Устройство для измерения разности потенциалов и силы тока Советский патент 1957 года по МПК G01V3/02 

Предлагаемое устройство предназначено для измерения разности потенциалов и силы тока при электроразведочных работах, проводимых методами постоянного тока с линиями малой и средней длины.

Обычно применяющийся при электроразведке постоя1 ; ЫЛ| током потенциометр типа ЭП-1 обладает низкой чувствительностью и малым входным сопротивлением, что существенно ограничивает возможности проведения с ним электроразведочных работ в трудных условиях (высокие переходные сопротивления цепи, низкий уровень полезных сигналов, больщие помехи). Предлагаемое устройство обладает больщим входным сопротивлением и устойчивостью по отношению к нестабильности источников питания и другим дестабилизирующим факторам, что достигается применением в нем глубокой отрицательной обратной связи. Для устранения аппаратурных щумов, паразитных наводок и явления сползании пуля в устройстве применено синхронное детектирование, осуществляемое двумя синхронно работающими электромехапичесюгми преобразователями, из которых один помещается на входе усилителя, а другой - ьа выходе.

Глубокой отрицательной связью охвачен не только усилитель, как это делается обычно, но также выпрямитель-преобразователь, благодаря чему описываемое устройство обладает высокой устойчивостью иулевглх показаний индикатора, больщой точностью измерений, большим входным сопротивлением и малой зависимостью показаний от изменения параметров ламп, режима вибропреобразователя, напряжения источников пита ия и других дестабилизирующих факторов.

Принципиальная схема устройства показана на чертеже.

Измеряемая э.д.с. (разность потенциалов Af/) с внутренним сопротивлением Ii приложена к зажимам cd. На вход хснлитсля (зажпмы f9) поступает напряжение Ll. Величина этого напряжения определяется из рассмотрения комиенсационного контура cde9j.

№ 108866

t/. -- R «(A CJ- U,,J ,(I)

где / R+ +R -rR2+R3 - полное сопротивление компенсационно

/ го контура, c(- -iкоэффициент деления напряжения.

Во время работы вибропреобразователя ВП подвижный контакт поочередно замыкается с контактами 1 и 2. При соединении его с контактом / сопротивление i замыкается накоротко и поэтому напряжение на выходе усилителя равно нулю. После размыкания якоря с контактом / напряжение (Ji оказывается приложенным ко входу усилителя. Таким образом, постоянное напряжение L/i преобразуется в пульсирующее, переменная составляющая которого усиливается усилителем перемеиного тока.

На выходе усилителя включен трансформатор Тр. Напряжение, появляющееся во вторичной обмотке, выпрямляется с помощью того же якоря и контакта 2 вибропреобразователя. Концы вторичной обмотки должны быть включены так, чтобы выпрямленное выходное напряжение t/g,,. оказалось включенным навстречу измеряемой э.д.с. Поскольку проводимость выпрямителя меняется синхронно с преобразованием входного сигнала, то это позволяет с помощью того же вибропреобразователя осуществлять синхронное детектирование.

Конденсатор €2, как и во всякой схеме выпрямителя, служит для усреднения выпрямленного напряжения. Чтобы в компенсационном контуре вычитание производилось по постоянному току, необходимо хорошо сглаживать выпрямленное напряжение, и поэтому емкость конденсатора Сг должна быть большой. По конструктивным соображениям не всегда возможно применить конденсатор требуемой емкости. В том случае, когда емкость конденсатора Cz недостаточна или он вообще отсутствует, что также возможно, для осуществления вычитания (компенсации) по постоянному току необходимо включать в компенсационный контур фильтр RsCi. При наличии этого фильтра и соответствующем подборе его параметров на вход усилителя поступает только разность между измеряемой и постоянной составляющей выходного напряжения.

Обозначим через К коэффициент усиления по постоянному току, тогда при учете (1), можем записать:

и, Ки, Ю. (AL-fy,,-,,,)(2

Значение выпрямленного тока в выходной цепи определяется выра-) жением:

А 7-( (;)

Имея выражение для /2 легко определить и величину предельной погрешности

1

КаГ

l+aA- rf +(

1

1 1 ТГ

(4)

R 1 -f а/С