Способы измерения разности потенциалов и силы тока
В аппаратуре для ГИС используются только два способа измерения разности потенциалов ∆ U и силы тока/ - это способ непосредственного отсчета (или гальванометрический) и компенсационный (или потенциометрический). Схемы обоих способов представлены на рис. 2.4 и 2.5.
Рис. 2.4. Измерение разности потенциалов (а) и силы тока (б) способом непосредственного
Рис. 2.5. Измерение разности потенциалов(а) и силы тока (б) компенсационным способом отсчета
Измерение силы тока I обоими способами сводится к измерению падения напряжения ∆ U0 на известном сопротивлении Ro и последующем вычислении силы тока по формуле закона Ома (см. рис.).
Как известно, большей точностью отличается компенсационный способ, т.к. при его применении, во-первых, отсутствуют потери напряжения в подводящих проводах, поскольку ток в них в момент измерения равен 0; во-вторых, исключаются погрешности, связанные с изменением чувствительности измерительного прибора; в-третьих, уменьшаются индуктивные помехи и искажения поля, связанные с ответвлением тока в измерительную цепь.
Тем не менее, на сегодняшний день в аппаратуре ГИС большим распространением пользуется способ непосредственного отсчета, т.к. в виду его простоты он стал применяться раньше, и аппаратура, реализующая его, достигла большего совершенства.
Способы измерения частоты тока
Основной метод измерения частоты в каротажной аппаратуре носит название метода заряда и разряда конденсатора. Сущность метода (рис. 2.6) заключается в измерении тока разряда конденсатора, попеременно переключаемого с заряда на разряд с частотой, равной измеряемой f. Если положить, что конденсатор С заряжается до напряжения U1 и разряжается до U2, то за один цикл переключения с заряда на разряд количество электричества, отданное конденсатором через микроамперметр мкА, составит: q = C-∆U, где ∆U = U1 -U2. При количестве переключений f раз за секунду количество электричества, протекающего через мкА, т.е. ток, составит I= q • f = С • ∆U • f. Следовательно, ток через микроамперметр пропорционален измеряемой частоте f.
Рис. 2.6. Измерения частоты электрического сигнала способом заряда-разряда
компенсаторов
Для обеспечения линейной зависимости тока от частоты в приборах предусматривают ограничители, поддерживающие постоянные значения напряжений U1 и U 2 во всем рабочем диапазоне частот, а в качестве переключателя П применяют электронные коммутаторы, осуществляющие переключение при подаче на вход напряжения измеряемой частоты.
Пределы измерения меняют посредством изменения емкости конденсатора С или шунтирования микроамперметра резистором.
Приборы, реализующие описанный метод измерения, называются конденсаторными частотомерами.
Значительно реже в аппаратуре ГИС применяют еще один метод измерения частоты, называемый методом дискретного счета. Этот метод заключается в преобразовании непрерывных величин в дискретные, а именно, колебаний - в число импульсов п, подсчитываемых электронным счетчиком за строго определенный отрезок времени ∆tK:
Блок-схема такого частотомера (рис. 2.7) включает в себя входное
Рис. 2.7. Измерение частоты способом непосредственного счета устройство, формирующее устройство (обычно усилитель-ограничитель), таймер и счетчик импульсов.
