发布时间：2023-03-16 15:57:51
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的电阻测量论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
论文关键词：万用电表几种实用方法浅析
万用表具有用途多、量程广、使用方便等优点，是进行设备维护、维修的常用工具之一。熟练掌握万用表的使用方法及使用技巧，是设备维护人员及学校的电教工作者必须掌握的技能。万用表不仅可以测量如电压、电流、电阻阻值等常见物理量，还可以进行如电子元器件好坏的判断、电池容量的测定、及电声器材好坏的判断等。下面逐一进行介绍。
实用方法一：测量电子元件的好坏
设备维修中的常见操作之一是判断电子元器件的好坏。电子元器件的种类很多，但随着集成电路的发展，许多分立元件逐渐被集成电路板代替，维修中用户可以处理的器件越来越少。但诸如电阻、电容、二极管、三极管等器件的测量还是会经常遇到的，下面以指针式万用表为例简要介绍相应的测量方法。
1、 电阻的测量
用万用表判断电阻的好坏有离线测量和在线测量。离线测量即是将电阻从电路板上取下进行测量，在线测量即是在电路板上直接测量电阻的阻值。
离线测量时，先根据被测电阻的阻值选择万用电表欧姆档的合适量程，进行机械调零，然后进行欧姆调零，最后进行测量。将万用表的表笔接在被测电阻两端，若测得阻值与实际阻值相同和接近，则说明电阻正常；若阻值大于标称值，则说明该电阻阻值变大或内部开路。电阻一般不会出现阻值变小的现象。由于人体的电阻阻值为几十千欧，因此在测量阻值较大的电阻阻值时，不要用手同时抓住被测电阻的两只引脚。否则，人体电阻和被测电阻并联科技小论文，导致测量值变小。
在线测量一般用于小阻值电阻的测量。一般由于电路中还有其他元器件和电阻并联，检测的结果往往会小于电阻的实际值。在线测量一般仅做初步判断，必要时必须将电阻从电路板上断开测量。
2、 电容的检测
电容具有储存电荷的功能，可以对电容充电，也可以使电容器放电。在电路中，电容具有隔直流通交流，阻低频通高频的耦合作用，另外电容还具有滤波、延时的作用。
如果被测电容储存有电荷，在检测前要将电荷放掉，避免击伤人或损坏仪器。若电容的容量较小，储存的电荷较少时，可以用诸如螺丝刀等金属工具或万用表的表笔将电容的两只引脚短接，将电放掉。若电容储存的电荷较多时，可以用较大阻值的器件诸如用电烙铁插头的两只插脚和电容的两只引脚接触，将电容器储存的电荷通过电烙铁的电热丝放电，这样不会对人和仪器造成损坏。
在用万用表的欧姆档检测电容之前，首先要根据电容容量大小来选择恰当的档位核心期刊。在将电容放电后，用红黑表笔和电容的两个引脚接触，通过观察表针的偏转角度来判断电容是否正常。若表针快速向右偏转，然后慢慢向左退回原位，则说明电容是好的。如果表针摆起后不再回转，说明电容已经击穿，如果表针摆起后逐渐停留在某一位置，则说明该电容漏电。
实用方法二：测量电池的容量
电池是常用的耗材。如果电池的容量不足会影响器材的使用效果，如无线话筒常用的5号电池，在电量不足时会导致音量过低和噪声太强的故障。用万用表测量电池的容量主要是了解电池的电压和短路电流。测量电压时用万用表的直流电压档，新的五号电池的电压约为1.7至1.8伏左右，旧电池的电压常常低于1.3伏特。在测量电池的短路电流前，先将万用表的红表笔插在5安培位置，将黑表笔插在万用表的COM位置，万用表的档位调到直流电流的5A位置，红表笔的金属端接电池的正极，黑表笔的金属端接电源的负极，观察万用表表盘的示数。新的5号电池的短路电流的大小约为2.5安培，而旧电池的短路电流低于1安培。判读电池的容量要根据电流的大小进行，如有的电池虽然电压降低不多，但短路电流太小，说明电量消耗较大，应该弃用。如电压为1.2伏的旧电池科技小论文，其短路电流只有0.5安培左右。
实用方法三：测量电声器件
用万用表还可以判断电声器件如扬声器和耳机的还坏。检测时，将万用表置于R×1档（因扬声器的阻抗一般为几欧姆），用红表笔接音圈的一个接线端子，用黑表笔点击音圈的另一个接线端子，如扬声器能够发出“喀喀”的声音，说明扬声器正常，否则说明扬声器的音圈或引线开路。
用万用表还可以判断扬声器的极性。扬声器必须按正确的极性连接，否则会因相位失真而影响音质。多数扬声器会在接线支架上通过标注“+”、“－”的符号指示两根引线的正负极性，而有的扬声器并未标注。为了使扬声器更好的将声音还原，需要对这种扬声器进行极性判断。具体操作为：将万用表置于R×1档，用两只表笔分别点击扬声器音圈的两个接线端子，在点击的瞬间仔细观察扬声器的纸盆的振动方向，若纸盆向上振动，说明黑表笔接的端子是扬声器的正极；若纸盆向下振动，说明黑表笔接的是扬声器的负极。
用万用表也可以判断线材质量的优劣。将万用表的欧姆档的量程置于R×1，进行欧姆调零，测量100米长的线材的电阻值。如果阻值在8欧姆以下，说明线材质量优良，8欧姆以上的说明是劣质线材。质量优良的线材的百米电阻应小于2欧姆。
关键词：浊度，检测，前置放大
1、引言
水的浊度是一种光子效应，即光线透过水层时受到阻碍的程度，表示水层对于光线散射和吸收的能力。它不仅与悬浮物的含量有关，而且还与水中杂质的成分和颗粒大小，形状及其表面的反射性能有关[1]。免费论文，前置放大。浊度是评价出厂水水质的主要依据之一。光在水中的散射信号是极其微弱的，也很容易受到环境因素的干扰，甚至被淹没在北京噪声中。因此，散射光的测量显得尤为重要。本文将介绍一种实用的散射光式浊度测量电路。
2、测量原理
由物理学光学的知识，当一束平行光由空气垂直照射到被测的水中，在水的深度Y处，其光强可表示为[2]：
(1)
其中：K0表示入射角为0°时光从空气到水中的透射系数，K1为溶液对光的吸收系数。I0为入射光强度，T为浊度。免费论文，前置放大。当溶液中微粒大小均匀时，在Y轴方向的某一区域的dy，在某方向的散射光也与浊度成正比：
（2）
其中：为溶液对光的散射系数，为Y处的光强。
水下散射光测量法原理图如图1所示：
图1 水下散射光测量法原理图
水平轴下面充满水，有一光束强度为I0入射到水面，一部分经表面反射，另一部分进入水面传播，则在Y坐标的小区域内即dy，其X方向的散射光，可由式(1)和式(2)得到[18]：
（3）
因为X方向的散射光经水的X方向吸收后过段距离后才能进入光电池（关于光电池的知识将在后文介绍），故实际到达光电池的散射光强为：
（4）
式中X为散射光到达光电池的距离。免费论文，前置放大。因此从0到Y0，X方向的总散射光强为：
(5)
对进行泰勒展开，可以得到：
在浊度较低的情况下，可以省略2阶及2阶以上的小量，则可以得到：
(6)
同理，(7)
并且在浊度很小的情况下，即<<1的情况下，（8）
将简写式(7)和式(8)代入式(5)中得到线性公式（9）：
≈(9)
即到达光电池的光强与入射光强I0和浊度T成正比[3]。免费论文，前置放大。
3、前置放大电路设计
系统的光电转换器件选用硅光电池，硅光电池将散射光信号转换成电流信号，但电流信号非常微弱，0-10，需要经过放大器放大，然后输送至控制芯片。设计时参考了大量的关于微电流放大的电路图，并做了相应的实验。根据测量原理设计的浊度调理电路，如图2所示：
图2 浊度调理电路图
该浊度调理电路是由美国intersil公司的CA3140芯片和通用TL082芯片构成的精密匹配电路。其中起放大作用的器件是运放CA3140，它具有输入阻抗高、低偏置电流、低噪声、高增益等特点，主要用来完成阻抗匹配、降低测量噪声、提高系统稳定性等。免费论文，前置放大。而TL082是电压跟随器，提高输入电阻，降低输出电阻，提高带负载能力。它们使用的供电电源皆是±12V。
图2中标有Au和Ag符号的为调理电路的信号输入端，其中Au接硅光电池的正端，Ag接光电池的负端。因为光电池是一电流源，内阻很大，电流很小，这么小的电流不足以驱动，需要将其叠加在一个直流信号上，来测量变化量。因此设计了如图2中的a）图所示的直流信号电路产生电路。免费论文，前置放大。由电压跟随器TL082的3脚输入端连接滑动变阻器P201，滑动变阻器P201和电容C201、电阻及三端稳压器LM336相并联。通过调节滑动变阻器P201，使得滑动端对地电压在一定值（本课题为0.7125V），然后利用了电压跟随器的特点，由电压跟随器TL082的1、2、3脚按如图所示的连接对这一定值电压加以固定。
图2中标有Nout符号的为调理电路的信号输出端，送入C8051F020单片机[4]。放大器CA3140的输入和输出端并联反馈电阻R203和电容C202，在放大器CA3140的两脚间连接一个可调电阻P202，放大器CA3140的另一端连接电阻R202后接地。考虑到低浊度，散射光非常微弱，经过多次试验，通常在0～3（<3）范围内，因此在选择运算放大器CA3140的外围反馈电阻进而选择调节信号的放大倍数时，同时兼顾和带有模数转换的C8051F020单片机的内部模数转换基准电压（2.43V）相匹配，如电路图所示，选择的反馈电阻R203阻值约为820KΩ，这样由信号调理电路的输出电压：
R203（10）
计算出信号的实际输出电压范围约在0～2.43V之间，如若水质较浑浊，使得输出电压超出了单片机内部基准电压的最大值，可以通过编程来改变单片机内部的可编程增益放大器PGA的大小来解决。电压跟随器TL082的6、7脚的输入和输出端并联一个反馈电阻R205和电容C203，5脚串接电阻R206后接地。在此，同样利用了电压跟随器的特点，TL082对由运算放大器CA3140放大后的电压信号予以稳压。
4、结束语
该检测电路非常简单，实用，可以根据用户的实际需要进行检测通道的扩展,实现一路到几十路的浊度检测，实际效果是很理想的。该方案已经成功应用到多参数检测系统中，保证了系统的正常运行。
参考文献：
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论文关键词：温湿度传感器,原理,维护
引言
HMP45D温湿度传感器是芬兰VAISALA公司开发的具有HUMICAP技术的新一代聚合物薄膜电容传感器，目前大连周水子国际机场空管气象部门已投入业务运行的自动气象站，均采用该传感器。由于该传感器的测量部分总是要和空气中的灰尘和化学物质接触，从而使传感器在某些环境中产生漂移。而仪器的电气参数会随时间的推移、温度变化及机械冲击产生变化，因此传感器需要进行定期维护和校准。
1.HMP45D温湿度传感器的结构
HMP45D温湿度传感器应安装在其中心点离地面1.5米处。其中，温度传感器是铂电阻温度传感器，湿度传感器是湿敏电容湿度传感器，即HMP45D是将铂电阻温度传感器与湿敏电容湿度传感器制作成为一体的温湿度传感器，如图1所示。
图1HMP45D温湿度传感器外型图
2.HMP45D温湿度传感器的工作原理
2．1温度传感器工作原理
HMP45D温湿度传感器的测温元件是铂电阻传感器Pt100，其结构如图2。铂电阻温度传
感器是利用其电阻随温度变化的原理制成的。标准铂电阻的复现可达万分之几摄氏度的精确度，在-259.34～+630.74范围内可作为标准仪器。铂电阻材料具有如下特点：温度系数较大，即灵敏度较大；电阻率交大，易于绕制高阻值的元件；性能稳定，材料易于提纯；测温精度高，复现性好。
图2铂电阻温度传感器结构图
由于铂电阻具有阻值随温度改变的特性，所以自动气象站中采集器是利用四线制恒流源供电方式及线性化电路，将传感器电阻值的变化转化为电压值的变化对温度进行测量。铂电阻在0℃时的电阻值R是100Ω，以0℃作为基点温度，在温度t时的电阻值R为
(1)
式中：α，β为系数，经标定可以求出其值。由恒流源提供恒定电流I流经铂电阻R，电压IR通过电压引线传送给测量电路，只要测量电路的输入阻抗足够大，流经引线的电流将非常小，引线的电阻影响可忽略不计。所以，自动气象站温度传感器电缆的长短与阻值大小对测量值的影响可忽略不计。测量电压的电路采用A/D转换器方式。
2．2湿度传感器工作原理
HMP45D温湿度传感器的测湿元件是HUMICIP180高分子薄膜型湿敏电容，湿敏电容具有感湿特性的电介质，其介电常数随相对湿度的变化而变化，从而完成对湿度的测量。湿敏电容主要由湿敏电容和转换电路两部分组成，其结构如图3所示。它由上电极(upperelectrode)、湿敏材料即高分子薄膜(thin-filmpolymer)、下电极(lowerelectrode)、玻璃衬底(glasssubstrate)几部分组成。
图3湿敏电容传感器结构图
湿敏电容传感器上电极是一层多孔膜，能透过水汽；下电极为一对电极，引线由下电极引出；基板是玻璃。整个传感器由两个小电容器串联组成。湿敏材料是一种高分子聚合物，它的介电常数随着环境的相对湿度变化而变化。当环境湿度发生变化时，湿敏元件的电容量随之发生改变，即当相对湿度增大时，湿敏电容量随之增大，反之减小，电容量通常在48～56pF。传感器的转换电路把湿敏电容变化量转换成电压量变化，对应于湿度0～100%RH的变化，传感器的输出呈0～1V的线性变化。由此，可以通过湿敏电容湿度传感器测得相对湿度。
3．HMP45D温湿度传感器的校准和维护
对HMP45D传感器的维护，要注意定期清洁，对于温度传感器测量时要保证Pt100铂电阻表面及管脚的清洁干燥。在清洗铂电阻时一定要将湿度传感器取下，使用酒精或异丙酮进行清洗。其具体步凑如下：
1）旋开探头处黑色过滤器，过滤器内有一层薄薄的白色过滤网，旋出过滤网，用干净的小毛刷刷去过滤网上的灰尘，然后用蒸馏水分别将它们清洗干净。
2）等保护罩和滤纸完全风干之后，将其安装到传感器上。然后再将传感器通过外转接盒连接到采集器上，再和湿度标准传感器一起放入恒湿盐湿度发生器进行对比。恒湿盐容器的温湿参数如表1。
表1HMP45D校准前后数据对比
时间
（分）
校准前
DRY
实际值
校准前
DRY
测量值
校准前
WET
实际值
校准前
WET
测量值
校准后
DRY
实际值
校准后
DRY
测量值
校准后
WET
实际值
校准后
WET
测量值
1
34.0
30.0
75.5
69.4
35.0
34.2
75.5
73.8
2
34.0
30.0
75.5
69.4
35.0
34.2
75.5
73.8
3
34.1
30.2
75.5
69.5
35.1
34.3
75.5
73.8
4
34.1
30.2
75.6
69.5
35.1
34.3
75.5
73.9
5
34.1
30.2
75.6
69.5
35.1
34.3
75.6
73.9
6
34.2
30.4
75.7
69.6
35.1
34.3
75.6
73.9
7
34.2
30.4
75.7
69.6
35.2
34.4
75.6
73.9
8
34.3
30.5
75.7
69.7
35.2
34.4
75.6
74.1
9
34.3
30.5
75.7
69.7
35.2
34.4
75.7
74.2
10
34.3
30.5
75.7
69.7
35.3
34.4
75.7
74.3
平均
34.15
30.29
75.62
69.55
35.13
34.32
75.58
73.95
差值
3.86
6.07
关键词：FeSe超导体，单晶，结构相变，应变测量
一、引 言
2008年Hosono等发现LaFeAsO1-xFx具有26K[1]的超导转变之后，全世界掀起了一股铁基超导热，在短短的几个月内关于铁基超导的报道大量涌现，在REFeAsO1-xFx(RE= Sm, Nd, Pr, Ce, La) (1111-体系)中，最高超导转变温度达到55K[2]，在Ba1-xKxFe2As2(122-体系)中超导温度也达到了38K[3]，同时在LiFeAs(111-体系)以及Fe1+xSe(11-体系)中也分别出现了18K[4]以及8 K[5]的超导现象。与铜氧化物高温超导体相比，铁基超导体也具有类似于CuO2层的FeAs/(Se,Te)层状结构，其作用是作为载流子的传导层。不过与铜氧化物母体从反铁磁型的Mott绝缘体中通过掺杂来产生超导电性不同，铁基超导体更像是在抑制金属性基态后产生超导电性[6]。由于多晶样品通常含有杂相和晶界，这不利于进一步研究样品结构和电性以及超导之间的关系，而单晶样品可以很好的解决以上问题。之前报道了不少单晶生长的方法，包括Bridgeman方法[6,7,8]、自助溶剂法[8]和光学浮区炉法[9]等。其中Bridgeman方法和光学浮区炉法生长得到样品的超导体积分数比较小，而采用自助溶剂法可以较好地解决这个问题。
由于Fe1+ySexTe1-x体系具有结构简单、不含As、容易生长较高质量的单晶等优点免费论文下载，本文通过自助溶剂法生长Fe1.01Se0.4Te0.6单晶，并且对得到的单晶进行结构分析、成份分析，电输运和磁化测量以及应变测量，研究其超导电性，并与退火样品进行比较。
二、实验方法
本实验所用单晶样品采用自助溶剂法生长。首先将铁粉(99%)、硒粉(99.99%)和碲粉(99.999%)按照1.01:0.4:0.6的配比在手套箱里混合研磨均匀；其次将研磨后的粉末在60MPa的等静压力下把粉末压成棒状，并将压成的棒封装到双层石英管里面，石英管内保护气体压强小于5Pa；随后将封装在双层石英管的样品在950℃保温48小时，然后以1℃/小时的速率降温至600℃，最后在400℃保温24小时。得到单晶样品的大小为8mm×8mm×20mm左右，而且很容易将样品沿c方向剥离成片状，剥离面具有很亮的金属光泽。我们取一小块剥离下来的样品在400℃进行48小时的退火后作为对比样品。
样品结构分析采用日本理学公司生产的D/max-2550X射线衍射仪，表面和成分分析采用日本电子公司生产的JEOLLSM-6700场发射扫描电子显微镜(FESEM)。电阻率以及直流磁化测量实验是在综合物性测量系统(PPMS,Quantum Design)进行的，应变测量采用连接到PPMS上的TDS-102应变仪测得，PPMS提供测量时变化的温度等环境。
三、结果与讨论
图1(a)是单晶样品剥离面的X射线衍射图，可以看出只有(00 l)方向上的衍射峰，表明单晶样品具有很好的ab-面方向的剥离面；劳厄衍射 (图1. b)也证明了剥离面垂直于c轴，单晶具有很好的方向性。X射线能谱分析(EDS)(图1.c和d)显示所生长的单晶样品实际成分为Fe1.01Se0.38Te0.62，而退火后变为Fe1.06Se0.34Te0.66，其中的插图(SEM)中看到的小亮斑，可能是过量的Fe引起的。
退火前后两个样品的电阻率随温度的变化在图2(a)中给出，退火后样品的电阻率比退火前的电阻率要大30倍左右。在此，先定义三个特征温度：超导转变开始温度Tconset，超导转变中间温度Tcmid和超导转变结束温度Tcoffset，分别对应于正常态(T=15K)电阻率的90%，50%和10%。退火前的样品，起始转变温度Tconset=14.5 K，零电阻温度Tczero=11.0 K，而退火后的样品Tconset=14.5 K免费论文下载，零电阻温度Tczero=7.0 K。由于退火之后的样品Fe含量的增加，导致了电阻率变大。同时，由于Fe原子磁矩对样品的超导电性有抑制作用，因此零电阻温度Tczero降低。在不同外加磁场的条件下，在图2(b)和图2(c)中，给出了退火前后ab-面内的电阻率随温度的变化，发现退火后样品的零电阻温度Tczero随着磁场的加大明显降低。图2.(d)给出了对应于这三个特征温度的上临界场随温度的变化，从图中可以得到三条曲线的斜率dH/dT。对于退火前的样品，三个斜率分别为dH/dT=-11.9T/K，dH/dT =-8.6 T/K和dH/dT =-6.9 T/K。对于退火之后的样品，斜率变为dH/dT=-12.0T/K，dH/dT =-7.7 T/K和dH/dT =-5.1 T/K，用WHH(Werthamer-Helfand-Hohenberg)近似估算得到T=0K时退火前后样品的上临界场分别为μ0Hc2(0)=83.2T和μ0Hc2(0)=61.3T，这两个上临界场的值都大于先前报道的实验结果[10,11]。退火后样品的μ0Hc2(T)-T曲线在低场(0T附近)时出现的上翘行为是类似“二流体”性质的表现[12]。退火前样品对应于Tcoffset的μ0Hc2(T)-T曲线也出现类似的情况，表明样品中包含一定比例的非超导相。
退火前后两样品的ab-面内以及垂直于ab-面的直流磁化随温度变化的曲线如图3(a)所示，外加磁场为100Oe，温度区间为3-300K。插图给出了低温部分的放大，可见两者在40K附近都出现磁化下降的现象，而退火前样品的零场冷曲线在120K附近还出现一个明显的磁化台阶变化。40K 附近的磁化下降可能是过量的Fe导致的，过量Fe在单晶中的存在形式可以是纳米尺寸Fe颗粒(见SEM图片中的亮点)。Hernando等人[13]报道过Fe纳米颗粒在50K附近出现自旋磁矩的冻结，这可能是导致在40K磁化下降的原因。为了对比，我们将低温部分的电阻率-温度曲线与磁化-温度曲线放在一起作为比较(图3.b)，可以看出退火前后样品的超导转变温度在电阻率和磁化测量上表现具有很好的一致性。
铁基超导体的母体化合物在随温度降低的过程中均出现自旋密度波(SDW)或者结构相变，而且随着电子或空穴掺杂会被抑制，同时诱发超导现象。1111-体系和122-体系母体化合物的SDW或者结构相变温度在100K-150 K之间[14]，Fe1+xTe结构相变大概发生在63K-75 K对应于不同的Fe含量(x值)[15]。因此，出现超导现象的Fe1.01Se0.4Te0.6单晶样品是否也出现SDW或者结构相变，这是个值得研究的问题。
为了验证在120K附近是否发生结构变化免费论文下载，我们对退火前的单晶样品沿c轴方向做了应变随温度变化的测量。将TDS-102(TML)应变仪连接到PPMS，利用PPMS的变温条件，对应于磁化测量在120K附近的变化，我们测量了样品在105K-130 K温度区间的应变变化。从图4可以看出，在117K，应变曲线发生了一个大的跳变，应变变化值达到600μm/m，也就是说在117K处c方向上的晶格参数变化量达到0.06%，显示样品发生一个结构相变。应变测量结果与磁化-温度曲线的变化有很好的对应，表明在120K附近的磁化异常对应于样品从正交相到三斜相的结构转变。
四、结 论
本文通过自助溶剂法制备了Fe1.01Se0.4Te0.6单晶样品，并且将部分样品在400 °C退火48小时作为对比。对退火前后的两个样品进行了结构和形貌观察，成分分析，以及电阻率、直流磁化等实验测量，发现过量的Fe对超导起抑制作用。同时，通过应变测量，确定了样品在120K附近发生一个结构相变。在40K附近磁化的下降可能是由于过量Fe的自旋冻结所致。
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关键词:工程物探方法；物探与钻探相结合
引言
工程地质勘查的目的就是为拟建设场地查清地下岩土体包括一些未明目的物、构造断裂带、地下水等的物理力学性质、赋存状态、分布特征等工程地质条件，为设计、施工部门提供依据。目前主要的勘探方法有钻探、槽探、探井和物探等，其中因钻探资料具有直观、可靠的特点而使钻探成为最常用的勘探手段，但由于钻探只是在点线上揭示目的物，在一些较复杂的地质条件下，如石灰岩地区、大采空区地段等，很难完整地反映地下岩土层的变化情况，为查清岩土层在地下空间的展布情况，往往需施工大量钻孔，费时费力，效率较低;而在物探方面随着近几年物探方法、技术的发展及先进的仪器设备的应用，可以以极高的效率完成对地下岩土体的形态、规模、分布的圈定及一些物理力学参数提供资料，但由于物探方法的多解性、复杂性使物探工作很难单独地进行，被较少应用。
1直流电阻率法
工程地质勘察中常遇到目的体埋深不大，规模较小的情况，在进行电法勘察时，要求小点距、高密度数据采集，这时用常规电法开展工作就显得施工效率太低且精度不够，当前探测地下岩土体最常用的是高密度电阻率法。高密度电阻率法进行二维地电断面测量，兼具常规剖面法与测深法的功能，敷设一次导线后可进行数百至数千个记录点的数据观测，其信息量大、施工效率高，而且数据经自动采集系统采集后，可以通过处理软件实现资料的现场实时处理，并根据需要自动绘制和打印各种成果图件，大大提高了电阻率法的智能化程度，很适合一般勘查中对地下目的物的探测;高密度电法野外工作装置形式较多，总电极数与点距可根据场地与勘察深度任意选择。
一般固定断面扫描测量，其视电阻率断面为一梯型剖面;变断面连续滚动扫描测量其视电阻率断面为一平行四边形剖面。对高密度电阻率法资料的反演分析方法主要有边界单元法、有限单元法和目标相关算法等三种方法，三种方法各有千秋，可根据岩土层的具体形态选择。高密度电法勘探的出现使得电法勘探的野外数据采集工作得到了质的提高和飞跃，同时使得资料的可利用信息大为丰富，使电法勘探智能化程度向前迈进了一大步。下面是用高密度电阻率法求取石灰岩基岩面的一个实例:广东平远河披水桥工程地质勘查共施工钻孔四个，其地层自上而下为砂卵石层、含砾粘土层、二叠系灰岩。其中各孔内砂卵石层厚度变化不大，但灰岩岩面起伏非常明显，左侧钻孔最浅处埋深仅7m，往右依次为9. 2m， 18m，最右侧钻孔至48m犹未能见到基岩，钻孔中灰岩岩芯完整，未见溶蚀、溶洞现象。后进行桥桩超前孔施工时，发现入岩面相差很大，且见较大溶洞， 2#基础处水平相距2. 5m，入岩面竟相差10m。为全面了解地下基岩面情况，采用高密度电法测量，共布设四条测线，点距2m，通过已有的钻探资料选取测量参数，并校正深度，最终得出成果图件，可以看出灰岩视电阻率在250~300Ω·m左右，灰岩岩面呈石林状起伏分布，整体呈左高右深趋势，溶洞反映相当明显，在最右侧钻孔未见基岩处，显示基岩面约60m深。后经钻孔证实与实际情况基本吻合。
2地质雷达
地质雷达以其轻便、抗干扰性强、分辨率较其它物探方法高的特点，被广泛地应用于地质勘探、公路质量检测、文物考古等领域。地质雷达的探测深度和分辨率主要与天线的中心频率、天线距离、偶极方向等设备参数及地下介质电性、电磁波在地下介质中的传播速度等岩土层物理性质有关。目前的双天线地质雷达的观测方式主要有两种:剖面法和宽角法。其中剖面法就是发射天线和接收天线以固定间隔沿测线同步移动，每移动一步便得到一个记录，整条测线的记录就是地质雷达的对地下探测的时间剖面图像，这种记录可以准确的反映正对测线下方的地下物体变化情况。宽角法观测则是一个天线固定不动，而另一天线沿测线移动，通过记录地下不同层面反射波的双程走时而求取地下介质的电磁波传播速度、地下介质的电性参数。地质雷达的资料处理与地震波的处理相似，可应用数字滤波、反褶积、偏移绕射处理、多次叠加等技术手段进行，一般都有专门的处理软件。下面是地质雷达配合钻探在对地下溶洞探测的实例:山东临沂地区某厂区内部分道路及地面出现裂纹和下陷，怀疑地下有溶洞等物体，需进行勘探，由于不知地下物体的具置、形状，如果纯粹利用钻探方法，则不仅费时费力，而且还可能劳而无功，拖延处理。
3瑞雷波法
瑞雷波法可分为稳态瑞雷波法和瞬态瑞雷波法。因稳态瑞雷波法设备较笨重，成本较高，一般难于推广应用，而瞬态瑞雷波法以其简便、快速、分辨率高的优点被广泛应用于工民建岩土工程勘察和环境地质灾害调查与评估当中。瞬态瑞雷波测试是由一个垂直作用于地面的冲击震源(爆炸、落重、铁锤等)产生信号，用两个或多个检波器从震源开始沿垂直于测线方向直线布置，对一定频率范围内的瑞利波信号进行记录、提取，并利用专门软件进行正演和反演分析。瑞雷波法尤其适用于层状岩土体的探测、识别。
4瞬变电磁测深法
(TEM)瞬变电磁测深法是近几年来发展起来的电法勘探分支方法，它利用采集的数据求取各个测点在不同深度的视电阻率，做出视电阻率的剖面图，进而利用视电阻率异常来分辨和定位地下目的物的几何形态与展布。它除了具有电磁法穿透高阻层能力强、分辨能力好，采用人工源随机干扰影响小、探测效率高、成像清晰直观明了等优点外，还具有耦合方便、受地形影响小的突出优点，在一些场地狭窄，其他物探方法难于开展工作的条件下，采用瞬变电磁法往往可取得良好的效果。更为难得的是由于该方法探测的为纯二次场，故可采取简单加大发射功率的方法以增强二次场提高信噪比，增加探测深度。正是由于瞬变电磁法的一系列优点使其在工程勘查、地质矿产、路基工程等领域获得广泛的应用。
5总结
在工程地质勘探中常用的物探方法尚有高分辩率浅层地震反射法、折射波法、高分辨率电阻率法、电阻率层析成像技术等，限于篇幅在这里不再一一叙述。实践表明，在工程地质勘查中，单纯利用一种勘探手段，往往不能取得良好的勘查效果，而将多种勘探手段有机地综合利用，却往往可取得事半功倍的收获。
参考文献：
[1]李大心 探地雷达方法与应用 1994
[2]张忠良;王峰 浅谈运用物探手段来寻找地下空洞 1996
关键词：电测深法；电剖面法；电阻率
中图分类号：O348.2
1 电测深法
电剖面法是保持极距固定，沿剖面逐点移动来观测视电阻率的横向变化。而电测深法是在地表某点令测量电极不动，按规定不断加大供电极距，从而研究地表某点下方电性的垂向变化。由于供电极距加大，增大了供电电流在地下的分布范围，实际上相当于加大了勘探深度。因此通过分析电测深视电阻曲线可了解测点下沿垂向地质情况的变化。综合各条测线的测量结果，通过定性和定量解释，便可获得每条测线下方地电断面的结构与分布。对比分析不同测线地电断面的异常变化规律，便可以了解地下地质情况的变化。因此，在电测深法中，正确的工作布置和解释可以获得比电剖面法更为丰富和准确的地质信息。长期以来，不论在地下水资源调查和工程环境勘察等方面，还是在地质填图和矿产普查中，电测深法都得到了广泛的应用，并获得了大量的资料和丰富的地质成果。
2 电测深曲线的类型及其特征
2.1电测深电极装置及结果
在电测深法的实际工作中，我们通常采用对称四极装置。见图1。即供电电极小和测量电极MN均对称于测点布设，每改变一次供电极距，便可按下式计算该极距的视电阻率，即：ρs=K・ΔUMN/IK=π・AM・AN/MN 式中 K为电极装置系数。这样，每一测点的测量
结果便可绘出一条电测深曲线。考虑到电测深的极距变化范围较大的特点，通常我们将该曲线绘在模数为6.25cm 的双对数坐标纸上，纵坐标表示视电阻率ρs，横坐标表示极距AB/2 如图1。显然，该曲线反映了某一测点不同深度电性的变化情况。
在电法勘探中，我们通常把按电性不同所划分的地质断面称为地电断面。一般在研究和分析电测深曲线类型及其变化规律的基础上，结合地质资料便可初步了解地电断面的结构及其分布状况。一般认为电测深法有利于解决具有电性差异、但产状近于水平的地质问题。但从大量实践结果来看，对于许多非水平产状的地质问题如断层、溶洞等，进行电测深工作后，也都在不同程度上获得了一定的地质效果。和电剖面法一样，电测深法也可以根据地质任务和施工条件的不同而采用不同的电极装置类型，不同的电极装置具有不同的勘探能力。在水文工程及环境地质调查中，除广泛采用对称四极测深外，还经常采用三极测深、环形测深及五极纵轴测深等。
2.2 地电断面及曲线类型
电测深曲线类型取决于地电断面中电性层的数目及其分布，此处，我们只讨论水平层状地电断面及其所构成的电测深曲线类型1）二层曲线。二层结构的地电断面是指：第一层的厚度h1，电阻率ρ1；第二层的电阻率ρ2，其厚度较大，以致可以视为无限大。显然，二层地电断面按其电性关系可以分成两种曲线类型：一种是μ12=ρ2/ρ1>1 的情况，我们称为 G 型曲线；另一种是 μ12=ρ2/ρ1
线类型。H 型：ρ1>ρ2
3 电测深的资料解释
3.1 电阻率参数。测区电性参数的研究是电测深资料解释的基础，应贯穿于电测深工作的始终，准确而客观的参数资料会给测深资料的解释带来很大方便。电参数测定既可在野外岩石露头上进行小极距的原位测试，也可在空内进行标本测定。当测区内有已知钻孔资料时，最好进行孔旁测深。由于电阻率的真实性直接影响着电测深曲线解释的准确程度，因此，当获得更可靠的电性资料后，一般应对测深曲线进行重复解释。
3.2 电测深资料的定性解释。电测深资料的定性解释是获得测区内地质一地电结构的重要阶段，它可以提供区内电性层的分布、地电断面和地质断面的关系以及测区地质构造的初步概念。电测深曲线的定性解释主要是根据反映测区电性变化的各种定性图件来进行的。1） 电测深曲线类型图。电测深曲线类型图一般是在相应比例尺的平面图或yl面图上标出测点的位置，然后在测点旁用小比例尺绘出该点的电测深曲线或标出该点曲线类型的符号。2）等视电阻率断面图。等视电阻率断面图（ρs 等值线断面图）是电测深定性解释图件中最重要的一种，其绘制方法，首先在相应比例尺的实际地形剖面上标出测点的位置，然后在测点下方按对数比例尺或算术比例尺点出相应的电极距，并在这些电极距旁标上所测电阻率值，最后按一定的电阻率间隔勾绘ρs 等值线。从这种图上可以看出基岩起伏、构造变化以及不同深度电性层沿测线方向的变化。3） 视电阻率剖面图和平面等值线图。电测深法在测区内的每一个测点上都进行了多种极距的视电阻率测量，如果就其中的一条测线来说，我们也可以把上述资料看成是多极距的电剖面法测量结果。因此，根据解释的需要，我们也可以把某些极距的测量结果整理成视电阻率剖面图或平面等值线图。显然，由测深资料所绘制的上述图件应当与相同极距的对称四极剖面法的测量结果相同，或者说它就是复合四极剖面图或平面图。所以，就这一点来说，电测深法较电剖面法提供了更为丰富的关于地层结构的实际资料。
3.3电测深曲线的定量解释
对电测深资料经过上述定性分析之后，关于区内地层结构及其与曲线类型的关系已有了初步了解。在此基础上，如果同时取得了中间层参数Pa 的话，便可开始对测深曲线进行定量解释。定量解释的主要目的是确定区内各电性层的埋深、厚度及共电阻率。显然，对于水平层状地电断面且电性层数目有限的情况，定量解释才可能取得比较满意的结果。在地电结构复杂且曲线受到严重畸变的地区，一般只作定性解释，定量解释的结果只有参考意义。当对各条剖面的电测深曲线进行定量解释后，便可绘出相应的地电断面图，如果对地电断面图中各电性层能够赋予相应的地质内容，那么，便可进而获得推断的地质剖面图。对比分析各条剖面图的变化，便可得到整个工区地层的分布及构造的特征。
4 结束语
电测深的资料解释一般包括定性解释和定量解释两个阶段，定性解释可以给出测区内电性层的分布及其与地质构造的关系；定量解释则可获得电性层的埋深及厚度。二者的正确运用和紧密结合方能作出符合客观实际的地质结论。
关键词：大学生电子设计竞赛；简易电阻测试仪；单片机
中图分类号：TN702 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）07-0017-02
2011全国大学生电子设计竞赛（瑞萨杯）于2011年8月31日早8:00开始，2011年9月3日20:00结束。笔者作为指导教师参加了此次竞赛，并指导学生获得了河南赛区一等奖，下面就竞赛中的思路和经验和大家做一交流。
我们选择的是高职高专组G题。本次竞赛G题要求设计并制作一台简易自动电阻测试仪。能够对100Ω、1kΩ、10kΩ、10MΩ四个量程档进行测量，测量准确度为±（1%读数＋2 字）；3 位数字显示（最大显示数必须为 999），能自动显示小数点和单位，测量速率大于 5 次/秒；100Ω、1kΩ、10kΩ三档量程具有自动量程转换功能；具有自动电阻筛选功能等任务。
一、系统方案
电阻测量的方法常用的有直流恒流源测量法、直流恒压源测量法、分压法等。多个方案比较后，学生最终选择分压法测量作为最终的方案，测量原理就是通过串联已知电阻，分压后，检测待测电阻电压来计算其阻值。基本原理如图1所示：
本测量方法的优点是测量电路简单，抗干扰能力强，可靠性高，短时间内容易搭建，另一方面可以简化程序中的算法。
本次设计要求测量量程为100Ω，1kΩ，10kΩ，10MΩ四档。即要求测量范围为：1～10MΩ，在全量程范围内测量准确度为±（1%读数+2字）。在A/D转换部分的设计中，采用PIC16F877单片机，该单片机内有10位A/D，A/D输入信号为0～5V时，转换字为D=0～1024，则分辨率为4.8mV/字。设计的量程分配和测量精度的详细情况如下表：
表1
量程 RX范围 基准电阻 输出电压 （电阻）分辨率 精度
1 0～100Ω 100Ω 0mV～2.5V 0.1～0.5Ω/字 97%
2 100～1kΩ 1kΩ 50mV～2.5V 1～5Ω/字 98%
3 1k～10kΩ 10kΩ 50mV～2.5V 10～50Ω/字 98%
4 10k～10MΩ 100kΩ 500mv～5V 0.1～0.5kΩ/字 99%
本设计自动量程转换功能主要由单片机控制继电器的通断来调节，原理为单片机根据采样来的电压数据来判断是否要切换到更大或更小的量程，因为本次设计共四个档位，前三个档位为自动切换。采用继电器可以减小回路中的不必要电阻，这样在分析电路和程序中算法的设置可以减少很多麻烦。电位器阻值变化曲线的实现主要由单片机在显示装置如12864等液晶装置中不断的写入数据和液晶屏的移屏操作来实现。因为不同的电阻反映在电路中是不同的电压，将采集到的电压信号转为数字信号，反馈到液晶屏即可，这就要求AD有更高的处理速度。
二、硬件与程序设计
本系统包括硬件设计和软件设计两部分内容：
（一）硬件设计
根据上述思路，我们以PIC16F877单片机为核心，配以量程切换电路，测量电路，显示电路等构成简易的电阻测试仪。PIC16F877是由Microchip公司所生产开发的新产品，属于PICmicro系列单片微机，具有Flash program程序内存功能，可以重复烧录程序；而其内建ICD（In Circuit Debug）功能，可以让使用者直接在单片机电路或产品上进行如暂停微处理器执行、观看缓存器内容等，快速地进行程序除错与开发。
量程切换电路主要使用了ULN2003八路NPN达林顿连接晶体管，ULN2003特别适用于低逻辑电平数字电路（诸如TTL，CMOS或PMOS/NMOS）和较高的电流/电压要求之间的接口。液晶显示器以其微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧的诸多优点，在袖珍式仪表和低功耗应用系统中得到越来越广泛的应用，因此显示电路采用的是1602液晶显示屏而没有用数码管显示。报警电路采用一个普通三极极管加一个蜂鸣器实现，当出现故障时的报警提示功能。
（二）软件设计
程序流程图如下：
三、测试结果
经多组电阻检测，都能符合题目要求的精度，误差小于1%。
在常温下，应用电阻测试仪对高精度电阻进行测试，结果见表2。
随机抽取若干电阻，应用电阻测试仪对电阻进行筛选。在测试中我们筛选两组，用小键盘对测试仪进行调节，两组分别为100Ω～500Ω和2KΩ～5KΩ。测试结束后，和标准结果予以对比。测试结果见表3。
本系统采用PIC单片机实现了一个简易电阻测试仪，达到了系统基本要求，而且系统稳定，测量精度较高，相对误差小于1%，操作简单，具有较强的实用性。当然本系统还存在着许多需要改进的地方，比如还可以继续提高测量精度，加大测量范围。因为是采用单片机实现的，利用其可以编程的特性，使测量的值结合一些数据处理方法使测量更加接近真实值。在后续完善过程中还有许多工作要做。
由于竞赛要求参赛学生在四天三晚的时间内完成题目要求的系统方案设计、硬件制作、软件调试及论文撰写工作，时间还是比较紧迫，全面检验了参赛学生的理论素养、实践动手能力和工作能力。按照这次竞赛的经验来看，三名学生最好来自不同专业，有各自擅长的领域，在分工协作上比较有优势。这次获得一等奖的这组学生就分别来自应用电子、电气自动化和机电一体化专业，分别负责电路设计、软件设计和硬件设计。近几届竞赛的每道试题基本上都直接或间接地利用了单片机、可编程逻辑器件、EDA技术、嵌入式技术等，而且特别注重动手能力和创新能力，这对我们的课程设置、教学改革都有很好地促进，在培训中除了基础知识外也要加强这方面的内容。最后的答辩环节也要引起足够的重视，在答辩问题和演示器材上提前多做准备对最终的名次很有帮助。
参考文献
[论文摘要]由于每台变压器负荷大小、冷却条件及季节不同,运行中不仅要以上层油温允许值为依据,还应根据以往运行经验及在上述情况下与上次的油温比较。如油温突然增高,则应检查冷却装置是否正常,油循环是否破坏等,来判断变压器内部是否有故障。
电力变压器是一种改变交流电压大小静止的电力设备,是电力系统中核心设备之一。如果变压器发生故障,将影响电力系统的安全稳定运行。笔者结合10多年的工作经验和电力技术规程,就电力技术标准对变压器的运行维护和事故处理做以下论述。
一、变压器运行中出现的不正常现象
1.变压器运行中如漏油、油位过高或过低,温度异常,音响不正常及冷却系统不正常等,应设法尽快消除。
2.当变压器的负荷超过允许的正常过负荷值时,应按规定降低变压器的负荷。
3.变压器内部音响很大,很不正常,有爆裂声;温度不正常并不断上升;严重漏油使油面下降,低于油位计的指示限度;油色变化过快,油内出现碳质;套管有严重的破损和放电现象等,应立即停电修理。
4.当发现变压器的油温较高时,而其油温所应有的油位显着降低时,应立即加油。
5.变压器油位因温度上升而逐渐升高时,若最高温度时的油位可能高出油位指示计,则应放油,使油位降至适当的高度,以免溢油。
二、变压器运行中的检查
1.运行监视。无人值班的变电所按规定进行巡视。对高温、尘土、污秽、大雾、结冰、雨雪等特殊气象条件,过负荷或冷却装置故障时应增加检查次数,除巡视检查外,还应有计划地进行变压器的停电清扫,以保证变压器处于可以带电运行的完好状态。对检修后或长期停用的变压器,还应当检查接地线;核对分接开关位置和测量绝缘电阻。
2.检查变压器上层油温是否超过允许范围。定期用红外线测温仪对变压器进行测温。由于每台变压器负荷大小、冷却条件及季节不同,运行中的变压器不能以上层油温不超过允许值为依据,还应根据以往运行经验及在上述情况下与上次的油温比较。
3.检查油质,应为透明、微带黄色,说明油质较好。油面应符合周围温度的标准线。
4.变压器的声音应正常。正常运行时一般有均匀的嗡嗡电磁声,如声音有所改变,应细心检查。
5.检查油枕油面。油面均应正常,无渗漏现象,高低压套管应清洁,无裂纹,无破损及放电烧伤痕迹,螺丝是否紧固。一、二次引线不应过紧或过松,接头接触良好,呼吸器应畅通,硅胶吸潮不应达到饱和,无变色,变压器外壳和零线接地应良好。
三、变压器的事故及原因
1.绕组故障。绕组故障包括相间短路、对地击穿、匝间短路的断线。相间短路是由于主绝缘老化、有破裂、断折等缺陷;变压器油受潮;线圈内有杂物;短路冲击变形损坏,因此要定期检测低压开关灵敏性、可靠性,防止因电缆短路造成变压器的损坏。不允许带负荷停送变压器。过电压冲击及引线间短路所造成,会使瓦斯、差动、过流保护动作,防爆管爆破。应测量绝缘电阻及吊芯检查。绕组对地绝缘击穿,是由于绝缘老化、油受潮、线圈内有杂物、短路冲击和过电压冲击所造成,会使瓦斯继电器动作。应测量绕组对油箱的绝缘电阻及做油简化验检查。匝间短路是由于匝间绝缘老化,长期过载,散热不良及自然损坏;短路冲击振动与变形;机械损伤;压装或排列换位不正确等原因造成。匝间短路会使瓦斯继电器内的气体呈灰白色或蓝色;油温增高,重瓦斯和差动保护动作跳闸。断线是由于接头焊接不良;短路电流冲击或匝间短路烧断导线所致。断线可能使断口放电产生电弧,使油分解,瓦斯继电器动作。应进行吊芯、测量电流和直流电阻进行比较判断或测量绝缘电阻判断。
由于上述种种原因,在运行中一经发生绝缘击穿,就会造成绕组的短路或接地故障。匝间短路时的故障现象是变压器过热油温增高,电源侧电流略有增大,各相直流电阻不平衡,有时油中有吱吱声和咕嘟咕嘟的冒泡声。发现匝间短路应及时处理,因为绕组匝间短路常常会引起更为严重的单相接地或相间短路等故障。
2.套管故障。这种故障常见的是炸毁、闪落和漏油。其原因有:
(1)密封不良,电容芯子制造不良,内部发生游离放电,套客脏污严重及瓷件有机械损伤,均会造成套管闪落或爆炸。
(2)呼吸器配置不当或者吸入水分未及时处理。
3.分接开关故障。常见的故障是表面熔化与灼伤,相间触头放电或各接头放电。主要原因有:
(1)连接螺丝松动;
(2)带负荷调整装置不良和调整不当;
(3)分接头绝缘板绝缘不良;
