Автокомпенсационное устройство для электроразведочной станции

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 с 01 ч 3/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОБРЕТЕНИЕЛЬСТВУ ПИСАНИ АВТОРСКОМУ 3А. Городничев укторскоеборостроени.М., Авток тремаль 1969, с ОННОЕ УСТРОЙ ЧНОЙ СТАНЦИИ ограничилятор, о м, что, с и и быстро 4) ВО(57) АВТОКОМПЕНСАЦИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОРАЗВЕД ржащее нуль-орган,модулятор, демод ч а ю щ е е с я т ю повышения точнос(46) (72) (71) бюро (53) (56) Шайи пенс ногоТ 3514003/24-2524. 11.8230.07.85. Бюп. Н 2Ю.В. Свиридов и ВСпециальное констргеофизического при550.837(088.8)Мелик-Шахназаров АИ.Л., Маркатун М.Гционные приборы эктипа, М.: Энергиям же, с 87"88. 8011703 7 А действия компенсации, в него введены генератор пилообразного напряжения, ключ, дифференциальныйусилитель, причем генератор пилообразного напряжения, модулятор, огра.ничитель и демодулятор соединеныпоследовательно, вход нуль-органаподключен к входной клемме устройства, а выход - к первому управляющему входу ключа, второй управляющий вход которого и управляющийвход генератора пилообразного напряжения соединены с клеммой "Пуск,выход демодулятора подключен к выходной клемме устройства и инвертирующему входу дифференциального усилителя, выход которого соединенчерез ключ с управляющим входомограничителя.Изобретение относится к геофизике и может быть использовано ваппаратуре, предназначенной длягеоэлектроразведки при проведениипоиска полезных ископаемых, а такжеинженерно-геологических работ.Цель изобретения - повышениеточности и быстродействия компенсации.На фиг. 1 изображено автокомпенсационное устройство, на фиг. 2 - ,гз жтроразведочная станция, в котой предпочтительно использованиеа токомпенсаццонного устройства,н айг. 3 - эпюра напряжения на выходе генератора пилообразного напряжения, на фиг. 4 - эпюра напряженияна выходе модулятора; на фиг, 5эпюра напряжения на выходе ограничителя; на фиг. 6 - эпюра напряже- .ния на выходе детектора, на фиг. 7 -эпюра напряжения на информационномвходе ключа.Автокомпенсационное устройство(см. фиг. 1) содержит нуль-орган 1,генератор 2 пилообразного напряжения модулятор 3, ограничитель 4,демодулятор (детектор) 5, ключ 6,усилитель 7 с резисторами, образующими резистивный делитель.Устройство работает следующимобразом,От блока управления (не показан) поступает импульс "Пуск", который запускает генератор 2 пилообразного напряжения и размыкает ключ 6. Модулятор 3 преобразовывает пилообразное напряжение (фиг. 3) в последовательность импульсов (фиг. 4) так, чтобы ее огибающая совпадала с пило образным напряжением. Затем эта последовательность импульсов (фиг. 4), представляющая переменный сигнал, усиливается ограничителем 4 до определенного уровня (фиг. 5). После этого при помощи демодулятора (детектора) 5 осуществляется обратное преобразование сигнала (фиг. 6), т.е. выделение пилообразного напряжения, которое подается на вход объекта компенсации полярностью, обратной напряжению помехи. Выход объекта компенсации подключен к входу нуль-органа 1, который в ,момент полной компенсации (напряжение на входе элемента 1 равно нулю) вырабатывает импульс управ.ления ключом 6. Ключ 6 замыкает вы 70397 гход дифференциального усилителя 7с управляющим входом ограничителя 4.Когда ключ 6 разомкнут, то с увеличением амплитуды пилообразногонапряжения выходное напряжениеОо(1 усилителя 7 (фиг. 7) соответственно уменьшается10где 1 Ц - выходное напряжение дифсференциального усилителя;(акоп - опорное напряжение, задаваемое резистивным дели" 15 телем дифференциальногоусилителя,0 Я- напряжение на выходе модулятора 5 (компенсирующее напряжение);20 1 в .постоянный коэффициент.В момент компенсации срабатываетключ 6, выходное напряжение усилителя 7 подается,на управляющийвход ограничителя 4 и мгновенно на 25 его выходе происходит ограничениенарастающего модулированного пилообразного напряжения (фиг, 5) науровне, необходимом для полной комФпенсации помех, определяемой нульорганом 11 от и сф (мои 7 (2)где 5- напряжение ограниченияусилителя-ограничителя 4;Омд(6 - модулированное пилообразное напряжение.Дальнейшее нарастание пилы ограничивается ограничителем 4, а 40 уровень ограничения модулированногопилообразного напряжения ограничителя 4 остается постоянным доприхода следующего импульса "Пуск"и определяется выходным напряжением(фиг. 7) усилителя-вычитателя 7.Устройство автоматической компенсации позволяет повысить точность и быстродействие измерений засчет введения совокупности новых 50 признаков и связей. В прототипеэта задача решается путем преобразования аналогового сигнала в цифровую форму записи в запоминающемблоке, обратного преобразования 55 цифра-аналог и заряда запоминающихконденсаторов. Известное решениеимеет ряд принципиальных недостатков, которые нельзя устранить,используя современную элементную базу. Эти недостатки обуславливают более низкую точность и быстродействие по сравнению с данным устройством.В известном техническом решении используются запоминающие конденсаторы. Перезаряд конденсаторов должен быть практически мгновенным. Последнее требование теоретически выполнить невозможно, так как нельзя построить схему с бесконечно большой скоростью перезаряда конденсатора. Использование накопительных конденсаторов не позволяет точно скомпенсировать напряжение за счет токов утечки емкостей. Компенсация проводится в .несколько этапов.Предлагаемое устройство не имеет накопительных конденсаторов и процесс автоматической компенсации проводится непосредственно в аналоговой Форме.Структурная схема электроразведочной станции с включенным в нее автокомпенсационным устройством изображена на Фиг. 2. Она содержит последовательно соединенные входное устройство 8, блок 9 усилителей, коммутатор 10 каналов, аналогоцифровой преобразователь 11, выход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 11 соединен с входом блока 14 регистрации и с входом блока 13 управления, выход которого соединен с управляющим входом автокомпенсационного устройства 12, информационный вход которого соединен с выходом коммутатора 10, а его выход подключен к компенсирующему входу блока 9 усилителей, выход блока 13 управления соединен с входом блока 14 регистрации.Устройство работает следующим образом.С генераторного., устройства (не показано) в изучаемой среде возбуждается электромагнитное поле. Прием электромагнитного поля осуществляется с помощью входного устройства 8, которое представляет собой электроды, установленные в точках исследования. Сигнал, снимаемый с электродов, .поступает в блок 9 усилителей, в котором усиливается, и с выхода блока 9 подается на коммутатор 10 каналов, который; последовательно подключает измерительные каналы на вход блока аналого-цифрового преобразователя 11.Аналого-цифровой преобразователь11 находит цифровые значения (коды) амплитуд сигналов. Коды сигналов поступают в блок 14 регистрациии блок 13, где формируются слова,которые подаются затем в цифровой 1 О магнитный регистратор (находитсяв блоке 14) и записываются на магнитной ленте.Если между электродами действуетнекоторая разность потенциалов, 15 величина которой определяется интенсивностью и структурой исследуемого электромагнитного поля, то навыходе измерительного устройствадействует напряжение20Ц Щ-.О,1+ец-ЕСЦ ъ)Последние два напряжения обусловлены поляризационными электро химическими процессами, протекающими на контактах приемных электродов.Из приведенной формулы (3) очевидно, что непостоянство напряжеЗо ния поляризации приемных электро-.дов и случайный характер их изменения во времени обуславливает существенное искажение (неточность) результатов измерений. Чем точнее имеется возможность скомпенсировать величину изменяющегося во времени напряжения, тем выше точность результатов измерений. Функцию компенсации поляризации электродов и компонент выполняет автокомпенсационное устройство 12. До начала каждого измерения проводится процесс компенсации, для этого от блока 13 управления на управляющий вход устройства 12 посту пает импульс ПускПри этом на выходе устройства 12формируется напряжение, изменяющееся по пилообразному закону. Это 50 напряжение поступает на блок 9 усилителей полярностью, обратной напряжению поляризации электродов.Коммутатор 10 каналов подключаетвыход соответствующего измеритель ного канала к нуль-органу автокомпенсатора 12,Как только произойдет полная компенсация, нуль-орган вырабатываетиМпульс управления и мгновенноограничивается компенсирующее напряжение. Уровень напряжения компенсацнн сохраняется постояннымдо прихода следукицего импульсаПуск,1170397 оставитель Л.Воскобойниковехред М.Гергель Корректор Л, Пилипен Редактор Н.Киштули каз 4701/43 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,Тираж 748 ИИПИ Государственно по делам изобретен 3035, Москва, Ж, ойРа Подписномитета СССРоткрытийская наб., д. 4