Лабораторная работа № 5

 

Изучение электроразведочной аппаратуры АНЧ-3

 

Цель работы

Изучение устройства, порядка работы и калибровки электроразведочной аппаратуры АНЧ-3.

 

Приборы и оборудование

Комплект аппаратуры АНЧ-3, нагрузочное сопротивление, соединительные провода, контрольно-измерительные приборы.

Порядок проведения работы

1. Изучение блок-схем аппаратуры квазипостоянного тока и основных способов измерения разности потенциалов.

2. Поверка технических и метрологических характеристик аппаратуры АНЧ-3.

3. Оценка результатов, формулирование выводов.

 

Пояснения к работе

При выполнении измерений методами электроразведки на постоянном токе существенными помехами являются ЭДС поляризации приёмных элек­тродов, блуждающие (грозовые) и теллурические токи, промышленные помехи частотой 50 Гц. Влияние этих помех можно резко уменьшить, используя аппаратуру, работающую на низкочастотном переменном токе. Достигается это тем, что разнополярный переменный ток практически исключает появление поляризации электродов, а использование в измерительных приборах (микровольтметрах) фильтров с острой частотной характеристикой позволяет значительно уменьшить влияние переменных электрических помех (рисунок 10).

 

Рисунок 10 Амплитудно-частотная характеристика измерительного тракта электроразведочной аппаратуры переменного тока

 

 

Примером аппаратуры, обладающей всеми свойствами постоянного тока и обеспечивающей высокую помехозащищённость приборов, является комплект АНЧ-3(аппаратура низкой частоты).

В комплект АНЧ-3 входят два генератора (переносной и стационарный), три микровольтметра (измерителя), выпрямитель (прибор для зарядки аккумуляторов), бензоэлектрический агрегат для питания стационарного генератора.

Каждый из генераторов вырабатывает двуполярный ток прямоугольной формы с частотой 4,88±0,01 Гц (при активном характере нагрузки). Выходной ток генераторов стабилизирован. Генератор переносной имеет три фиксированных значения выходного тока (10,0; 31,6; 100 мА), а стационарный семь значений (0,10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,40; 1,0; 1,5; 2,0 А). Нужное значение выходного тока может быть установлено с помощью переключателя на лицевой панели генератора. При увеличении нагрузки выше допустимой для установленного переключателем значения выходного тока на лицевой панели генератора начинает мигать индикатор, предупреждая оператора о том, что стабилизация тока нарушена. Чтобы восстановить стабилизацию тока, оператор должен выключить генератор, улучшить заземление питающих электродов, либо перейти на другое, меньшее значение выходного тока, а затем вновь включить генератор.

Измеритель представляет собой избирательный микровольтметр, на­строенный на рабочую частоту 4,88 Гц и снабжённый фильтрами для подавления помех с промышленной частотой 50 Гц и помех средневолновых радиостанций. Динамический диапазон прибора расширен за счёт ослабления сигнала двумя аттенюаторами: семиступенчатым с ослаблением 10 дБ (в 3,16 раза) на ступень и одноступенчатым с ослаблением 60 дБ (в 1000 раз). Отсчёт значений производится по стрелочному индикатору.

С целью обеспечения достоверности полевых наблюдений необходимо периодически проверять аппаратуру. Схема калибровки аппаратуры АНЧ-3 приведена на рисунке 11. Перед проведением калибровки проверяют состояние источника питания измерителя. Для этого переводят тумблер, расположенный слева от стрелочного индикатора, в положение «КОНТР». Показания индикатора при этом должны составить не менее 70 делений шкалы, что будет соответствовать напряжению источника питания 14 В. Полностью заряженный источник питания имеет напряжение 17 В, что соответствует 85 делениям.

 

 

Рисунок 11 Схема калибровки аппаратуры АНЧ-3

R_к – калибровочное сопротивление; R_н – нагрузочное сопротивление

(эквивалент нагрузки)

 

В обоих генераторах последовательно в цепи нагрузки (питающей ли­нии) включён калибровочный резистор R_к, сопротивление которого известно. Падение напряжения определяется по формуле U_к = IхR_к. Это напряжение выведено на гнёзда «U_к» на лицевой панели генераторов и через них может быть подано на вход измерителя для калибровки.

Сопротивление шунта R_к равно 1 Ом в генераторе переносном и 0,1 Ом в генераторе стационарном. Калибровка может осуществляться при любом значении тока. При калибровке, например от генератора переносного, при токе 10 мА напряжение U_к должно составлять U_к = 0,01А х 1Ом = 10 мВ. Следовательно, в диапазоне измерения 10 мВ отсчёт по стрелочному индикатору измерителя должен быть равен 100 делениям шкалы. Если имеет место отклонение отсчёта от 100 делений, то оно устраняется регулировкой коэффициента усиления измерителя с помощью потенциометра КАЛИБРОВКА, выведенного на переднюю панель измерителя. Следует подчеркнуть, что поскольку значения токов генераторов устанавливаются при настройке с отклонением, не превышающим 1 %, то поэтому калибровка системы "генератор-измеритель" на одном из фиксированных значений тока исключает необходимость калибровки на остальных значениях.

Для полной калибровки аппаратуры АНЧ-3 собирается схема, показанная на рисунке 12.

 

 

 

Рисунок 12 Схема калибровки аппаратуры АНЧ-3

 

В основу градуировочного устройства положен принцип линейных делителей тока. Допустимая величина тока при подключении генератора к колодке "xl" не более 200 мА, к колодке "х10^-4" - не более 1 А. Эталонное значение величины DU/I на выходе градуировочного устройства (на клемме MN) устанавливается с помощью переключателей a, f, b, то есть Положение переключателя "f" должно соответствовать колодке, к которой подключен источник тока (линия АВ от генератора).

Калибровку выполняют при положениях переключателей диапазонов микровольтметра для a: 10^-3, 10^-1, 10; для b: 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90. Результаты калибровки записывают в таблицу 10.

Таблица 10

Калибровка аппаратуры АНЧ-3 с помощью градуировочного устройства

a	f	b	DU/I	DUизм/Iизм	А

 

Относительную погрешность аппаратуры определяют по формуле:

(9)

Допустимая величина погрешности ± 2 % .

Содержание отчёта

 

1. Титульный лист.

2. Краткое описание блок-схемы градуировки электроразведочной АНЧ-3.

3. Основные результаты и выводы по работе.

Контрольные вопросы

 

1. Комплектность электроразведочной аппаратуры АНЧ-3.

2. Устройство и принцип работы аппаратуры АНЧ-3.

3. Основы метрологического контроля электроразведочной аппаратуры.

4. Особенность калибровки аппаратуры АНЧ-3.