Міністерство освіти і науки України Івано-Франківський Національний Технічний Університет Нафти і Газу

Кафедра геофізичних досліджень свердловин

Лабораторна робота №1

Вивчення порядку роботи з контрольно- вимірювальними приладами.

Івано-Франківськ

2006

1 Мета та завдання роботи

Метою лабораторної роботи є необхідність навчитися працювати з мілівольтметром, вольтметром постійного струму, генератором сигналів низької частоти, універсальним генератором низької частоти, універсальним генератором, ампер-вольтметром, осцилографом, частото-міром. Головним завданням роботи є отримати навик використання контрольно-вимірювальних приладів для проведення лабораторних робіт з курсів «Геофізична апаратура», «Апаратура і технологія проведення ГДС», «Геофізичні лабораторії», «Ремонт геофізичної апаратури», «Геофізична учбова практика». Тривалість проведення роботи визначається робочими програмами.

2 Основні теоретичні положення

2.1 Теоретичні положення до будови мілівольтметра ВЗ-38

Мілівольтметр ВЗ-38 призначений для вимірювання напруги змінного струму від 0,1 мВ до 300 В в діапазоні частот від 20 Гц до 5 Мгц, які необхідно вимірювати в апаратурі електричного і акустичного каротажу

Покази приладу пропорційні середньому значенню, а шкала проградуйована в ефективних значеннях синусоїдальної напруги, а також проградуйовані у децибелах. Відмітимо, що рівень «0» децибел дорівнює

0,775 В.

За технічною характеристикою прилад описується наступними параметрами:

Діапазон вимірюваних напруг від 100 мкВ до 300 В перекривається під діапазонами 1, 3, 10, 30, 100, 300 мВ, 1, 3, 10, 30, 100, 300 В.

Діапазон частот змінної напруги, які вимірюються приладом від

20 Гц до 5 Мгц і розбитий на 4 робочі області:

I область від 45 Гц до 1 Мгц

II область від 20 Гц до 45 Гц

III область понад 1 Мгц до 3 Мгц

IV область понад 3 Мгц до 5 Мгц. Частота градуювання 1 кГц.

Нормальними умовами експлуатації приладу є:

а) температура навколишнього повітря 293±5 К ( + 20±5°С);

б) відносна вологість 65±15 % при температурі повітря 293±5 К

( + 20±5°С);

в) атмосферний тиск 96 — 104 кПа (720—780 мм рт. ст.).

Робочі умови експлуатації:

— температура навколишнього повітря від 283 до 308 К (від +10 до +35°С);

— відносна вологість повітря до 80% при температурі 298 К

( + 25°С);

— атмосферний тиск 86 — 106 кПа (650—800 мм рт. ст.);

— живлення приладу від мережі змінного струму напругою 220±22 В частотою 50±0,5 Гц.

Границя основної похибки приладу, характеризується відсотками від кінцевого значення встановленого піддіапазону вимірювання, ±2,5% на піддіапазонах вимірювання від 1 до 300 мВ і ±4,0% на піддіапазонах вимірювання від 1 до 300 В.

За конструкцією прилад виконаний у вигляді переносного приладу. Основою каркаса є рами і бічні стяжки, виготовлені методом литва під тиском. Вся схема приладу, за винятком перемикача меж вимірювання і вхідного дільника, розміщена на одній друкованій платі, прикріпленій до каркаса з лівого боку. На задній панелі закріплений трансформатор, утримувач запобіжника і клема

Електрична схема мілівольтметра ВЗ-38 складається з вхідного дільника, перетворювача імпедансу з високим вхідним опором, атенюатора, широкосмугового підсилювача і детектора із стрілочним індикатором, показаних на структурній схемі приладу (рис. 1).

Рис.1

Рисунок 1 – електронна схема мілівольтметра ВЗ – 38

Вхідний дільник розташований між входом приладу і перетворювачем імпедансу. Коефіцієнт розподілу 1 : 1000. Перемикання частинок дільника відбувається при переході з піддіапазону вимірювання 300 мВ на піддіапазон 1 В. При цьому реальний вхідний опір приладу змінюється приблизно з 8 до 5 МОм.

Для точної установки коефіцієнта розподілу дільника в його нижній частині включений потенціометр R2. Для вирівнювання частотної характеристики дільника на частотах вище 1 Мгц – параллельно нижньому плечу дільника підключений конденсатор С1 і ланцюжок С2 RЗ, а паралельно верхньому плечу дільника включений ланцюжок, що складається з тримера С4 і конденсатора СЗ.

Перетворювач імпедансу (ПІ) призначений для отримання необхідного вхідного імпедансу мілівольтметра. Він виконаний на емітерномy повторювачі. ПІ одночасно є і підсилювачем з коефіцієнтом підсилення близько 3. Глибокий від’ємний зворотний зв'язок з емітера на вхід забезпечує хорошу стабільність у часі.

Атенюатор служить для перемикання піддіапазонів вимірювання мілівольтметра. Він має 6 ступенів по 10 дБ. Атенюатор виконаний на точних високочастотних резисторах типа С2-10.

Широкосмуговий підсилювач забезпечує посилення сигналу в 300 разів. Вимірюваний сигнал з атенюатора поступає на базу транзистора, де порівнюється з сигналом, що поступає на емітер цього ж транзистора з ланцюга зворотного зв'язку. Різниця сигналів посилюється транзистором, поступає на базу транзистора і так далі. Вихідний сигнал ШП знімається з емітера транзистора і складає при повному відхиленні стрілки вимірювального приладу приблизно 1 вольт. ШП охоплений глибоким від’ємним зворотнім зв’язком разом з детектором.

Стрілочний прилад (мікроамперметр 100 мкА кл. 1,0) включений в діагональ моста, утвореного двома напівпровідниковими діодами Д1 і Д2 (типа Д18) і двома резисторами R43 і R44. Лінійність передавальної характеристики діодного моста залежить від глибини зворотного зв'язку ШП. На частотах до 1 Мгц характеристика практично лінійна за всією шкалою відлікового приладу. На частоті 5 Мгц нелінійність шкали збільшуються і складають, зокрема, в точці 1/10 шкали близько 4%.