники информации,принятые во внимание при.экспертизе1. Савицкий А.П;, Чзов В.И; Аппаратура для измерения электрическихи магнитных свойств горных пород.Сб. "Методы разведочной геофизики",вып. 13. Злектроразведка, Л., "Недра", 1971, с. 142-148.2. Исследование и экспериментальная проверка возможности созданияаппаратуры для комплексных измерещийсвойств образцов горных пород. Отчет НИР, номер Гос. рег. 72002672.Красноярский политехнический институт, 1975, (прототип).мчик 0218 68 Тираж 135 Подписно ВНИИПИ Государственного комитета СС Р по делам иэобретений и открытий П 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5