Устройство для калибровки электронных сейсмических каналов

 

Предложено устройство для калибровки электронных сейсмических каналов. Изобретение относится к сейсмометрии и может быть -применено в сейсмометрии, инженерной сейсмологии и сейсморазведке. За счет введения в устройство блоков согласования и масштабирования обеспечивается возможность регистрации с высокой точностью в цифровом виде .входного и выходного сигналов. При этом исключаются субъективные ошибки и появляется врзможность использования статистических методов для оценки результатов, что повышает точность определения АЧХ до 0,5-1%. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. СО to 4 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЩИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (И) .

А1 (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К А ВТОРСКОМЪб СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3831205/24-25 (22) 27.12.84 (46) 30.06.86. Бюл. 1Ф 24 (71) Спецсектор Института физики

Земли АН СССР (72) В. А. Ан, С. К, Дараган, В. В. Мотичев и М. А. Шабаловский (53) 550.834(088.8) (56) Дараган С. К., Осадчий А. П.

Импульсная калибровка сейсмического канала. В сб.: Вычислительная сейсмология, вып. 3. M. Наука, 1967, с. 251-252.

Аранович 3. И., Маламуд А. Я.

Импульсная калибровка сейсмометрических каналов. М., ИФЗ АН СССР, 1976, с. 37-43.

Аранович 3. И., Кирнос Д. П., Фремд В. М. Аппаратура и методика сейсмометрических наблюдений в СССР.

M.: Наука, 1974, с. 174-176. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ЭЛЕКТРОННЫХ СЕЙСМИЧЕСКИХ КАНАЛОВ (57) Предложено устройство для калибровки электронных сейсмических каналов. Изобретение относится к сейсмометрии и может быть .применено в сейсмометрии, инженерной сейсмологии и сейсморазведке. За счет введения в устройство блоков согласования и масштабирования обеспечивается возможность регистрации с высокой точностью в цифровом виде ,входного и выходного сигналов. При этом исключаются субъективные ошибки и появляется возможность использования статистических методов для оцен- Е ки результатов, что повышает точность определения АЧХ до 0,5-1Х. 2 э.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство работает следующим образом.

Синусоидальные напряжения с частотой, на которой производится калибровка канала, с выхода генератора 2 подают на вход блока согласования 3.

С выхода 10 блока согласования, ко" торый имеет коэффициент передачи 1, но напряжение на нем при отсутствии

1 1241

Изобретение относится к сейсмометрии и может быть применено в сейсмометрии, инженерной сейсмологии и сейсморазведке.

Целью изобретения является повышение точности и надежности калибровки электронных сейсмических каналов.

На фиг. 1 приведена блок-схема

4 ,> 4 калибровочного устройства; нафиг. 2— блок-схема блока согласования; на 1О фиг;. .3 — блок-схема блока масштабирования;

Устройство для калибровки состоит из калибруемого канала 1, состоящего из последовательно включенных сей- 15 смометра и усилителя, генератора 2, блока согласования 3, блока масштабирования 4, коммутатора каналов 5, двухлучевого электронного осциллографа 6, аналого-цифрового преобразо- 20 вателя (АЦП) 7 и цифрового регистратора (магнитофона) 8. Выход магнитофона является выходом устройства.

Блок согласования имеет выходы 9 и 10, блок масштабирования имеет вы- 25 ходы 11 — 15, коммутатор каналов имеет входы 16-21, кроме того, имеются свободные входы для подключения однотипных калибруемых каналов (не обозначено), осциллограф имеет входы 30

22 и 23.

Блок согласования состоит из буферного каскада на операционном усИялителе 24 с резистором 25 обратной связи, сдвигающего каскада на операционном усилителе 26 с резисторами

27 и 28 обратной связи и делителем на сопротивлениях 29 и 30, и инвертора на операционном усилителе 31 с резисторами 32 и 33 обратной связи. 40

Блок масштабирования состоит из каскада I на операционном усилителе

34 с переключателями 35 и 36, каскада П на операционном усилителе 37 с резистором 38 обратной связи и 45 переключателем 39, каскада Ш на операционном усилителе 40 с резисторами

41 и 42 обратной связи и переключателя 43.

173 2 сигнала равно †.5,45 В, что соответствует стандарту применяемого АЦП, сигнал подают на вход коммутатора каналов 5, например Ф 799/2, и на первый однофазный вход электронного осциллографа 6, например С1-18. С помощью аттенюатора генератора двойная амплитуда напряжения устанавливается равной 0,75-0,85 от максимально допустимого входного напряжения (9,4 В) и его величина контролируется осциллографом 6. С выхода 9 блока согласования, который имеет коэффициент передачи 1, напряжение подают на вход блока масштабирования 4, а с выхода этого блока — в цепь калибровочной обмотки калибруемого канала 1. Коэффициент масштабирования с помощью переключателей 35,36,39 и 43 этого блока выбирают таким,. чтобы на выходе калибруемого канала, 1 двойная амплитуда напряжения отклика составляла 0,75-0,85 от максимально допустимого входного напряжения

АЦП. Величину этого напряжения контролируют осциллографом 6, подавая на второй однофазный вход 23. Напряжение отклика калибруемого канала 1 подают на вход 17 коммутатора кана" лов 5. Напряжения с выходов 12,13, 14 и 15 блока масштабирования, которые характеризуют положения масштабирующих переключателей 35,36,39 и

43 соответственно, так как каждому положению этих переключателей. соответствует определенное постоянное напряжение, подают на входы 18,19, 20 и 21 коммутатора каналов 5. С выхода коммутатора каналов 5 каждое из подаваемых на его входы напряжение подают на вход АЦП, цифруют ll-раз-. рядным кодом и с выхода АЦП регистрируют магнитофоном на магнитную ленту.

При калибровке нескольких однотипных каналов напряжение с выхода блока масштабирования 4 подается одновременно в цепи калибровочных обмоток всех каналов, а напряжения откликов с выходов этих каналов подаются на соответствующие свободные входы коммутатора каналов 5.

В процессе снятия АЧХ калибруемого канала 1, при переходе с частоты на частоту, необходимую величину с напряжения на выходе калибруемого канала устанавливают изменением коэффициента передачи блока масштабирования с помощью переключателей

3 1241

35,36,39 и 43, оставляя выходное напряжение генератора неизменным, что позволяет цифровать его с высокой точностью.

Блок .согласования 3 работает следующим образом.

Буферный каскад охвачен 1007. последовательной отрицательной обратной связью по напряжению (резистор 25) и имеет коэффициент передачи, равный 1р

1. Этот каскад снижает до десятых. долей ома конечное сопротивление ат тенюатора генератора 2.

С выхода этого каскада сигнал подают на вычитающий вход операционного усилителя 26 сдвигающего каскада.

Коэффициент передачи этого каскада равен — 1 и определяется равными сопротивлениями резисторов 27 и 28, а напряжение сдвига — 5,45 В задают 2б делителем на резисторах 29 и 30, точка сбединения которых подключена к суммирующему входу усилителя 26.

С выхода этого каскада сигнал подают на вход операционного усилителя 31 инвертора. Коэффициент передачи его устанавливается резисторами 32 и 33 и равен 1.

Таким образом, напряжения сигналов на выходах 9 и 10 блока согласования ЗО находятся в фазе, но уровень сигнала по выходу 10 сдвинут на -5,45 В.

Блок масштабирования 4 (фиг. 3) работает следующим образом.

Входной- сигнал подают на вычитающий вход усилителя 34 каскада I.

Коэффициент передачи этого каскада определяется сопротивлениями резисторов обратной связи, подключенными переключателями 35 и 36 и его можно 4р менять ступенями в прецелах от

-0,2 до -2,4 ° С выхода каскада I сигнал подают на вычитающий вход усилителя 37 каскада II. Его коэффи- циент передачи зависит от сопротивления резистора 38 обратной связи и сопротивления резистора обратной связи., подключаемого переключателем 39,.и может меняться ступенями от -0,001 до -1.

С выхода каскада 11 напряжение сигнала подают на вычитающий вход усилителя 40 каскада 1П. Его коэффициент передачи равен — 1 и определяется равными сопротивлениями резис- 55 торов 41 и 42 обратной связи. С выходов каскадов И и 1Н сигнал подают на переключатель 43, который подклю173 4 чает цепь калибровочной обмотки сейсмометра калибруемого. канала, или между выходом усилителя 37 и землей или между выходами усилителей 37 и

40. Во втором случае в цепь калибровочной обмотки подается напряжение удвоенной амплитуды.

В результате общий коэффициент передачи блока масштабирования по выходу 11 можно менять в пределах

2 10 -4,8.

Формула изобретения

l. Устройство для калибровки электронных сейсмических каналов, состоящих из последовательно включенных сейсмометра и усилителя, содержащее генератор и осциллограф, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности калибрования, в него введены блок согласования, блок масштабирования, коммутатор каналов, аналого-цифровой преобразователь и цифровой регистратор, при этом выход генератора подключен к блоку согласования, первый выход которого подключен к первому входу коммутатора каналов и первому входу осциллографа, а второй — к выходу блока масштабирования, первый выход которого подключен к цепи калибровочной обмотки сейсмометра калибруемого канала, выход которого подключен к второму входу коммутатора каналов и к второму входу осциллогРафа, второй, третий, четвертый и пятый выходы блока масштабирования подключены соответственно к третьему, четвертому, пятому и шестому входам коммутатора каналов, выход которого подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, а выход аналогоцифрового преобразователя — к входу цифрового регистратора.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок согласования выполнен на базе буферного каскада, сдвигающего каскада, инвертора и делителя напряжения, причем выход буферного каскада подключен к вычитающему входу сдвигающего каскада, делитель напряжения подключен к суммирующему входу сдвигающего каскада, а выход сдвигающего каскада— к входу инвертора.

3. Устрой тво по п. ), о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок масштабирования выполнен из двух масшта1241173 бирующих каскадов, инвертора и четырех переключателей, причем первый переключатель подключен к вычитающему входу первого масштабирующего каскада, второй переключатель подключен между вычитающим входом и выходом первого масштабирующего каскада, выход которого подключен также на вычитающий вход второго масштабирующего каскада, третий переключатель подключен между вычитающим входом и вы5 ходом второго масштабирующего каскада, выход которого подключен также к входу инвертора и к четвертому переключателю, а выход инвертора подключен к четвертому переключателю.

1241)7

Составитель Д. Зарзарян

Техред 0.Сопко Корректор В. Бутяга

Редактор М. Бандура

Заказ 3485/41 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4