時(shí)間：2023-01-17 12:41:37
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電阻測(cè)量論文，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
論文關(guān)鍵詞：為何只用一只電壓表測(cè)量
探究導(dǎo)ks5u.com體電阻與其影響因素的定量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)是人教版物理3-1中的探究實(shí)驗(yàn)，教材實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，圖中a、b、c ks5u.com、d四條不同的金屬導(dǎo)體.在長(zhǎng)度、橫截面積、材料三個(gè)因素方面，b、c、d跟a相比分別只有一個(gè)因素不同物理論文，b與a ks5u.com長(zhǎng)度不同；c與a橫截面積不同，d與a材料不同. 由于四段導(dǎo)體是串聯(lián)的，每段導(dǎo)體的電壓與它們的電阻成正比，因此用電壓表分別測(cè)量a、b、c、d兩端的電壓，由電壓之比就得到ks5u.com電阻之比.
該實(shí)驗(yàn)與舊教材測(cè)定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)相比，實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)不是測(cè)量待測(cè)導(dǎo)線的具體電阻值，而是運(yùn)用比值法和控制變量法的思想去探究電阻與其影響因素的定量關(guān)系，體現(xiàn)了新課程實(shí)驗(yàn)重在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思想和探究能力的特色.然而物理論文，不少老師發(fā)現(xiàn)教材電路圖是用一只電壓表分別測(cè)量a、b、c ks5u.com、d電壓的（圖中用虛線表示的），為何不用四只相同的電壓表同時(shí)測(cè)量電壓（如圖2）呢？是不是電路圖畫錯(cuò)了呢？為此，下面從實(shí)驗(yàn)的誤差角度來(lái)分析這一問(wèn)題.
為便于分析，現(xiàn)將問(wèn)題簡(jiǎn)化為比較用一只電壓表分別測(cè)兩只電阻絲的（如圖3）電阻之比和用兩只電壓表測(cè)量?jī)蓚€(gè)電阻絲（如圖4）電阻之比的誤差.
為簡(jiǎn)化分析，先討論電源內(nèi)阻r=0的理想化的情形.設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為E，電阻絲a、b的電阻分別為Ra、Rb，圖3中電壓表的測(cè)量值分別為Ua、Ub，圖4中電壓表的測(cè)量值分別為、物理論文，電壓表內(nèi)阻為RV.
電阻絲a與電壓表并聯(lián)時(shí)，電阻,ks5u.com
電阻絲b與電壓表并聯(lián)時(shí)，電阻,
圖3中 ，
整理得，即
圖3中 ，
整理得，即
所以，在不考慮電源內(nèi)阻的情況下物理論文，用一只電壓表測(cè)得兩只電阻絲的電阻之比比用兩只電壓表測(cè)得兩只電阻絲的電阻之比的誤差小.
在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，電源有內(nèi)阻，還要接入滑動(dòng)變阻器.假設(shè)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值和電源內(nèi)阻之和為R0，再來(lái)比較圖3、圖4兩種測(cè)量結(jié)果的誤差.
圖3中 ，
整理得
即
圖4中 ，
整理得，即
比較與的大小.因，無(wú)論為真、假分?jǐn)?shù)物理論文，根據(jù)不等式的性質(zhì)可知比更接近于1，所以用一只電壓表測(cè)得兩只電阻絲的電阻之比比用兩只電壓表測(cè)得兩只電阻絲的電阻之比的誤差小.
上述分析方法和結(jié)論同樣適用于四個(gè)電阻絲接入電路的情形，只是計(jì)算較為繁瑣而已.
可見，在探究導(dǎo)ks5u.com體電阻與其影響因素的定量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，用一只電壓表分別測(cè)量導(dǎo)體a、b、c、d的電壓得到的電阻之比比用四只相同的電壓表分別測(cè)量a、b、c、d兩端的電壓得到的電阻之比誤差小，所以教材電路中將電壓表的連線畫成虛線是科學(xué)的和正確的.
參考文獻(xiàn)
張維善主編.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書，物理選修3-1.人民教育出版社，2007.56
關(guān)鍵詞：自然電位測(cè)井，影響因素，解決方法
一：自然電位的成因
在鉆井剖面上煤巖層形成的自然電位場(chǎng)，是由煤巖層和井液間的電化學(xué)作用產(chǎn)生的。按其成因可分為兩大類：一是由電子導(dǎo)電性礦層和井液形成的氧化還原電位。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。這種氧化還原電位多發(fā)生在高階質(zhì)煤層上。另一類是由井液和孔隙性煤巖層形成的離子性的擴(kuò)散吸附電位、過(guò)濾電位。
1：氧化還原電位形成機(jī)理
氧化還原電位是由礦層和井液的氧化還原反應(yīng)形成的。當(dāng)?shù)V層在井液中處于氧化環(huán)境中，礦層中的物質(zhì)成份由于被氧化而失去電子帶正電，井液物質(zhì)成分由于獲得電子帶負(fù)電。這樣在礦層和井液的界面處當(dāng)氧化環(huán)境達(dá)到平衡時(shí)就形成電位差。這時(shí)我們就可以測(cè)量到該礦層的自然電位的負(fù)異常。
當(dāng)?shù)V層在井液中處于還原環(huán)境時(shí)，礦層中的物質(zhì)成份由于被還原而得到電子帶負(fù)電，井液物質(zhì)成份由于失去電子帶正電，這樣也在礦層和井液的界面處當(dāng)還原環(huán)境達(dá)到平衡時(shí)就形成電位差。這時(shí)就可以測(cè)量到該礦層的自然電位的正異常。
2：擴(kuò)散吸附電位形成機(jī)理
擴(kuò)散吸附電位一般形成于孔隙性地層和含水層中。是由于井液離子向地層滲透過(guò)程中，在井液和地層的界面處的離子濃度差形成的，與煤巖層的孔隙度大小有關(guān)。也與井液的礦化度有關(guān)。
一般負(fù)離子的移動(dòng)速度大于正離子的移動(dòng)速度。當(dāng)?shù)貙铀牡V化度Cw大于井液的礦化度Cf時(shí)，地層水中的負(fù)離子向井液中擴(kuò)散，擴(kuò)散達(dá)到平衡時(shí)，地層水中就有較多的正離子而帶正電，井液中就有較多的負(fù)離子而帶負(fù)電。在井液和地層之間就形成電位差。這種電動(dòng)勢(shì)主要取決于兩種溶液的活度（礦化度）比值。并與溶液的溫度和離子成份有關(guān)。該電動(dòng)勢(shì)的大小可表示如下：
E=K*Log (Cw/Cf)
式中 k 為擴(kuò)散電動(dòng)系數(shù)，單位 毫伏，Cw 為地層水的電化學(xué)活度， Cf 為井液泥漿的電化學(xué)活度。
二：自然電位測(cè)井的干擾因素及解決辦法
目前，自然電位測(cè)井大多采用井下M電極，地面N電極的測(cè)量方式。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。而且測(cè)井時(shí)大多和電阻率測(cè)井共用M電極。所以自然電位測(cè)井的影響因素較多。
1：電極極化電位的影響及解決辦法
測(cè)井時(shí)，測(cè)量電極M和地面電極N同時(shí)存在著和泥漿井液間的電極極化電位，這種電極極化電位主要取決于電極采用金屬材料的電化學(xué)活性，活潑金屬的電極電位大且不穩(wěn)定，不活潑金屬的電極電位小且穩(wěn)定。所以測(cè)井電極一般采用不活潑的金屬材料制作。電極電位的存在使得自然電位測(cè)井時(shí)曲線產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。同時(shí)電極表面經(jīng)長(zhǎng)期使用產(chǎn)生凸凹銹蝕，使得和井液接觸時(shí)產(chǎn)生較大的電極極化電位，同樣使自然電位曲線產(chǎn)生漂移。
解決辦法一般采用不活潑的金屬鉛做視電阻率測(cè)井和自然電位測(cè)井的供電及測(cè)量主電極。而且在測(cè)井前使 M , N 電極表面光滑、干凈。可以減少這類干擾因素的影響。
2：電阻率測(cè)井漏電干擾及解決辦法
目前煤田測(cè)井中，普遍采用視電阻率和自然電位共用測(cè)量電極M同時(shí)測(cè)量的方式，有時(shí)產(chǎn)生測(cè)得的自然電位曲線和視電阻率曲線倒形相似現(xiàn)象。在實(shí)際工作中經(jīng)多方面分析研究認(rèn)為：視電阻率測(cè)量地面供電B電極和電阻率與自然電位測(cè)量共用地面N電極之間距離有關(guān)，同時(shí)也與井液泥漿的礦化度有關(guān)。供電B電極一般放在井口，N電極一般在泥漿池。二者距離短時(shí)有時(shí)就會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。分析其原因是B電極和N電極之間的接地電阻大小有關(guān)。
在實(shí)際測(cè)井工作中經(jīng)多次驗(yàn)證。將視電阻率測(cè)井和自然電位測(cè)井時(shí)共用的地面N電極改用電纜鎧皮作N電極可以消除這一現(xiàn)象。或?qū)⒌孛鍮、N電極距離加長(zhǎng)至消除這一現(xiàn)象。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。
三：總結(jié)及建議
自然電位測(cè)井的影響因素較多，如工業(yè)雜散電流的影響、絞車滑環(huán)接觸電阻的影響、儀器面板插座接觸不良的影響等。希望我們今后在實(shí)際測(cè)井工作中及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。另外希望儀器制造廠家最好將測(cè)量電路做在探管中，以數(shù)字脈沖碼的方式向地面儀器傳送測(cè)量信號(hào)，這樣可以減少很多干擾因素的影響。
參看文獻(xiàn)：
(1)：李舟波孟令順 梅忠武編著，資源綜合地球物理勘查，地質(zhì)出版社，2006
開展物理實(shí)驗(yàn)科技競(jìng)賽，即要達(dá)到提高教師“教”的積極性，又要實(shí)現(xiàn)激發(fā)學(xué)生“學(xué)”的熱情的目的。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)科技競(jìng)賽是一項(xiàng)推廣物理概念，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的活動(dòng)。在搭建適合物理實(shí)驗(yàn)科技競(jìng)賽的平臺(tái)方面，要盡可能采用綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)是全開放式的，只提要求，不設(shè)限制［8］，要求學(xué)生在任課老師指導(dǎo)下對(duì)自己在科學(xué)和技術(shù)范疇感興趣的內(nèi)容進(jìn)行研究或設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的內(nèi)容可以是對(duì)某些自然現(xiàn)象的科學(xué)理論分析；也可以是對(duì)儀器設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計(jì)制作；或是對(duì)現(xiàn)有儀器設(shè)備的原理和設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)；或是獨(dú)特的測(cè)試方法和手段等。將其理論研究成果或設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)原理、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等，以科技論文的形式提交，并將該內(nèi)容與科技競(jìng)賽結(jié)合起來(lái)，開展全校性的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)科技競(jìng)賽活動(dòng)，以此來(lái)提高學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的積極性和興趣。進(jìn)而提高物理實(shí)驗(yàn)的效率和教學(xué)質(zhì)量。
2科技競(jìng)賽的組織實(shí)施
2．1科技競(jìng)賽項(xiàng)目及要求
首先關(guān)于舉辦大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)科技競(jìng)賽的通知。競(jìng)賽分為初賽、實(shí)驗(yàn)操作和答辯三個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，報(bào)名與參賽均以組為單位，每組兩人。初賽以筆試形式考查報(bào)名選手的基本知識(shí)和基本實(shí)驗(yàn)技能。實(shí)驗(yàn)操作考察學(xué)生的動(dòng)手能力和靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，參照我校現(xiàn)有儀器和條件，提出競(jìng)賽項(xiàng)目及要求：（1）學(xué)生在校期間完成的物理思想清晰，物理知識(shí)點(diǎn)明確的實(shí)驗(yàn)制作或測(cè)試方法和手段。（2）學(xué)生在校期間完成的物理思想清晰、與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的科研論文和教學(xué)論文。教學(xué)論文包括物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法的改進(jìn)、現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理優(yōu)化等。（3）對(duì)物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有儀器進(jìn)行改進(jìn)，使操作更加便捷、測(cè)量更加精確；對(duì)物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有儀器進(jìn)行重新組合，開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，完成新的實(shí)驗(yàn)功能；基于物理課現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提出新的實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)操作中要求兩名選手團(tuán)結(jié)協(xié)作，按照自己的設(shè)計(jì)方案在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成儀器調(diào)試、數(shù)據(jù)測(cè)量、提交報(bào)告。
2．2評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)
由任課教師對(duì)學(xué)生提交的論文進(jìn)行評(píng)定，要求論文的物理思想清晰，物理知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)確，論文結(jié)構(gòu)合理，語(yǔ)言描述流暢，符合科技論文的基本要求。
2．3評(píng)獎(jiǎng)辦法
由任課老師在每自然班篩選出三組同學(xué)進(jìn)入最終的競(jìng)賽，評(píng)獎(jiǎng)小組由所有任課教師和物理實(shí)驗(yàn)老師共同組成，最終采用答辯方式確定前三等獎(jiǎng)，并頒發(fā)獲獎(jiǎng)證書及獎(jiǎng)金。其成績(jī)可按一定比例計(jì)入大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的總成績(jī)。很明顯，這種充分體現(xiàn)學(xué)生實(shí)踐能力的競(jìng)賽項(xiàng)目及評(píng)獎(jiǎng)活動(dòng)，會(huì)充分激發(fā)教師和學(xué)生做好物理實(shí)驗(yàn)的積極性和“教好”與“學(xué)好”的熱情，可有效地將老師和學(xué)生結(jié)合成統(tǒng)一的整體。
2．4科技競(jìng)賽項(xiàng)目實(shí)例
競(jìng)賽項(xiàng)目：利用萬(wàn)用表檢測(cè)較為復(fù)雜的集成電路故障所需儀器：萬(wàn)用表；集成電路操作過(guò)程分析：首先要根據(jù)故障現(xiàn)象，判斷出故障的大體部位，然后通過(guò)測(cè)量，把故障的可能部位逐步縮小，最后找到故障所在。集成電路中總有一個(gè)接地腳與印制電路板上的“地”線是接通的，由于集成電路內(nèi)部都采用直接耦合，因此，集成塊的其他引腳與接地腳之間都存在著確定的直流電阻。可通過(guò)用萬(wàn)用表測(cè)量各引腳的內(nèi)部等效直流電阻來(lái)判斷其好壞，若各引腳的內(nèi)部等效電阻與標(biāo)準(zhǔn)值相符，說(shuō)明這塊集成塊是好的；反之若與標(biāo)準(zhǔn)值相差過(guò)大，說(shuō)明集成塊內(nèi)部損壞。當(dāng)然，由于集成塊內(nèi)部有大量的三極管、二極管等非線性元件，在測(cè)量中單測(cè)得一個(gè)阻值還不能判斷其好壞，必須互換表筆再測(cè)量一次，獲得正、反向兩個(gè)阻值。
只有當(dāng)內(nèi)部直流等效電阻正、反向阻值都符合標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，才能斷定該集成塊完好。也可采用在路測(cè)量。先測(cè)量其引腳電壓，如果電壓異常，可斷開引腳連線測(cè)接線端電壓，以判斷電壓變化是由元件引起，還是集成塊內(nèi)部引起。在路檢測(cè)集成電路內(nèi)部直流等效電阻時(shí)可以不必把集成塊從電路上拆下來(lái)，只需將電壓或在路電阻異常的腳與電路斷開，同時(shí)將接地腳也與電路板斷開，其他腳維持原狀，測(cè)量出測(cè)試腳與接地腳之間的內(nèi)部直流等效電阻的正、反向陽(yáng)值便可判斷其好壞。效果與不足：學(xué)生通過(guò)競(jìng)賽對(duì)萬(wàn)用表的使用方法和注意事項(xiàng)有了更加深入的理解，通過(guò)對(duì)復(fù)雜的集成電路故障的分析檢測(cè)，對(duì)各種儀器設(shè)備的電路故障分析檢測(cè)能力有了明顯的提升，懂得了學(xué)以致用的樂(lè)趣，對(duì)其他的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也有了濃厚的興趣。不足之處是每個(gè)自然班只有三組同學(xué)參加競(jìng)賽，競(jìng)賽的影響面不夠?qū)拸V，今后要進(jìn)一步擴(kuò)大參賽同學(xué)的人數(shù)。
3結(jié)論
論文關(guān)鍵詞：數(shù)字萬(wàn)用表，測(cè)電容
人民教育出版社出版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《物理》選修3-1《教師教學(xué)用書》（2010年5月第3版）(以下簡(jiǎn)稱《教參》)，在其第60面實(shí)驗(yàn)參考資料一文中提供了兩種測(cè)電容的方法，方法一為“利用電容器放電測(cè)電容”；方法二為“用傳感器做定量實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)電容的概念”。以上兩種方法的原理均為利用給電容器充電后通過(guò)高阻漏電，測(cè)量漏電電流與時(shí)間的關(guān)系，通過(guò)曲線面積計(jì)算法得到電量，計(jì)算電容值。
但以上兩種方法在實(shí)際操作中均有不足，現(xiàn)分析如下：
方法一的難點(diǎn)在于記錄放電時(shí)間的同時(shí)要記錄放電電流物理論文，雖然課本上提供了“節(jié)拍器計(jì)時(shí)法”和先描點(diǎn)后記錄等操作技巧（具體操作步驟參見《教參》），但實(shí)驗(yàn)操作技巧要求高，學(xué)生在實(shí)際操作中，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)偏差大。且方法一所測(cè)電流從幾微安到數(shù)百微安，測(cè)量范圍大，對(duì)電表要求較高。對(duì)《教參》中生成的圖像計(jì)算后發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)使用的電容值達(dá)到1400μF，在實(shí)際中不易獲得。
方法二利用朗威數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室器材，利用電流傳感器測(cè)定電流強(qiáng)度，其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)連接，迅速測(cè)定電流的同時(shí)在屏幕上顯示出電流I隨時(shí)間t變化的圖像，該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰、直觀，實(shí)驗(yàn)效果很好龍?jiān)雌诳５捎谑褂肦=100Ω的電阻放電，整個(gè)放電過(guò)程在0.7s內(nèi)就基本結(jié)束，學(xué)生過(guò)程性體驗(yàn)較差物理論文，同時(shí)目前配備一間數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室費(fèi)用較為昂貴，部分學(xué)校暫時(shí)無(wú)法配備，在一定程度上限制了此方法的推廣和使用。
筆者在日常教學(xué)中使用價(jià)格僅數(shù)百元的數(shù)字萬(wàn)用表，較好的解決了以上問(wèn)題。其操作步驟如下：
首先需要準(zhǔn)備一塊具有與 PC 機(jī)聯(lián)機(jī)功能的數(shù)字萬(wàn)用表，筆者使用的數(shù)字萬(wàn)用表為“VICTOR 98A”。通過(guò)該表精確度高（分辨率0.1μA，精確度0.2%+4）【1】可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量和保存測(cè)量數(shù)據(jù)，極大的增強(qiáng)了準(zhǔn)確性和方便性。同時(shí)利用該表配備的聯(lián)機(jī)軟件，通過(guò)Miniusb接口與計(jì)算機(jī)的USB接口相連，可以直觀的將測(cè)量數(shù)據(jù)在大屏幕上顯示，方便教學(xué)中使用。
利用該數(shù)字萬(wàn)用表，可以通過(guò)以下兩種方式完成數(shù)據(jù)記錄。
一、不使用計(jì)算機(jī)的情況下，使用該表“間隔存儲(chǔ)模式”，手動(dòng)選擇間隔存儲(chǔ)時(shí)間（如1秒），待實(shí)驗(yàn)完畢后，將記錄數(shù)據(jù)讀出并描點(diǎn)作圖。此法與《教參》中方法一相同物理論文，但與使用指針式萬(wàn)用表讀數(shù)相比，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)操作的同時(shí)，提高了測(cè)量的準(zhǔn)確性。
二、數(shù)字萬(wàn)用表與計(jì)算機(jī)連接使用，借助該表配備的聯(lián)機(jī)軟件，計(jì)算機(jī)連接數(shù)字萬(wàn)用表以后，選擇實(shí)時(shí)記錄功能，設(shè)置間隔時(shí)間后，即可對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并以圖像形式模擬顯示。
以上兩種形式存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)均可按照Excel格式導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，借助Microsoft Excel軟件進(jìn)行后期的處理分析。
按照以上原理，如圖1所示連接電路，電容兩極板間電壓為U，放電電阻為R，閉合開關(guān)S1較長(zhǎng)時(shí)間（1分鐘以上），再斷開開關(guān)S1接通S2物理論文，放電電流為I,對(duì)于此回路電壓方程為
U-IR=0
在放電時(shí)有，，將它們代入上式得
將上式積分，并注意到t=0時(shí)q=CE，可得
其中τ=RC稱為RC電路的時(shí)間常數(shù)，它標(biāo)志充放電的快慢[2]。
筆者使用標(biāo)稱電容值為16v，47μF（實(shí)測(cè)為72.0μF）電解電容，放電電阻為15kΩ，在不同充電電壓下放電測(cè)量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)經(jīng)Microsoft Excel軟件插入圖表、添加趨勢(shì)線等處理后得圖2、圖3龍?jiān)雌诳?/p>
時(shí)間（s）
電流（μA）
38.5
1
7.5
2
關(guān)鍵詞：芯線，電纜故障，斷線故障，中間接頭，點(diǎn)距，測(cè)定方法，電容L-XRL，電阻值
1 電纜故障的種類與判斷
無(wú)論是高壓電纜或低壓電纜，在施工安裝、運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常因短路、過(guò)負(fù)荷運(yùn)行、絕緣老化或外力作用等原因造成故障。電纜故障可概括為接地、短路、斷線三類，其故障類型主要有以下幾方面：①三芯電纜一芯或兩芯接地。②二相芯線間短路。③三相芯線完全短路。④一相芯線斷線或多相斷線。
對(duì)于直接短路或斷線故障用萬(wàn)用表可直接測(cè)量判斷，對(duì)于非直接短路和接地故障，用兆歐表?yè)u測(cè)芯線間絕緣電阻或芯線對(duì)地絕緣電阻，根據(jù)其阻值可判定故障類型。故障類型確定后，查找故障點(diǎn)并不是一件容易的事情，下面根據(jù)筆者的經(jīng)驗(yàn)，介紹幾種查找故障點(diǎn)的方法，供參考。
2 電纜故障點(diǎn)的查找方法
2.1 測(cè)聲法
所謂測(cè)聲法就是根據(jù)故障電纜放電的聲音進(jìn)行查找，該方法對(duì)于高壓電纜芯線對(duì)絕緣層閃絡(luò)放電較為有效。此方法所用設(shè)備為直流耐壓試驗(yàn)機(jī)。當(dāng)電容器充電到一定電壓值時(shí)，球間隙對(duì)電纜故障芯線放電，在故障處電纜芯線對(duì)絕緣層放電產(chǎn)生“滋、滋”的火花放電聲，對(duì)于明敷設(shè)電纜憑聽覺(jué)可直接查找，若為地埋電纜，則首先要確定并標(biāo)明電纜走向，再在雜噪聲音最小的時(shí)候，借助耳聾助聽器或醫(yī)用聽診器等音頻放大設(shè)備進(jìn)行查找。查找時(shí)，將拾音器貼近地面，沿電纜走向慢慢移動(dòng)，當(dāng)聽到“滋、滋”放電聲最大時(shí)，該處即為故障點(diǎn)。使用該方法一定要注意安全，在試驗(yàn)設(shè)備端和電纜末端應(yīng)設(shè)專人監(jiān)視。
2.2 電橋法
電橋法就是用雙臂電橋測(cè)出電纜芯線的直流電阻值，再準(zhǔn)確測(cè)量電纜實(shí)際長(zhǎng)度，按照電纜長(zhǎng)度與電阻的正比例關(guān)系，計(jì)算出故障點(diǎn)。該方法對(duì)于電纜芯線間直接短路或短路點(diǎn)接觸電阻小于1Ω的故障，判斷誤差一般不大于3m，對(duì)于故障點(diǎn)接觸電阻大于1Ω的故障，可采用加高電壓燒穿的方法使電阻降至1Ω以下，再按此方法測(cè)量。首先測(cè)出芯線a與b之間的電阻R1，則R1=2Rx+R，其中Rx為a相或b相至故障點(diǎn)的一相電阻值，R為短接點(diǎn)的接觸電阻。再就電纜的另一端測(cè)出a′與b′芯線間的直流電阻值R2，則R2=2R(L-X)+R,式中R(L-X)為a′相或b′相芯線至故障點(diǎn)的一相電阻值，測(cè)完R1與R2后，再將b′與c′短接，測(cè)出b、c兩相芯線間的直流電阻值，則該阻值的1/2為每相芯線的電阻值，用RL表示，RL=Rx+R(L-X)，由此可得出故障點(diǎn)的接觸電阻值：R=R1+R2-2RL，因此，故障點(diǎn)兩側(cè)芯線的電阻值可用下式表示：Rx=(R1-R)/2，R(L-X)=(R2-R)/2。Rx、R(L-X)、RL三個(gè)數(shù)值確定后，按比例公式即可求出故障點(diǎn)距電纜端頭的距離X或(L-X)：X=(RX/RL)L，(L-X)=(R(L-X)/RL)L，式中L為電纜的總長(zhǎng)度。采用電橋法時(shí)應(yīng)保證測(cè)量精度，電橋連接線要盡量短，線徑要足夠大，與電纜芯線連接要采用壓接或焊接，計(jì)算過(guò)程中小數(shù)位數(shù)要全部保留。
2.3 電容電流測(cè)定法
電纜在運(yùn)行中，芯線之間、芯線對(duì)地都存在電容，該電容是均勻分布的，電容量與電纜長(zhǎng)度呈線性比例關(guān)系，電容電流測(cè)定法就是根據(jù)這一原理進(jìn)行測(cè)定的，對(duì)于電纜芯線斷線故障的測(cè)定非常準(zhǔn)確。使用設(shè)備為1～2kVA單相調(diào)壓器一臺(tái)，0～30V、0.5級(jí)交流電壓表一只，0～100mA、0.5級(jí)交流毫安表一只。測(cè)量步驟：①首先在電纜首端分別測(cè)出每相芯線的電容電流(應(yīng)保持施加電壓相等)Ia、Ib、Ic的數(shù)值。②在電纜的末端再測(cè)量每相芯線的電容電流Ia′、Ib′、Ic′的數(shù)值，以核對(duì)完好芯線與斷線芯線的電容之比，初步可判斷出斷線距離近似點(diǎn)。③根據(jù)電容量計(jì)算公式C=1/2πfU可知，在電壓U、頻率f不變時(shí)C與I成正比。因?yàn)楣ゎl電壓的f(頻率)不變，測(cè)量時(shí)只要保證施加電壓不變，電容電流之比即為電容量之比。設(shè)電纜全長(zhǎng)為L(zhǎng)，芯線斷線點(diǎn)距離為X，則Ia/Ic=L/X，X=( Ic/ Ia)L。測(cè)量過(guò)程中，只要保證電壓不變，電流表讀數(shù)準(zhǔn)確，電纜總長(zhǎng)度測(cè)量精確，其測(cè)定誤差比較小。
2.4零電位法
零電位法也就是電位比較法，它適應(yīng)于長(zhǎng)度較短的電纜芯線對(duì)地故障，應(yīng)用此方法測(cè)量簡(jiǎn)便精確，不需要精密儀器和復(fù)雜計(jì)算，測(cè)量原理如下：將電纜故障芯線與等長(zhǎng)的比較導(dǎo)線并聯(lián)，在兩端加電壓E時(shí)，相當(dāng)于在兩個(gè)并聯(lián)的均勻電阻絲兩端接了電源，此時(shí)，一條電阻絲上的任何一點(diǎn)和另一條電阻絲上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的電位差必然為零。反之，電位差為零的兩點(diǎn)必然是對(duì)應(yīng)點(diǎn)。因?yàn)槲⒎淼呢?fù)極接地，與電纜故障點(diǎn)等電位，所以，當(dāng)微伏表的正極在比較導(dǎo)線上移動(dòng)至指示值為零時(shí)的點(diǎn)與故障點(diǎn)等電位，即故障點(diǎn)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)。測(cè)量步驟如下：
①先在b和c相芯線上接上電池E，再在地面上敷設(shè)一根與故障電纜長(zhǎng)度相等的比較導(dǎo)S，該導(dǎo)線要用裸銅線或裸鋁線，其截面應(yīng)相等，不能有中間接頭。②將微伏表的負(fù)極接地，正極接一根較長(zhǎng)的軟導(dǎo)線，導(dǎo)線另一端要求在敷設(shè)的比較導(dǎo)線上滑動(dòng)時(shí)能充分接觸。
②合上閘刀開關(guān)K，將軟導(dǎo)線的端頭在比較導(dǎo)線上滑動(dòng)，當(dāng)微伏表指示為零時(shí)的位置即為電纜故障點(diǎn)的位置。
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【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；測(cè)試系統(tǒng)；電阻測(cè)量；電容測(cè)量
1.引言
基于單片機(jī)的鐵路信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)，是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用需要而研制開發(fā)的，可以很精確的測(cè)試電阻和補(bǔ)償電容，直接讀出電阻阻值、電容容量。接地線電阻作為軌道電路的一個(gè)重要參數(shù)，為了保證通信、信號(hào)設(shè)備及人員安全，要求通信、信號(hào)設(shè)備的地線接地電阻必須達(dá)標(biāo)，控制在一定范圍內(nèi)。補(bǔ)償電容可以彌補(bǔ)電容不足，抵消鋼軌感性，使鋼軌阻抗盡可能呈阻性負(fù)載，以保證軌道電路的傳輸距離和機(jī)車信號(hào)系統(tǒng)的可靠性。
2.系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
基于單片機(jī)的鐵路信號(hào)測(cè)試系統(tǒng)的軟件流程圖如圖1所示，硬件框圖如圖2所示。系統(tǒng)的工作過(guò)程：?jiǎn)?dòng)測(cè)試系統(tǒng)，上電或復(fù)位，系統(tǒng)進(jìn)行初始化，完成初始化后，選擇工作模式，電阻測(cè)試或者電容測(cè)量。通過(guò)STC89C52單片機(jī)控制電阻模塊和電容模塊，測(cè)試的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在SD卡中，通過(guò)RS232串口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿C(jī)存儲(chǔ)。
在硬件設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用單片機(jī)STC89C52編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)電阻、電容測(cè)試的控制，LCD顯示；采用24位HX712A/D轉(zhuǎn)換器芯片；RS232串行口通訊頻率9600bit/s；電源采用線性穩(wěn)壓芯片ASM1117，供電電壓3.3V、5V。
3.測(cè)試工作原理
采用STC89C52單片機(jī)，20引腳為接地端，40引腳為電源端，31引腳需要接到電位使單片機(jī)選用內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，18、19引腳接上一個(gè)11.0592MHz的晶振為單片機(jī)提供時(shí)鐘信號(hào)，第9引腳為復(fù)位引腳，單片機(jī)只有滿足這些才能正常工作。利用P2口作為數(shù)據(jù)讀寫，片選信號(hào)端，功能切換。P3口采用第二功能，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器外部計(jì)數(shù)脈沖輸入，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫/讀。采用HX712芯片完成測(cè)阻。在設(shè)計(jì)程序測(cè)量時(shí)，首先選擇測(cè)試工作模式，在測(cè)量的同時(shí)，程序執(zhí)行做出判斷，不能超過(guò)設(shè)定的量程，然后跳轉(zhuǎn)到測(cè)量程序，在范圍內(nèi)正常測(cè)試并且顯示結(jié)果，按“確定”鍵后數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。測(cè)阻電路如圖3所示。
4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
基于單片機(jī)的測(cè)試系統(tǒng)，在Keil環(huán)境下，由主程序、A/D轉(zhuǎn)換子程序、時(shí)鐘芯片程序、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序等部分子程序組成。主程序完成各個(gè)子程序的上電初始化，以及實(shí)際控制各個(gè)功能模塊的正常工作。讀寫、存儲(chǔ)產(chǎn)生程序設(shè)計(jì)根據(jù)測(cè)量的接地電阻，補(bǔ)償電容的屬性，來(lái)不斷循環(huán)延時(shí)，并且通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制完成測(cè)試。
系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，完全是基于單片機(jī)的應(yīng)用，其中包括I/O口的控制、定時(shí)器、外部中斷及寄存器的使用。
5.結(jié)語(yǔ)
本系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，以HX712 A/D轉(zhuǎn)換器芯片為數(shù)模轉(zhuǎn)換原件，SD-SPI數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，RS232串行口數(shù)據(jù)通訊。電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電阻、電容的測(cè)試。此系統(tǒng)可以順利的完成與PC機(jī)的數(shù)據(jù)通訊，還可以在單片機(jī)的預(yù)留的I/O口增加檢測(cè)傳感器，以提高系統(tǒng)的廣泛性。
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作者簡(jiǎn)介：
實(shí)驗(yàn)以其形象、生動(dòng)、形式多樣，蘊(yùn)藏非常活躍的因素，需要嚴(yán)謹(jǐn)、踏實(shí)的治學(xué)態(tài)度，為學(xué)生提供全面發(fā)展和個(gè)性發(fā)展的空間，活化知識(shí)結(jié)構(gòu)和訓(xùn)練思維空間，塑造完善品格和為以后從事科研工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
在物理新教材中《從微安計(jì)改裝為歐姆表》一文中僅從理論上予以研究，本人試著從理論分析和實(shí)踐相結(jié)合的角度入手，給予學(xué)生充分的自。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的一般思路和研究方法，鍛煉了學(xué)生刻苦耐勞的毅力和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度，取得了學(xué)生的共識(shí)。
在實(shí)驗(yàn)中力求貫穿如下教學(xué)原則：
一、教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主動(dòng)性相結(jié)合的原則
創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)條件，讓學(xué)生自主性學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程和能力訓(xùn)練目標(biāo)。讓學(xué)生懂得萬(wàn)用電表的使用，能掌握測(cè)量電阻、電流、電壓的方法，懂得一些常用電子元件的測(cè)量方法、電子器材的操作測(cè)量，掌握電烙鐵的焊接技術(shù)，印刷電路板的制作與加工，化學(xué)用品的使用，電動(dòng)器具的使用和安全注意事項(xiàng)。
二、科學(xué)性和思想性原則
培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和工作方法，深諳電路理論知識(shí)是我們的目標(biāo)。強(qiáng)調(diào)電路原理的解讀，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)有條不紊地進(jìn)行，包含各種儀器儀表的使用、電子元件的測(cè)量、電路的焊接和聯(lián)接、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量、表頭面板的繪制，需要學(xué)生的細(xì)心、耐心和恒心。在長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)中，思想上會(huì)有一些波動(dòng)和挫折感，適時(shí)地進(jìn)行個(gè)別引導(dǎo)是必要的，總體上應(yīng)進(jìn)行一些科學(xué)家的成長(zhǎng)故事的講座，使學(xué)生產(chǎn)生共響，從而深化實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程。
三、循序漸進(jìn)和因材施教的原則
要充分了解學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律和心理特點(diǎn)，進(jìn)行成功教學(xué)方法。在實(shí)驗(yàn)中會(huì)有迷茫失措的時(shí)候,困難會(huì)時(shí)時(shí)困擾每一個(gè)學(xué)生，發(fā)揮成功教學(xué)方法的優(yōu)越性，分階段進(jìn)行各個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，使學(xué)生在每個(gè)階段都有成就感，體驗(yàn)成功的快樂(lè)蘊(yùn)藏于每一次的成功中。第一階段：實(shí)驗(yàn)器材的準(zhǔn)備階段。包含微安計(jì)、電阻、電容器和二極管的準(zhǔn)備和電路板的制作。第二階段：電路的焊接、連接和元件的測(cè)量使用。第三階段：儀表的裝配、調(diào)試、安裝階段。四、自主式原則
自主理解控制實(shí)驗(yàn)條件、探索物理規(guī)律的思維方法，強(qiáng)化圖象處理的技能訓(xùn)練，學(xué)習(xí)排除簡(jiǎn)單故障的實(shí)驗(yàn)方法，不通電電阻測(cè)量法，通電電壓、電流測(cè)量法的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)總結(jié)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。
1、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備準(zhǔn)備階段
微安計(jì)、直流電源、變阻器、變阻器、電阻、微調(diào)電阻50mm*50mm的印制電路板、化學(xué)用劑fecl3、電動(dòng)鉆（含0.8mm鉆頭）、萬(wàn)用電表、電解槽、透明膠、電池盒、螺絲、組合工具。
2、實(shí)驗(yàn)實(shí)施操作階段
①、根據(jù)電路原理圖設(shè)計(jì)繪制電路板，把需要的電路布線結(jié)構(gòu)用透明膠貼上，放入加熱的30－50度的fecl3溶液中腐蝕，一個(gè)小時(shí)左右腐蝕完畢，放入水槽沖洗涼干，用0.8mm鉆頭在需要連接元件的地方鉆孔，用砂紙擦亮銅箔，用電烙鐵熔化焊錫均勻涂于銅箔表面,均勻分布焊錫,保護(hù)鋼箔不被養(yǎng)化.②、根據(jù)電路原理圖焊接有關(guān)元件和連接線路,檢測(cè)電路各部分是否正常,分為通電測(cè)試和不通電測(cè)試.③、調(diào)節(jié)變阻器確定四個(gè)是量程的中值電阻,用已知電阻代替電阻變阻箱.④、繪制表頭面板刻度。調(diào)節(jié)變阻器的電阻分別為1、2、3、5、10、15、20、25、30、40、50、100、150、200、250、300、400、500等，根據(jù)指針?biāo)谖恢么_定面板刻度。
例如，用Excel電子表格進(jìn)行“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系”的數(shù)據(jù)處理時(shí)，可以先在表格中輸入測(cè)量數(shù)據(jù)，然后將輸入的兩列或兩行數(shù)據(jù)選中，再點(diǎn)擊菜單欄中的“插入”菜單下的“圖表”選項(xiàng)，在彈出的對(duì)話框中選擇“XY散點(diǎn)圖”，點(diǎn)擊“下一步”，再點(diǎn)擊“下一步”，在圖表向?qū)Р襟E之三上填寫上“圖表標(biāo)題”“x軸”和“y軸”，點(diǎn)擊“完成”，然后在圖表散點(diǎn)中選中所描的點(diǎn)，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單對(duì)話框中點(diǎn)擊“添加趨勢(shì)線”，再在彈出的面板“類型”選項(xiàng)中選中線形，在“選項(xiàng)”選項(xiàng)中選中“顯示公式”，再單擊“確定”，一個(gè)圖表就畫好了，根據(jù)圖表公式的斜率可直接讀取彈簧的勁度系數(shù)。
在電學(xué)實(shí)驗(yàn)“分壓電路和限流電路的選擇”以及“滑動(dòng)變阻器的選擇”中，諸如分壓電路和限流電路有何區(qū)別、變阻器的選擇原則是什么等問(wèn)題，如果直接告訴學(xué)生結(jié)果，學(xué)生會(huì)由于不知其所以然而不能領(lǐng)會(huì)物理學(xué)真諦，更無(wú)法融會(huì)貫通。下面就說(shuō)明如何利用Excel解釋電路和變阻器的選擇。
（1）電源電壓3 V，燈泡電阻10 Ω，采用如圖1所示的限流電路。為了方便地調(diào)節(jié)燈泡兩端電壓并使燈泡電壓有一個(gè)較大的取值范圍，所選用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)為：
A.1 Ω B.10 Ω C.100 Ω D.1 000 Ω
圖1
對(duì)該問(wèn)題，首先要告訴學(xué)生：所謂“方便地調(diào)節(jié)”，即每當(dāng)變阻器的滑片滑動(dòng)一定距離時(shí)，燈泡兩端的電壓就會(huì)有一個(gè)相應(yīng)的、比較明顯的變化，故變阻器接入電路中的電阻與燈泡兩端電壓之間有一個(gè)近似線性的關(guān)系為最好。我們可以根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配原則，分別把每一個(gè)電阻的阻值進(jìn)行十等分連入電路，用Excel公式計(jì)算出燈泡兩端的電壓，然后作圖，觀察燈泡電壓與電阻的關(guān)系圖像就可以一目了然。圖2分別為R=1 Ω，10 Ω，100 Ω，1 000 Ω時(shí)的圖像。
從圖像中可以明顯看出，當(dāng)R=1 Ω時(shí)，線性關(guān)系最好，但測(cè)量范圍卻很小，不滿足“使燈泡電壓有較大的取值范圍”的條件。當(dāng)R=1 000 Ω時(shí)，電壓與電阻的線性關(guān)系不好且可測(cè)量范圍也很小，因此也不適合。當(dāng)R=100 Ω時(shí)，雖然可測(cè)量范圍比較大，但線性關(guān)系不好，在剛開始時(shí)變阻器滑片移動(dòng)很小電壓就有較大變化，而到后來(lái)電阻變化很大電壓卻變化很小，也不好。兩方面綜合考慮，當(dāng)R=10 Ω時(shí)，燈泡電壓既有較大的變化，而且也有比較好的近似線性的關(guān)系。因此可得出結(jié)論：在限流電路中，當(dāng)變阻器的阻值與待測(cè)電阻相當(dāng)時(shí)較好，太大或太小都不合適。
圖2
（2）如果將上述限流電路改為分壓電路，其他條件不變，如圖3所示，該如何去選擇呢？
圖3
我們可以根據(jù)同樣的方法用Excel電子表格畫出它的圖像，再利用圖像進(jìn)行分析。圖4是用Excel電子表格做出的4個(gè)圖像。
根據(jù)這4個(gè)圖像，可以很明顯地看出，無(wú)論變阻器的電阻多大，分壓電路所能調(diào)節(jié)的電壓范圍都是從零到電源電動(dòng)勢(shì)，可改變的電壓范圍都相同。變阻器的電阻越小，待測(cè)電阻兩端的電壓與并聯(lián)接入電路中變阻器的電阻的關(guān)系越接近于線性關(guān)系。當(dāng)變阻器的全電阻很大時(shí)，不適合分壓電路。由此得出：當(dāng)采用分壓電路時(shí)，所選擇的變阻器的全阻值應(yīng)與待測(cè)電阻的阻值差不多或更小一些。
圖4
通過(guò)這樣的分析，學(xué)生就很容易理解變阻器的選擇原則，并且知道分壓電路的電壓可以從零開始調(diào)節(jié)、電壓的可調(diào)節(jié)范圍大；當(dāng)實(shí)驗(yàn)時(shí)要求待測(cè)電阻的電壓從零開始連續(xù)可調(diào)節(jié)，或要求多測(cè)幾組數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖時(shí)，應(yīng)選擇分壓電路。
參考文獻(xiàn)
[1] 邢.中學(xué)物理論文寫作教程[M]. 鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1993.
[2] 陳清梅，胡揚(yáng)洋，邢.物理高端備課：構(gòu)建U-S合作的橋梁：以“生活中的圓周運(yùn)動(dòng)”為例[J].教育科學(xué)研究，2013（12）：55-60.
論文摘要：隨著科技的發(fā)展，無(wú)人所的實(shí)現(xiàn)指日可待，無(wú)人所開關(guān)位置信號(hào)的正確也越來(lái)越值得關(guān)注，下面就消除感應(yīng)電對(duì)開關(guān)位置信號(hào)干擾的消除，提出自己的見解，希望能起到拋磚引玉的效果，對(duì)兄弟單位的運(yùn)行提供一定的幫助。
京滬線卞莊分區(qū)所、沙河集分區(qū)所在運(yùn)行中偶爾會(huì)發(fā)出3001、3002分相隔開分合信息，但是詢問(wèn)電調(diào)電調(diào)未對(duì)開關(guān)進(jìn)行操作。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分相開關(guān)信號(hào)電纜過(guò)長(zhǎng)（約1.6公里），且在經(jīng)過(guò)跨河橋時(shí)與電務(wù)及其他電纜在保護(hù)線槽內(nèi)共同鋪設(shè)。
1控制信號(hào)回路通斷的輔助開關(guān)斷開時(shí)，誤發(fā)分合信號(hào)產(chǎn)生原因分析
1.1控制電纜直流回路負(fù)母線存在兩點(diǎn)接地或負(fù)母線間絕緣不良，使信號(hào)回路正負(fù)電源不經(jīng)輔助開關(guān)導(dǎo)通，發(fā)出分合信號(hào)。
1.2控制電纜中存在感應(yīng)電，致使信號(hào)回路負(fù)母線帶電，感應(yīng)電勢(shì)隨時(shí)間變化至負(fù)半波，滿足二極管的工作條件時(shí)二極管對(duì)三極管發(fā)出脈沖信號(hào)，使連接在三極管發(fā)射極上的信號(hào)燈亮發(fā)出分合信息。
1.3控制電纜中信號(hào)回路負(fù)母線在輔助開關(guān)后串入交流電，其電勢(shì)隨時(shí)間變化至負(fù)半波，滿足二極管的工作條件時(shí)二極管對(duì)三極管發(fā)出脈沖信號(hào)，使連接在三極管發(fā)射極上的信號(hào)燈亮發(fā)出分合信息。
2誤發(fā)分合信號(hào)原因查找
2.1針對(duì)湖南科明絕緣不良報(bào)警值低的現(xiàn)象，將報(bào)警值調(diào)高后仍未報(bào)絕緣不良，由此基本可以排除信號(hào)電纜絕緣不良引起。
2.2交流電串入原因排除，甩開分區(qū)所端控制、信號(hào)電纜，甩開貫通線供分相開關(guān)機(jī)構(gòu)箱交流電源，將電纜對(duì)地放電后，測(cè)量信號(hào)電纜中仍有28V交流電，由此可以排除機(jī)構(gòu)箱內(nèi)交流電串入可能。
2.3將電纜對(duì)地充分放電后，測(cè)量電纜絕緣芯線對(duì)地及線間絕緣電阻均大于2MΩ,由此可以排除絕緣不良，及其他交流電源串入，引起誤發(fā)分合信號(hào)。
2.4通過(guò)將以上三種原因排除后，可以斷定信號(hào)電纜中串入的交流電為感應(yīng)電。
3感應(yīng)電勢(shì)計(jì)算公式
B為磁感應(yīng)強(qiáng)度；Φ為感應(yīng)磁通；N為感應(yīng)線圈的匝數(shù)（因?yàn)槭瞧街睂?dǎo)線取1）；A為導(dǎo)線靠磁場(chǎng)側(cè)半球面積
R為控制電纜距導(dǎo)線的距離（近的取7.85m遠(yuǎn)的取11.1m，因?yàn)槭苈坊鶙l件限制，波動(dòng)范圍在0.3m左右，因?yàn)殚_關(guān)都在正線所以側(cè)面限界值取3.1m）
為空氣的磁導(dǎo)率，因?yàn)榭諝庵写鸥袘?yīng)強(qiáng)度和磁場(chǎng)強(qiáng)度基本相等，所以空氣的磁導(dǎo)率取1根據(jù)上式將機(jī)車在區(qū)間運(yùn)行時(shí)，上下行供電臂中通過(guò)的電流帶入感應(yīng)電計(jì)算公式，就可以得出機(jī)車通過(guò)時(shí)電纜中產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)。(當(dāng)機(jī)車運(yùn)行至分相處時(shí)，電纜中的感應(yīng)電最大；距分相較遠(yuǎn)時(shí)，電流I1產(chǎn)生的磁場(chǎng)會(huì)抵消掉一部分，電纜中的感應(yīng)電勢(shì)相對(duì)較小)。
其他高壓線路對(duì)控制電纜的感應(yīng)電干擾同樣按照上述內(nèi)容，對(duì)復(fù)雜線路要綜合進(jìn)行考慮和計(jì)算。
3常用消除控制電纜中感應(yīng)電對(duì)信號(hào)影響的辦法
3.1在信號(hào)電纜負(fù)電回路串接電阻，通過(guò)電阻分壓減弱施加在穩(wěn)壓二極管上的感應(yīng)電壓，消除感應(yīng)電壓對(duì)開關(guān)位置信號(hào)的干擾。
3.2在信號(hào)回路的正負(fù)電源間接一個(gè)電容，利用電容隔直通交的特性，使信號(hào)回路正負(fù)電源間感應(yīng)電勢(shì)相同，從而使加在穩(wěn)壓二極管兩端的交流電勢(shì)相同，使穩(wěn)壓二極管不會(huì)再因正負(fù)電源回路的感應(yīng)電勢(shì)不同，誤發(fā)分合信號(hào)。
4兩種方法比較
4.1方法一較簡(jiǎn)單，原理上只要找一個(gè)足夠大的電阻（一般取經(jīng)驗(yàn)值10KΩ）來(lái)分擔(dān)回路中感應(yīng)電勢(shì)即可，但是因?yàn)榉磻?yīng)開關(guān)變位時(shí)采用的設(shè)備不同而存在差異。目前采用的反應(yīng)開關(guān)的位置信號(hào)的設(shè)備有光控開關(guān)、位置繼電器等，無(wú)論是采用哪種設(shè)備都要考慮串接電阻與回路電阻的匹配即開關(guān)正常分合時(shí)，不能因串接電阻分壓造成開關(guān)位置變位無(wú)法正常顯示。當(dāng)采用光控繼電器時(shí)還要考慮到光控繼電器內(nèi)部連接在發(fā)光二極管回路的電阻，如果二極管對(duì)于工作電壓要求較高時(shí)，串接電阻消除信號(hào)回路感應(yīng)的方法就不可取了。
4.2方法二相對(duì)于方法一來(lái)說(shuō)更為可靠也更便于實(shí)施。電容量計(jì)算及其允許通過(guò)電流的相關(guān)公式如下：
通過(guò)上式可以看出選擇的電容容量和C及U有關(guān)，通過(guò)電容的電流和U及XC有關(guān)。通過(guò)以上邏輯關(guān)系可以得出如下結(jié)論：光控繼電器正負(fù)信號(hào)線間并聯(lián)的電容容量可以隨意選則，只要其耐壓大于感應(yīng)電壓即可使用。為防止信號(hào)回路正母線與機(jī)構(gòu)箱內(nèi)的交流電源由于某種原因短接致使電容擊穿，正負(fù)母線短路產(chǎn)生故障，要求并接電容器的耐壓略高于機(jī)構(gòu)使用的交流電壓或者直接根據(jù)電纜的耐壓選擇相同耐壓等級(jí)的電容進(jìn)行并接，從節(jié)約費(fèi)用方面考慮一般選擇容量為1uf的電容器。
5結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)以上分析和處理方法的對(duì)比，建議今后處理類似問(wèn)題無(wú)論從成本還是改造方面考慮，采用第二種方法，使所內(nèi)和遠(yuǎn)動(dòng)終端均能準(zhǔn)確反應(yīng)開關(guān)位置信號(hào)。
參考文獻(xiàn)：
【關(guān)鍵詞】 RC正弦波振蕩電路 文氏電橋電路 二極管穩(wěn)幅
各種電器設(shè)備要正常工作，常常需要各種小波形信號(hào)的支持。電器設(shè)備中常用的信號(hào)有正弦波、矩形波、三角波和鋸齒波等。在電器設(shè)備中，這些信號(hào)是由波形產(chǎn)生和變換電路來(lái)提供的。波形產(chǎn)生電路是一種不需外加激勵(lì)信號(hào)就能將直流能源轉(zhuǎn)化成具有一定頻率、一定幅度和一定波形的交流能量輸出電路，又稱振蕩器或波形發(fā)生器。通過(guò)與波形變換電路相結(jié)合，它能產(chǎn)生正弦波、矩形波、三角波和階梯波等各種波形，能滿足現(xiàn)代測(cè)量通信、自動(dòng)控制和熱加工、音視頻設(shè)備及數(shù)字系統(tǒng)等對(duì)各種信號(hào)源的需求。
RC正弦波振蕩電路因其選頻網(wǎng)絡(luò)由R、C元件組成而得名。根據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和連接方式的不同，又可分為文氏電橋振蕩器、移相式振蕩器和雙T式振蕩器。RC振蕩電路的工作頻率較低，一般為1HZ～1MHZ,常采用外穩(wěn)幅電路，用于低頻電子設(shè)備中。RC文氏電橋振蕩器具有電路簡(jiǎn)單、易起振和振蕩頻率易調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，為大多數(shù)低頻振蕩電路所采用。本文設(shè)計(jì)一個(gè)振蕩頻率f0=1000HZ的文氏電橋正弦振蕩器，輸出電壓U0=4V（峰值），波形失真系數(shù) 。通過(guò)設(shè)計(jì)電路及選取各元件參數(shù)Kf=0.1％-0.2％，輸出電壓均符號(hào)指標(biāo)要求。
1、主電路選擇
根據(jù)輸出指標(biāo)的要求，本設(shè)計(jì)選擇二極管外穩(wěn)幅的文氏電橋電路。該電路利用二極管的非線性自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)反饋的強(qiáng)弱來(lái)控制電壓的恒定。其中，二極管VD1、VD2組成外穩(wěn)幅電路，振蕩過(guò)程中VD1、VD2將交替導(dǎo)通和截止，總有一個(gè)處于正向?qū)顟B(tài)的二極管與R3并聯(lián)，由于二極管正向電阻 隨 增大而下降，因此負(fù)反饋隨振幅上升而增加，直到滿足振幅平衡條件為止。二極管穩(wěn)幅電路簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)。
圖1 二極管外穩(wěn)幅的文氏電橋振蕩器
該電路的放大倍數(shù)為
Au=1+RFR4
式中，RF為等效電阻；RF=r∥R3+RP ； 為二極管VD1、VD2導(dǎo)通時(shí)的動(dòng)態(tài)電阻。振蕩電路剛起振時(shí)，輸出電壓U0幅度較小，rd較大，Au較大，有利于起振。隨著振蕩的進(jìn)行，輸出電壓U0幅度逐漸增大，導(dǎo)致二極管動(dòng)態(tài)電阻 逐漸減小， 逐漸下降，輸出電壓U0幅度趨于穩(wěn)定，最終電路達(dá)到穩(wěn)定振蕩狀態(tài)。
2、 電路參數(shù)選擇
2.1 選擇R、C
為了使RC選頻網(wǎng)絡(luò)的特性不受集成運(yùn)算放大器的輸入輸出電阻的影響，在選擇R時(shí)，應(yīng)滿足以下條件
r1＞R＞＞r0
式中，r1是集成運(yùn)算放大器同相輸入電阻； r0是集成運(yùn)算放大器的輸出電阻。查閱集成運(yùn)放手冊(cè)，可以初選R2=R1=15KΩ ,則根據(jù)式f0=12πRC,可計(jì)算出電容值為
C=12πf0R=12×3.14×103×15×103
據(jù)此，可選取標(biāo)稱值為C=0.01μF的電容。將C=0.01μF代入式f0=12πRC計(jì)算電阻 R的準(zhǔn)確值R=15.9KΩ,取標(biāo)稱值R=16KΩ的電阻即可。
2．2 選擇 、
電阻R4和RF可根據(jù) 文氏電橋振蕩電路的振幅起振條件：RF＞2R3來(lái)確定，本設(shè)計(jì)取RF=2.1R4,這樣即能保證起振，又不會(huì)引起嚴(yán)重的波形失真。同時(shí)，為了減小運(yùn)算放大器輸入失調(diào)及其漂移的影響，根據(jù)平衡電阻概念，應(yīng)使電阻R4和RF盡量滿足R2=R=R4∥RF的條件。聯(lián)解RF2.1R4和R=R4∥RF可得
R3.12.1R=3.12.1×16KΩ=23.6KΩ
可選取標(biāo)稱值為R4=24KΩ的電阻，則RF的取值為
RF=2.1KΩ=2.1×24KΩ=50.4KΩ
2.3 二極管VD1、VD2的選擇
穩(wěn)幅二極管的選擇應(yīng)特別注意兩點(diǎn)：一是為了保證電路的對(duì)稱性，兩個(gè)穩(wěn)幅二極管的特性參數(shù)必須匹配；二是為了提高電路的溫度穩(wěn)定性，應(yīng)采用硅管。由于二極管VD1、VD2導(dǎo)通時(shí)的動(dòng)態(tài)電阻rd的值與Rf有關(guān)，二極管VD1、VD2的選擇還要通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)整來(lái)確定。
2.4 選擇RF和Rf
實(shí)驗(yàn)表明，二極管動(dòng)態(tài)電阻rd與并聯(lián)電阻阻值相當(dāng)時(shí)，穩(wěn)幅特性和改善波形失真都有較好的效果。通常Rf選幾千歐姆，Rf選定后，Rp的值便可以初步確定。因?yàn)镽F=r∥Rf+Rp
設(shè)rd≈Rf ，則RP=RF-rd∥RF-0.5Rf，取Rf=6.8KΩ，則Rp=50.4KΩ-3.4KΩ=47KΩ，選WXWX-3型47KΩ多圈微調(diào)電位器。
注意：Rp和Rf的最佳值，仍然要通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)整來(lái)確定。
2.5 選擇集成運(yùn)算放大器
選擇集成運(yùn)算放大器時(shí)，除希望輸入電阻較高和輸出電阻較低外，最主要的是要選擇其增益寬積（（G•BW）能滿足下面的關(guān)系式，即Aod•BW＞3f0
在實(shí)際電路中，可選擇運(yùn)放μA471，它的上限截止頻率（即-3dB帶寬）fH，10HZ開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod=2×105 ，可以滿足設(shè)計(jì)需要。
3、結(jié)束語(yǔ)
本文通過(guò)工程設(shè)計(jì)中常采用的方法，根據(jù)振蕩器的振蕩頻率和設(shè)計(jì)原則，合理地選擇電路形式和器件，然后進(jìn)行近似估算確定參數(shù)，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)整，使電路達(dá)到要求的設(shè)計(jì)指標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】 問(wèn)題情境 實(shí)用情境 討論情境 辨誤情境 展示情境 創(chuàng)設(shè)
學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，教師是學(xué)習(xí)的組織者和引導(dǎo)者。教師在教學(xué)中不但要注意調(diào)動(dòng)學(xué)生的智力因素，更要注意調(diào)動(dòng)學(xué)生的動(dòng)機(jī)、情感、意志、興趣等非智力因素。教師有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)具體生動(dòng)的教學(xué)情境，使學(xué)生處于主動(dòng)積極狀態(tài)，使學(xué)生心情歡暢、精神飽滿地學(xué)習(xí)，形成以學(xué)生為中心的生動(dòng)的學(xué)習(xí)局面，對(duì)提高教學(xué)效果有很大幫助。
1 創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，誘導(dǎo)積極思維
教學(xué)之前，教師提出問(wèn)題或激發(fā)學(xué)生提出問(wèn)題，然后引導(dǎo)學(xué)生從多種不同的角度加以分析、思考，探求問(wèn)題的解答，置教學(xué)于問(wèn)題情境之下。例如：學(xué)習(xí)“機(jī)械運(yùn)動(dòng)”時(shí)，教師以講故事的形式提出，法國(guó)飛行員在飛行時(shí)，抓住一顆飛行的子彈的問(wèn)題，進(jìn)而引導(dǎo)發(fā)問(wèn)，什么情況下，我們也能抓住一顆飛行的子彈呢？在這里，問(wèn)題情境激發(fā)了學(xué)生探究的愿望，從而聯(lián)系實(shí)際情況，展開了積極的思維。
2 創(chuàng)設(shè)實(shí)用情境，喚起學(xué)習(xí)興趣
物理知識(shí)和生活聯(lián)系非常密切。新課標(biāo)要求，從生活走向物理，從物理走向世界。教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，使學(xué)生知道物理是有用的，使學(xué)生有一種成就感、收獲感，喚起想更深層次進(jìn)行探究的學(xué)習(xí)興趣。例如：學(xué)習(xí)“密度的應(yīng)用”時(shí)，老師可以拿一枚戒指，讓學(xué)生辨別是什么金屬做的。學(xué)生的答案都是猜測(cè)的。教師可以提示用密度解決問(wèn)題，學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，動(dòng)手測(cè)量，最后測(cè)出戒指密度，知道是什么金屬制作的。還可以組織學(xué)生利用單子元件組裝電子門鈴、制作潛望鏡等。學(xué)生在動(dòng)手動(dòng)腦中，認(rèn)識(shí)了學(xué)習(xí)物理的重要性，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)物理的興趣，掌握了知識(shí)，提高了能力。
3 設(shè)討論情境，培養(yǎng)發(fā)散思維
教學(xué)中，教師給定問(wèn)題，組織學(xué)生創(chuàng)設(shè)討論情境，學(xué)生自主探索、發(fā)現(xiàn)、討論，允許并鼓勵(lì)不同的見解。由老師引導(dǎo)，組織學(xué)生討論、判定見解的優(yōu)劣正誤。學(xué)生在討論過(guò)程中，加深了對(duì)物理知識(shí)的理解，培養(yǎng)了發(fā)散思維。例如：在學(xué)習(xí)“伏安法測(cè)電阻”時(shí)，教師提出問(wèn)題：如果只有電壓表或電流表，怎樣測(cè)未知阻值的電阻阻值？學(xué)生通過(guò)課上和課下積極的思考，熱烈的討論，交流綜合設(shè)計(jì)出了八種測(cè)電阻的方案，無(wú)論在掌握知識(shí)上還是提高技能上，都取得了良好的效果。
4 設(shè)辨誤情境，培養(yǎng)分析能力
針對(duì)學(xué)生常出現(xiàn)的問(wèn)題，教師有意設(shè)置錯(cuò)誤的題設(shè)，讓學(xué)生交流、討論、辨別、分析，從而充分暴露其錯(cuò)誤所在，進(jìn)一步推導(dǎo)出荒謬的結(jié)果，學(xué)生在驚愕之余，加深了印象，加深了理解，收到了“吃一塹，長(zhǎng)一智”的效果。例如：在學(xué)習(xí)“電阻的并聯(lián)”時(shí)，學(xué)生認(rèn)識(shí)到并聯(lián)電路的總電阻小于任何一個(gè)并聯(lián)電阻。但是，有不少學(xué)生認(rèn)為：兩個(gè)或幾個(gè)電阻并聯(lián)，其中一個(gè)電阻變大時(shí)，電路的總電阻變小。教師以此為題設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生思考、討論、交流、推導(dǎo)，學(xué)生從兩個(gè)方面，一是從公式：1／R=1／R1+1／R2；二是從干路和支路電流的變化，都證明了題設(shè)的錯(cuò)誤。辨誤情境對(duì)教學(xué)中的易錯(cuò)點(diǎn)的預(yù)防和糾正，有著非常好的作用。
5 創(chuàng)設(shè)展示情境，展現(xiàn)個(gè)性才能
【關(guān)鍵詞】大地電磁測(cè)深 觀測(cè)深度 采樣頻率
1 大地電磁測(cè)深的觀測(cè)深度
大地電磁測(cè)深法簡(jiǎn)稱（MT），是利用天然交變電磁場(chǎng)研究地球電性結(jié)構(gòu)的一種地球物理勘探方法。大地電磁測(cè)深的場(chǎng)源為地球與太陽(yáng)風(fēng)互相作用產(chǎn)生的天然交變電磁場(chǎng)，具有頻率低、波長(zhǎng)長(zhǎng)、探測(cè)深度大、成本低的優(yōu)點(diǎn)。主要應(yīng)用于區(qū)域性的大地構(gòu)造勘探。
大地電磁測(cè)深具有勘探深度大的特點(diǎn)，大地電磁測(cè)深的測(cè)量深度亦稱為趨膚深度，趨膚深度的推算過(guò)程如下：
同一相位面為平面的電磁波稱為平面電磁波。若在這一平面上場(chǎng)振幅為常數(shù)，則稱為均勻平面電磁波，否則為非均平面電磁波。假設(shè)所觀測(cè)到的電磁波是在均勻介質(zhì)中進(jìn)行傳播，則X軸和Y軸位于波的極化平面上，Z軸位于波的傳播方向上，在XOY平面上的場(chǎng)振幅是相同的。其振幅和相位分別為
上式表明電場(chǎng)在沿Z軸方向前進(jìn)時(shí) 距離時(shí)，振幅衰減為 倍。習(xí)慣上將距離 稱為電磁波的趨附深度，在忽略位移電流時(shí)則將趨附深度寫成 電磁波的趨膚深度隨電阻率的增加和頻率的降低而增大。所以為了進(jìn)行深部地質(zhì)調(diào)查應(yīng)采用較低的工作頻率。
2 大地電磁場(chǎng)的場(chǎng)源特點(diǎn)
關(guān)于大地電磁場(chǎng)的起源問(wèn)題一般認(rèn)為其一次場(chǎng)源是由太陽(yáng)微粒輻射作用下形成的地球磁層和電離層變化。太陽(yáng)風(fēng)的微粒輻射流具有相當(dāng)高的導(dǎo)電能力，所以地球的正常偶極磁場(chǎng)不能穿過(guò)它而受到畸變。在導(dǎo)電的電離層中形成很強(qiáng)且變化迅速的電流。這些電流主要集中在靠近地極 緯度帶附近，及大地電磁場(chǎng)的場(chǎng)源位于100km左右的高空處。地球表面上的有限區(qū)域可視為平面波。其傳播深度主要依賴振動(dòng)頻率或者場(chǎng)的變化周期。
對(duì)大地電磁頻譜的多年觀測(cè)結(jié)果表明，其中含有多種不同頻率的振動(dòng)成分。頻率為1Hz的變化具有最小的振幅，向高、低頻段振幅均明顯增加。在電法勘探中利用稱之為地磁脈動(dòng)的短周期脈沖。它具有周期為零點(diǎn)幾秒到幾百秒的似周期振動(dòng)特性。除了與宇宙現(xiàn)象有關(guān)的低頻場(chǎng)外，在地球上還有相對(duì)高頻（3-10000Hz）的電磁場(chǎng)，主要是由大氣電現(xiàn)象（雷電）及地磁場(chǎng)的變化引起的，但由于高頻信號(hào)被介質(zhì)吸收低頻信號(hào)逐漸占優(yōu)勢(shì)，根據(jù)許多觀測(cè)結(jié)果表明，交變電場(chǎng)的最大場(chǎng)強(qiáng)在8-300Hz頻帶內(nèi)。但是在某一瞬間，大地電磁場(chǎng)具有在幾百平方公里或更大的范圍內(nèi)，振幅頻率均保持一定的特點(diǎn)。
3 大地電磁測(cè)深的測(cè)量深度與測(cè)量頻率選擇間的關(guān)系研究
在進(jìn)行大地電磁測(cè)深測(cè)量時(shí)所采集的低頻段的和高頻段的信號(hào)都是連續(xù)的時(shí)間信號(hào)，以現(xiàn)有的技術(shù)水平無(wú)法做到不失真的連續(xù)的對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，只能將連續(xù)的信號(hào)采集成離散的時(shí)間信號(hào)，所以如何保證對(duì)離散時(shí)間信號(hào)進(jìn)行不失真的恢復(fù)，以保證沒(méi)有信息的損失就是一個(gè)十分重要的問(wèn)題。
假設(shè)存在理想的連續(xù)時(shí)間信號(hào) ，如果 是非周期且能量有限的信號(hào)則：
， 。
從 取樣得到離散時(shí)間信號(hào)x（n），
， 。
注意到周期取樣在信號(hào) 與x（n）中的變量t與n之間存在關(guān)系 ， ，則在頻率 內(nèi)的 與頻率 內(nèi)的 一致，故有：
，
假定存在一個(gè)帶限模擬信號(hào)的譜，當(dāng) 時(shí)，譜為0。如果 ，則離散時(shí)間信號(hào)的譜沒(méi)有混疊，離散信號(hào)的譜等于在基本頻率范圍 或 的模擬信號(hào)的譜。
圖1 離散時(shí)間信號(hào)還原示意圖
根據(jù)上述結(jié)論最高頻率為BHz的連續(xù)時(shí)間帶限信號(hào)，當(dāng)取樣率 滿足 時(shí)，可以從它的取樣信號(hào)惟一恢復(fù)出原始信號(hào)。所以為了能夠?qū)λ杉男盘?hào)進(jìn)行不失真的恢復(fù)，工作中所采用的采樣頻率至少要大于2倍的信號(hào)最高頻率。
而根據(jù)上文所述進(jìn)行大地電磁測(cè)深測(cè)量時(shí)為了達(dá)到更深的勘探深度，所采用的信號(hào)頻率越低越好，但是在實(shí)際上大地電磁場(chǎng)的場(chǎng)源的頻率分位低頻段和高頻段兩個(gè)頻段，在低頻段約為零點(diǎn)零零幾赫茲到10Hz之間，高頻段為8Hz到300Hz之間。因此在實(shí)際工作中必須對(duì)兩個(gè)頻段的信號(hào)都進(jìn)行采集。對(duì)于低頻信號(hào)段和高頻信號(hào)段最低采樣頻率至少為兩頻段最高頻率最大值的2倍即至少600Hz。對(duì)于離散信號(hào)的恢復(fù)，采樣頻率越高則單位時(shí)間內(nèi)得到的信息也就越大，還原后的真實(shí)性也就越強(qiáng)，所以理論上采樣頻率越高越好。但是在實(shí)際工作中受到儀器設(shè)備性能等技術(shù)因素的制約，采樣頻率不可能定的過(guò)高，而且隨著采樣頻率的升高所能達(dá)到的勘探深度也會(huì)隨之降低，但是無(wú)論如何不能小于其最低采樣頻率，所以這要根據(jù)所使用的儀器的性能結(jié)合和實(shí)際工作需要進(jìn)行確定。
4 結(jié)合白音圖嘎工作區(qū)實(shí)際測(cè)量工作進(jìn)行驗(yàn)證
為了白音圖嘎工作區(qū)南部的高磁異常區(qū)的異常源的深部構(gòu)造進(jìn)行研究，在該工作區(qū)區(qū)布設(shè)了1長(zhǎng)為1.8公里的大地電磁測(cè)深剖面，測(cè)深點(diǎn)的點(diǎn)距為400米，共46個(gè)測(cè)深點(diǎn)。其測(cè)線分布位置圖如下：
圖2 大地電磁測(cè)深（MT）測(cè)線位置分布圖
本次大地電磁測(cè)深（MT）采用測(cè)量?jī)x器的是美國(guó)KJT公司提供的kms-820系統(tǒng)，該系統(tǒng)專為 EM（電磁）和微震記錄而設(shè)計(jì)，獲取電阻率和速度結(jié)構(gòu)，該儀器可用于常規(guī)用途的數(shù)據(jù)采集， 也可用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
Kms-820系統(tǒng)可同時(shí)測(cè)量各個(gè)頻段的電磁信息，在測(cè)量時(shí)分別用一個(gè)高頻頻段和一個(gè)低頻頻段采集地下的電磁信息，由于高頻信號(hào)在地下介質(zhì)傳播中衰減較快，而低頻信號(hào)在地下介質(zhì)中傳播時(shí)衰減較慢，所以高頻頻段所采集的數(shù)據(jù)可較好的反映淺部的地質(zhì)體信息，低頻頻段所采集的數(shù)據(jù)可較好的反映深部的地質(zhì)體信息。由于大地電磁測(cè)深數(shù)據(jù)需要進(jìn)行傅里葉變換處理，所以采樣頻率越高，信號(hào)的保真性就越好，但是隨著采樣頻率的提高，其探測(cè)深度也隨之變淺，且相應(yīng)的所采集的數(shù)據(jù)量也隨之?dāng)U大，后期處理時(shí)所耗費(fèi)的時(shí)間也隨之增長(zhǎng)。根據(jù)設(shè)計(jì)探測(cè)深度10km的要求，而基性巖的視電阻率一般為100 左右，根據(jù)趨膚深度的計(jì)算公式計(jì)算得采樣頻率 ，所以采樣頻率的區(qū)間為600Hz至40000Hz，為了盡可能的達(dá)到更深的勘探深度所以采樣頻率的選取應(yīng)盡量的小，結(jié)合kms-820系統(tǒng)自身特點(diǎn)，即本身所能提供高頻段和低頻段的采樣頻段組合，在本次測(cè)量中對(duì)于高頻段采用10kHz的采樣頻率，低頻段采用1kHz的采樣頻率。
現(xiàn)在選擇剖面上的54點(diǎn)的高頻信號(hào)和低頻信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以對(duì)地下地質(zhì)體的分層信息進(jìn)行推斷并對(duì)上述結(jié)論進(jìn)行驗(yàn)證。
通過(guò)對(duì)kms-820系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理可得到如下結(jié)果：
圖3 54號(hào)點(diǎn)低頻信號(hào)處理結(jié)果
對(duì)比54號(hào)點(diǎn)低頻信號(hào)的X方向（測(cè)線方向）與Y方向（垂直測(cè)線方向）的電阻率數(shù)據(jù)可以看出，其電阻率值的變化趨勢(shì)是相似的，兩個(gè)方向的信號(hào)有著較高的一致性，這就說(shuō)明X方向與Y方向的電性性質(zhì)相近，該點(diǎn)所反映的深部的地下介質(zhì)為各向同性的。
X方向與Y方向的測(cè)深曲線為K型曲線，其所反映的地下介質(zhì)的電阻率的變化是先升高在降低的，其表示地下介質(zhì)按電阻率可以分為3層 、 、 ，其電阻率大小關(guān)系為 。 為表層，表層是低阻層，表層的視電阻率 約為5 ； 是高阻層，其視電阻率 約為80 ，根據(jù)公式 計(jì)算得到其底界面的深度約為6368米； 層的視電阻率比 層的小，但由于測(cè)量時(shí)間較短，所測(cè)得的數(shù)據(jù)量不足不能夠很好的反映出其視電阻率和底界面深度。
圖4 54號(hào)點(diǎn)高頻信號(hào)處理結(jié)果
對(duì)比54號(hào)點(diǎn)高頻信號(hào)的X方向（測(cè)線方向）與Y方向（垂直測(cè)線方向）的電阻率數(shù)據(jù)可以看出，其電阻率值的變化趨勢(shì)是相似的，兩個(gè)方向的信號(hào)有著較高的一致性，這就說(shuō)明X方向與Y方向的電性性質(zhì)相近，該點(diǎn)所反映的淺部地下介質(zhì)為各向同性的。
X方向與Y方向的測(cè)深曲線為A型曲線，其所反映的地下介質(zhì)的電阻率的變化是逐漸升高的，其表示地下介質(zhì)按電阻率可以分為3層 、 、 ，其電阻率大小關(guān)系為 。 為表層，表層是低阻層，表層的視電阻率 約為0.1 ，由于測(cè)量時(shí)間原因?qū)τ诒韺拥男畔⒉荒苡行У胤从场?為中間層，中間層是低阻層，表層的視電阻率 約為10 ； 是高阻層，其視電阻率 約為100 。
通過(guò)對(duì)54號(hào)點(diǎn)的低頻信號(hào)和高頻信號(hào)的初步分析可以發(fā)現(xiàn)分別采用1kHz和10KHz的采樣頻率進(jìn)行采樣可以較好的反映地下介質(zhì)的電性參數(shù)。
在對(duì)24號(hào)點(diǎn)至54號(hào)點(diǎn)的測(cè)深數(shù)據(jù)進(jìn)行反演處理后，得到的地下地質(zhì)體的反演模型如下
圖5 MT24至52號(hào)點(diǎn)數(shù)據(jù)反演結(jié)果圖
從圖中可以看到在34號(hào)點(diǎn)向下有一條明顯的低阻帶，與兩側(cè)的高阻帶有明顯的界限，而且該低阻帶一直向下延伸，推測(cè)這是一條深大斷裂。其依據(jù)是當(dāng)?shù)貙颖诲e(cuò)斷后在其破碎帶內(nèi)填充大量的巖石碎屑，且碎屑間存在大量得孔隙，這些孔隙被地下水填充后其電阻值就會(huì)比周圍的基巖低，在圖中的表現(xiàn)就是一條低阻帶；并且在實(shí)地測(cè)量時(shí)34號(hào)點(diǎn)就位于深溝內(nèi)，該深溝就是斷裂帶在實(shí)地的表現(xiàn)。在圖中可以清楚地看到高阻巖體的分布范圍，根據(jù)反演結(jié)果高阻體的頂界面深度約為1800米，底界面深度約為4500米，但是由于測(cè)量時(shí)間較短，對(duì)低頻的信號(hào)采集較少，底界面的深度準(zhǔn)確性不高。
上述的反演結(jié)果中反演得到的斷裂構(gòu)造和高阻體的位置，與航磁異常解譯結(jié)果中的區(qū)域大斷裂位置和高磁巖置基本吻合，這充分說(shuō)明了采用1kHz和10kHz采樣頻率的準(zhǔn)確性。也間接證明了說(shuō)明了最低采樣頻率與測(cè)量深度間的關(guān)系。
5結(jié)語(yǔ)
本論文結(jié)合大地電磁的場(chǎng)源中低頻信號(hào)與高頻信號(hào)的頻率特征，及大地電磁測(cè)深的勘探深度趨膚深度與采樣頻率之間的關(guān)系以及采樣頻率與采集信號(hào)的自身的頻率之間的關(guān)系這三者之間的聯(lián)系對(duì)大地電磁測(cè)深的采樣頻率與趨膚深度之間的關(guān)系進(jìn)行了討論，并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中的測(cè)量結(jié)果對(duì)所得結(jié)論進(jìn)行了初步的驗(yàn)證，初步證明了所得結(jié)論的正確性。
參考文獻(xiàn)：
