实验直流电法常用仪器认识及操作(均匀半无限介质点源场及水电阻率的测定)

实验直流电法常用仪器认识及操作（均匀半无限介质点源场及水电阻率的测定） 作者:日期: 实验5直流电法常用仪器认识及操作（均匀半无限介质点源场及水电阻率的测定）一、实验目的1.了解直流电法常用仪器的简单原理、面板结构，并学会仪器的操作方法。2.学会测定电场，加深正常场的概念。3.学会用四极法测定水电阻率的方法。二、实验内容及步骤（~）DWD—II型微机电测仪1.DWD—II型微机电测仪简单原理及面板结构DWD—II型微机电测仪是用微处理机控制的智能式电法仪器。测量参数有自然电位差AVsp、总场电位差AV、供电电流Iab、二次电位差AV2、电阻率P、极化率n、半衰时st及综合参数z=stxo.75n,其结构框图如图7-5-1。本仪器使用80C39单片机完成整机的自动控制与数据处理，仪器的输入转换开关受计算机“AV/I”控制信号控制（信号为。时测AVmn:为1时测Iab）。而“调零”控制信号控制输入短路开关，当信号为1时仪器输入端短路，进行放大器零点检查：反之进入测量状态。仪器的放大电路部分由4级运算放大器组成，输入级采用前3级构成差动放大器，并将MN端的输入信号与D/A转换器送来的极化补偿信号进行比较以进行极化补偿，第四级运放是增益受计算机控制的程控放大器。该仪器极化补偿原理是供电之前测出M、N之间的极差和自然电位值，然后进行A/D转换，由计算机算出其大小，再经过D/A转换、D/A反相及D/A衰减后输出补偿信号至输入级进行极化补偿。仪器通过自动供电控制电路控制高压回路中V-MOS开关管的通断以实现供电。另外，仪器还设有压制工频干扰的陷波器，及各种接口电路以完成整机的协调工作。力。因©©艮付用9yDWD-II型微机电测仪而板结构如图7-5-1,各部分功能介绍如下。①延时拨盘：控制AB供电时间。拨盘数为1-9,对应的供电时间分别为5,8.10.15,20.30.40.60.120S„当供电前延时拨盘置“0”时，断电后不测二次电位差.②次数拨盘：决定供电次数多少。拨盘数为1-9对应的供电次数分别为2,4,6,8,10,12,14,16,18次。次数拨盘“0”时，进行单向供电，其它均为双向供电。③装置拨盘：为AB/2极距代码。应根据AB/2、MN/2极距设置拨盘数，其间对应关系见表7-5-1,必须指出，表7-5-1只适合于常规对称四极情况。计算机在测量过程结束后，根据装置拨盘数计算出装置系数和视电阻率值。图7-5-1DWD-H型微机电测仪面板④四组接线柱：AB、MN接线柱；高压电源接线柱接供电电源；同步接线柱则用于控制配套的DJF—1型激电发送机，实现自动供电。⑤Iab/Rab按钮开关，未按该开关，监视AB回路供电，按下此开关，测AB回路接地电阻，但供电时不能按此开关。⑥高压反向开关：改变AB供电极性开关，其中间位置为AB回路开路。注意只能在断电时拨动此开关。⑦复位按钮：计算机初始化，测量前必须按复位按钮。⑧启动按钮：启动计算机工作的按钮开关。⑨电源开关：仪器工作电源开关。⑩供电指示表头及液晶显示器：监视AB供电和测量AB接地电阻，表头指示值为0,2,4,6,8,10对应的Rab分别为0,600Q,1.2kQ2.5kQ,5kQ,10kQo液晶显示器用于观测场值的显示。表7-5-1MN=AB/3(m)MN=AB/5(m)不等比拨盘AB/2拨盘AB/2拨盘AB/2拨盘AB/2拨盘AB/2MN/2拨盘AB/2MN/2数(m)数(m)数(m)数(m)数(m)(m)数(m)(m)1/3 011.51150211.53150411.50.5514012022.512222.53265422.50.552653033.51380233.533804340.553651204514100245341004460.5541001205715130257351304590.555150120610161702610361704693562201207141722027143722047150.557220700820182802820382804815358340120928193502928393504925359340701038205003038405005040360500702.DWD—II型微机电测仪操作方法①准备工作：包括仪器内部电源的设置和检查，拨盘置某数以及RAB的测量，②打开电源开关，按复位按钮使计算机初始化，同时液晶显示器显示电池电压（应大于8.5V）o③高压反向开关应置于“+”或位置，按启动开关，显示“1111”代码，仪器进入测量程序，同时进行极化补偿。④极化补偿结束后，显示自然电位值:约1秒后，仪器自动供电进行放大器增益调整，表头偏转，液晶显示器显示“000”：调整结束后，仪器自动断电，显示“1212”。⑤显示“1212”后，拨动反向开关换向，并按启动开关，AB回路进行正式测量的第一次供电，显示“001”，同时自动观测AVMN、IAB,然后断电。⑥仪器断电后自动转入二次电位差测量，二次电位差共测七块而积，并由此计算出47,测量结束后，显示“1212”，可进行下一轮反向供电，当供电前将延时拨盘置“0”时，断电后，不测二次电位，亦不计算极化率和半衰时，只计算视电阻率。⑦显示“1212”后,拨动后向开关按启动开关，AB进行第二次供电，显示“002”。⑧依此循环，显示“1212”，将反相开关反相，按启动开关进行下一轮供电，直至达到设定的供电次数后，显示“1999”，表示测量结束:。⑨显示“1999”后，总场电位差△Vmn—供电电流Iab~电阻率P—7-5-2均匀半无限介质表面两异性电源的电场测定按启动开关读取测量结果，每按一次显示一个参数，依次是:001（极化率序号）-Hi-OO7TQI一半衰时St-综合参数z。如果接着按启动按钮，则从头重复显示。这种手动换向工作方式最高工作电压400V,最大电流2Al.（二）均匀半无限介质表而两异性点源场的测定按图7-5-2连接供电和测量线路，选AB=100cm,MN=l-2cm,点距2-4cm,在AB连线方向上，全线（包括A、B电极内、外侧）逐点观测AVMN,并计算电场强度E=AVmn/MN,记录点为MN中点，观测时应保持供电电流不变，’否则观测结果应用供电电流归一。图（三）水电阻率的测定选用小四极装置，按图7-5-2接好线路，实验时，应将装置置于水槽的中间部位，供电后测量和并量出AM、AN、BM、BN长度（单位m）,则装置系数：，K=而水的电阻率计算公式为:改变供电电流进行3〜4次重复观测。三、实验要求及思考题1.熟悉各种直流电法仪器原理、面板及操作。学会使用这些仪器进行直流电法的观测。2.测定并绘出均匀半无限介质表面两异性电源场的电位及电场强度分布曲线，讨论其分布特征。3,写出几个小四极装置大小及所测定的水电阻率，并求平均值。讨论在此实验中，装置系数、供电电流、观测电位差以及水电阻率的观测值之间存在着什么关系？1/3 4.用其它实验装置能否测定水的电阻率？如何测次?5.编写实验报告。1/3