专利名称：电法勘探直流数字电测仪的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种地球物理勘探仪器，适用于直流电法勘探中的自然电场法，电阻率法和充电法等方法，可用于金属矿普查，水文工程地质和城市物探工作。
目前，国内常用的直流电测仪是DDC－2电子自动补偿仪，它是采用电子管电路，其缺点在于结构复杂，表盘读数，手动调节，稳定性差，测量精度低，抗干扰能力差，信噪比低，重量、体积、功耗均大，工作电源苯重，劳动强度大，工作成本高，效率低。
本实用新型的目的在于提供一种直流数字电测仪，它结构简单，数字显示，自动补偿自然电位，测量精度高，抗干扰能力强，信噪比高，小型，轻便，低功耗，工作成本低，效率高。
本实用新型采用CMOS大规模集成电路7126型微功耗A／D转换器和液晶数字显示器组合，实现直流电压信号测量高精度数字显示，利用高阻运算放大器和优质电容组合，实现自然电位自动补偿及测量电流，电压值取样保持功能，利用负压转换集成电路7660＋6V电源转换成－6V，可向高阻运算放大器提供±6V双向电源，省掉以往仪器所用的苯重电源和相应的电子零部件，用开关控制低通滤波器的节数，以改变对交流干扰信号的衰减量及读数建立时间常数RC。
图1自然电位自动补偿电路图2采样保持电路图3直流数字电测仪整机电路图结合附图详细说明本实用新型的结构和工作原理。
图1是利用高阻运算放大器与优质电容器组合而成，实现自然电位自动补偿。高阻运算放大器接成同相输入随和同相放大器时，具有极高的输入阻抗，其值为1012欧姆，可看作压控原件，即同相输入端无电流流入，若将其接在被测电路中，对被测电路将无影响，若输入电压Vi来自测量电极MN，接电容C的开关接地，在未加入人工电场之前，Vi为大地的自然电位值，电容两端将充电至Vi值，将接电容的开关转接高阻运算放大器同相端时，电容C串接于同相输入端，电容电压V1与测量电极MN输入端Vi数值相等，方向相反，相互抵消，使高阻运算放大器同相端与地之间电压为零，从而达到消除自然电位之目的，为此，要求电容C本身保持电压不变，而且由于高阻运算放大器的高输入阻抗，电容C也不会通过它放电，高阻运算放大器的输出电压V0与输入端的电压相同，而且为低阻抗输出，可供测量而不改变输入电路状态。
图2采样保持电路，当开关K接通时，电容C充电至测量电极MN输入电压Vi，此时为采样状态，当开关K断开时，电容C两端电压保持Vi值，输出也保持Vi值，随着开关K的接通与断开，完成采样与保持功能。对供电电流的采样与保持，是使供电电流流过0.1欧姆标准电阻，产生与电流成正比的电压值充于电容C中，然后用开关将电容C两端转接高阻运算放大器的同相端与地端，完成保持，测量高阻运算放大器的输出电压值，完成对电流的采样。
图3是本实用新型的整机电路图，是由交流滤波器1，输入电压△VMN采样保持器2，自然电位自动补偿器3，自校用电压信号发生器4，供电电流采样保持器5，高阻运算放大器组成的同相跟随与同相放大器6，负压转换器7和3 1/2 位液晶显示数字电压表8所组成。来自测量电极MN的直流与交流混合信号，通过交流滤波器1将交流信号衰减到对仪器测量无影响的程度，其衰减量可通过开关控制选取，将不衰减的直流信号输给自然电位自动补偿器3。输入电压△VMN的取样保持器2，其功能是在AB供电建立起人工电场时，MN端将输入人工电场与自然电场之叠加电位值，当开关在S位时，电容将充至△VMN值，当开关在H位时，电容电压将保持不变。自然电位自动补偿器3，在AB供电建立人工电场前，开关接地，使电容充至大地的自然电位值，当开关转至“自电补偿”位置时，电容串入高阻运算放大器6同相输入端，此时电容上的电位值与MN端的自然电位值数值相等而方向相反，相互抵消，从而达到自动补偿之目的。在此后，由AB供电建立的工电场，则仅有MN极间的人工电场的电位值输送给高阻运算放大器6。自校用的电压信号发生器4的功能，是在输入端MN短路时，可用此信号源检查仪器性能，在仪器工作时，将信号发生器4接地，这样将对输入信号测量不发生影响。供电电流采样保持器5在AB供电建立人工电场时，AB电路将通过0.1欧姆标准电阻构成回路，电流流过标准电阻产生之电压对电容充电，作为采样，在断电前，将开关转至H位置，电容将与AB供电电路脱离，电容电压处于保持状态，测量时，将开关转至IAB位置，即可通过测量电容C端之电压指示电流值。高阻运算放大器6之功能是作同相跟随和同相放大之用，经自电补偿后之人工电位值△VMN，或经接标准电阻的电容电压值，通过高阻运算放大器6的电路，或以跟随器方式经阻挠变换后呈同值电压输出，或以放大器方式将输入电压放大十被后输出，最终输给3 1/2 位液晶数字电压表8，显示读数，本仪器共有三测程，即2000mV，200mV和20mV三档，用前两档工作时，高阻运算放大器6作跟随器用，后一档作十倍放大器用。高阻运算放大器6工作用的电源来自负电压转换器7，其作用是将输入之6V正电源转换成近同值的负电源，以获得±6V两组电源，供高阻运算放大器6用。用CMOS微功耗A／D转换器芯片7126构成的液晶显示数字电压表8的显示数字范围为0－1999，当输入直流电压为199，9mV时，显示满读数为1999，对200mV，2000mV与20mV三个测程，高阻运算放大器6输出端分别以同相跟随，衰减为十分之一和同相放大器十倍三种方式接3 1/2 液晶显示数字电压表8输入端，以保证各个测程的最大电压输入值均为200mV(199.9)而显示满度数字。在改变仪器测程的同时，3 1/2 液晶显示器上的小数点位随之改变，使小数点前的一位数显示为mV值。
本实用新型的技术经济指标如下1、显示方式与范围液晶数字显示显示3 1/2 位，显示范围0－1999。
2、电位差测量测程共分三档2V、200mV、20mV，其电压分辩率分别为1mV／字，0.1mV／字，10μV／字。
3、电流测量测程电位差与电流转换关系为10mA／1mV，故与三个电位测量档对应的电流测量范围分别为20A，2A，0.2A，考虑到供电按钮安全，供电电流应不大于2A。
4、测量误差满测程值的0.1％±1个字。
5、各测量的输入阻抗均大于1000兆欧姆。
6、具有自然电位自动补偿之功能。
7、具有被测电位正负极性自动显示之功能。
8、具有被测供电电流与电位差采样保持功能，供电时两者同时采样保持，在停止供电后分别读取△VMN与IAB值。
9、交流滤波电路的时间常数可调，分大小RC两档，对50Hz频率的交流干扰信号，衰减量分别为大RC95dB(5.87万倍)，小RC36dB(65倍)，频率越高，衰减量越大。
10、功耗仪器用9V与6V两组电池供电，功耗分别为1.5mW与30mW，总功耗小于40mW。
11、仪器绝缘电阻在正常情况下，AB插孔，MN插孔与外壳间不小于1000兆欧姆。
12、仪器供电按钮断接直流功率1.2KW(3A，400V)。
13、仪器重量2.3公斤，加上三角架总重3公斤。
14、外形尺寸22.7×15.2×10厘米。
本实用新型与现有技术相比，具有下列优点1、结构简单由于采用CMOS组件，高阻运算放大器，负压转换器，和优质电容组合，保证了仪器的稳定性，替代了现有DDC－2电子自动补偿仪所用的繁杂的电子元部件和电路，使得结构大大简化。
2、抗干扰能力极强，因同时具备高灵敏度与极强的压制交流干扰能力，可获得极高的信噪比，可保证仪器即能在DDC－2电子自动补偿仪无法工作的强干扰区(如高压电线下，城镇工矿区)正常工作，又可实现大极距，小功率供电的方式工作。
3、灵敏度与测量精度高在最高灵敏度20mV档，分辩率为10μV／字，变化仅±1字，因此读数的相对误差与测量精度均比DDC－2电子自动补偿仪高一个数量级。
4、操作简便采用自电自动补偿器和液晶数字显示，免掉DDC－2电子自动补偿仪的手调自电补偿和手控被测电压极性指示的操作。
5、功耗低，重量轻，体积小，功耗低于40mV，重量2.5公斤，体积1180cm3比DDC－2电子自动补偿仪分减少10倍，4倍，和5倍。
6、社会经济效益好成本低，劳动强度低，效率高，由于小工作电流即可保证测量精度，故可用轻便电池作电源，不用专人挑笨重的电池箱和电线，比DDC－2电子自动补偿仪所需人力至少减少三人，电池购置费也可大大节约，一个电法组一年工作成本至少降低数千元，而仪器购置费仅一千元。
权利要求1.一种电法勘探直流数字电测仪，由高阻运算放大器构成的自电自动补偿仪器，取样保持器，放大器功能块和7100系列A/D转换器芯片构成的液晶数字表头与信号源电路功能块组合而成，其特征在于高阻运算放大器可以接成同相输入跟随和同相放大器实现自电自动补偿和电源、电压值取样保持，7100系列A/D转换器芯片与液晶数字显示器连接构成数字电压表，利用芯片本身的基准电压产生信号源用于仪器自检。
2.如权利要求1所述的直流数字电测仪，其特征在于用高阻运算放大器与优质电容构成自电自动补偿器和所测电流，电压取样保持器。
3.如权利要求1所述的直流数字电测仪，其特征在于利用7100系列A／D转换器芯片的稳压输出作为仪器自检信号源电路。
4.如权利要求1所述的直流数字电测仪，其特征在于用负压转换集成电路，提供正负双相电源。
5.如权利要求1所述的直流数字电测仪，其特征在于采用衰减量可调滤波器。
专利摘要电法勘探直流数字电测仪由高阻运算放大器构成的同相跟随和同相放大器，可调交流滤波器，采样保持器，负压转换器，液晶显示数字电压表等部分组成，能实现自电自动补偿，采样保持，液晶数字显示，抗交流干扰可调等功能，具有分辨率为10V/字，测量精度高，结构简单，体积小，重量只有2.5公斤，功耗低于40mW，操作方便，工作效率高等优点，适用于金属矿普查，水文工程地质和城市物探所用的自然电场法，电阻率法和充电法等方法。
文档编号G01V3/04GK2042601SQ8821342
公开日1989年8月9日 申请日期1988年9月21日 优先权日1988年9月21日
发明者梁仁 申请人:浙江省地球物理地球化学勘查大队