RU193419U1 - DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL PARAMETERS OF SOIL, TAKING INTO ACCOUNT THEIR FREQUENCY DEPENDENCE - Google Patents

DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL PARAMETERS OF SOIL, TAKING INTO ACCOUNT THEIR FREQUENCY DEPENDENCE Download PDF

Info

Publication number
RU193419U1
RU193419U1 RU2019116332U RU2019116332U RU193419U1 RU 193419 U1 RU193419 U1 RU 193419U1 RU 2019116332 U RU2019116332 U RU 2019116332U RU 2019116332 U RU2019116332 U RU 2019116332U RU 193419 U1 RU193419 U1 RU 193419U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
current
voltage
measuring
generator
Prior art date
Application number
RU2019116332U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Владимирович Куклин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН)
Priority to RU2019116332U priority Critical patent/RU193419U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU193419U1 publication Critical patent/RU193419U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/20—Measuring earth resistance; Measuring contact resistance, e.g. of earth connections, e.g. plates

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

Устройство для измерения электрических параметров грунта с учетом их частотной зависимости относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для определения удельного сопротивления и диэлектрической проницаемости грунта, зависимых от частоты, в том числе в районах с плохопроводящими и скалистыми грунтами. Устройство содержит генераторно-измерительный модуль, соединенный с пробником измерения напряжения через оптоволоконный кабель, а также с токовыми электродами. Пробник измерения напряжения соединен с потенциальными электродами и содержит дифференциальный пробник, соединенный с преобразователем напряжения в ток, который присоединен к передатчику, а также аккумулятор, соединенный с дифференциальным пробником, преобразователем напряжения в ток и передатчиком. Генераторно-измерительный модуль содержит блок измерения электрических параметров, соединенный с блоком генератора, блок измерения тока, блок приемника и блок питания, соединенный с блоком измерения электрических параметров, блоком генератора, блоком измерения тока и блоком приемника. Блок генератора содержит цифро-аналоговый преобразователь и цифровой вычислительный синтезатор, соединенные с управляемым напряжением усилителем. Блок измерения тока состоит из токового шунта и блока формирования тока. Блок приемника состоит из приемника и блока формирования напряжения. Блок измерения электрических параметров состоит из аналого-цифрового преобразователя, соединенного с блоком преобразования Фурье, который соединен с блоком расчета электрических параметров, который, в свою очередь, соединен с блоком USB. Блок питания содержит аккумулятор и блок преобразования напряжений.A device for measuring the electrical parameters of the soil, taking into account their frequency dependence, belongs to the field of electrical engineering and can be used to determine the resistivity and dielectric constant of the soil, depending on the frequency, including in areas with poorly conductive and rocky soils. The device contains a generator-measuring module connected to a voltage measurement probe through a fiber optic cable, as well as current electrodes. A voltage measurement probe is connected to potential electrodes and contains a differential probe connected to a voltage to current converter that is connected to the transmitter, as well as a battery connected to a differential probe, a voltage to current converter and a transmitter. The generator-measuring module comprises an electrical parameter measuring unit connected to a generator unit, a current measuring unit, a receiver unit and a power supply unit connected to an electric parameter measuring unit, a generator unit, a current measuring unit and a receiver unit. The generator unit contains a digital-to-analog converter and a digital computer synthesizer connected to a voltage-controlled amplifier. The current measurement unit consists of a current shunt and a current generation unit. The receiver unit consists of a receiver and a voltage generating unit. The electrical parameter measuring unit consists of an analog-to-digital converter connected to the Fourier transform unit, which is connected to the electric parameter calculation unit, which, in turn, is connected to the USB unit. The power supply unit contains a battery and a voltage conversion unit.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель.The technical field to which the utility model belongs.

Устройство относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано для определения удельного сопротивления и диэлектрической проницаемости грунта, зависимых от частоты.The device relates to the field of electrical engineering and can be used to determine the resistivity and permittivity of the soil, depending on the frequency.

Уровень техники.The prior art.

Из существующего уровня техники известно устройство для измерения удельного сопротивления грунта, содержащее прибор GEO416 фирмы «НТ Instruments» [1], соединенный с измерительными токовыми и потенциальными электродами. Измерение удельного сопротивления выполняется методом вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) при использовании установки Веннера. Удельное сопротивление грунта определяется по формуле:A prior art device is known for measuring the resistivity of a soil, containing a GEO416 device from NT Instruments [1] connected to measuring current and potential electrodes. The measurement of resistivity is carried out by the method of vertical electric sounding (VES) using the Wenner installation. The soil resistivity is determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где k - коэффициента установки, V - измеренное между потенциальными электродами напряжение, I - сила тока, протекающего через токовые электроды. В случае установки Веннера, коэффициента установки k равен 2πа, где а - расстояние между соседними электродами. Недостатком данного устройства является то, что удельное сопротивление измеряется на низкой частоте, в то время как для высокоомных грунтов удельное сопротивление существенно снижается с ростом частоты и использование низкочастотного удельного сопротивления для токов молнии приводит к чрезмерно большой ошибке [2]. Значение диэлектрической проницаемости также существенно изменяется с частотой. Поэтому конструкции заземлителей опор линий электропередачи и электрических подстанций должны выбираться с учетом частотной зависимости электрических параметров грунта. В настоящее время существует необходимость в измерительном устройстве, способном измерять электрические параметры грунта в широком диапазоне частот, соответствующих спектру частот токов молнии.where k is the installation coefficient, V is the voltage measured between the potential electrodes, I is the strength of the current flowing through the current electrodes. In the case of the Wenner installation, the installation coefficient k is 2π a , where a is the distance between adjacent electrodes. The disadvantage of this device is that the resistivity is measured at a low frequency, while for high-resistance soils the resistivity decreases significantly with increasing frequency and the use of low-frequency resistivity for lightning currents leads to an excessively large error [2]. The value of dielectric constant also varies significantly with frequency. Therefore, the design of grounding conductors for power transmission line supports and electrical substations should be selected taking into account the frequency dependence of the electrical parameters of the soil. Currently, there is a need for a measuring device capable of measuring the electrical parameters of soil in a wide frequency range corresponding to the frequency spectrum of lightning currents.

Для учета частотной зависимости электрических параметров грунта используются специальные методы измерения. Так, в работе [2] было предложено использовать полусферический электрод, в который вводится импульсный ток, и относительно которого измеряется потенциал на потенциальном электроде. После этого к измеренным току и напряжению применяется преобразование Фурье. Для перекрытия необходимого частотного диапазона используется несколько различных форм тока (с разными значениями длительности фронта и полу спада).To take into account the frequency dependence of the electrical parameters of the soil, special measurement methods are used. So, in [2] it was proposed to use a hemispherical electrode, into which a pulsed current is introduced, and with respect to which the potential at the potential electrode is measured. After that, the Fourier transform is applied to the measured current and voltage. To overlap the required frequency range, several different forms of current are used (with different values of the duration of the front and half of the decline).

Измеренные комплексные ток и напряжение в частотной области связаны с удельным сопротивлением и диэлектрической проницаемостью через уравнение:The measured complex current and voltage in the frequency domain are related to the resistivity and permittivity through the equation:

Figure 00000002
Figure 00000002

где ε - диэлектрическая проницаемость грунта, ω - угловая частота. Найдя отношение напряжения к току можно рассчитать значения удельного сопротивления и диэлектрической проницаемости для данной частоты.where ε is the dielectric constant of the soil, ω is the angular frequency. Having found the ratio of voltage to current, it is possible to calculate the values of resistivity and permittivity for a given frequency.

Недостатком данного подхода является то, что в измеренное напряжение входит падение напряжения на сопротивлении контакта полусферического электрода с окружающим грунтом. Данное сопротивление может достигать больших значений в случае высокоомных грунтов и приводить к существенным ошибкам измерений. Другим недостатком является продолжительное время измерения, связанное с подготовкой заземления полусферического электрода и удаленного заземления для создания цепи ввода тока в грунт.The disadvantage of this approach is that the measured voltage includes a voltage drop on the contact resistance of the hemispherical electrode with the surrounding soil. This resistance can reach large values in the case of high resistance soils and lead to significant measurement errors. Another disadvantage is the long measurement time associated with the preparation of the grounding of the hemispherical electrode and remote grounding to create a circuit for introducing current into the ground.

Другой способ измерения параметров грунта основан на использовании образцов грунта [3]. Для учета неоднородностей в нем используются относительно крупные образцы грунта (с размерами 1.2 м × 0.2 м × 0.2 м). Образцы грунта берутся с глубины около одного метра. После взятия образца, через него пропускается синусоидальный ток и измеряется разность потенциалов между определенными его точками. Зная размеры образца, ток через него, разность потенциалов между двумя точками образца, а также координаты данных точек, можно рассчитать электрические параметры грунта.Another way to measure soil parameters is based on the use of soil samples [3]. Relatively large soil samples (with dimensions 1.2 m × 0.2 m × 0.2 m) are used to take into account inhomogeneities. Soil samples are taken from a depth of about one meter. After taking the sample, a sinusoidal current is passed through it and the potential difference between its defined points is measured. Knowing the dimensions of the sample, the current through it, the potential difference between two points of the sample, as well as the coordinates of these points, it is possible to calculate the electrical parameters of the soil.

Основным недостатком при таком подходе является чрезмерная трудоемкость измерений. Это приводит к большим трудностям в том случае, если необходимо провести множество измерений в различных местах. Другим недостатком является то, что плохопроводящие грунты (для которых частотная зависимость выражена наиболее ярко) часто свойственны для скалистых грунтов. В случае таких грунтов проводить земляные работы крайне затруднительно и времязатратно.The main disadvantage with this approach is the excessive complexity of the measurements. This leads to great difficulties if it is necessary to carry out many measurements in various places. Another disadvantage is that poorly conductive soils (for which the frequency dependence is most pronounced) are often characteristic of rocky soils. In the case of such soils, excavation is extremely difficult and time-consuming.

Наиболее близким является устройство измерения удельного сопротивления грунта с применением токов варьируемой частоты [4], содержащее блок генератора, токовые электроды, потенциальные электроды, пробник измерения напряжения, включенный между двумя потенциальными электродами, блок измерения тока, включенный между блоком генератора и токовым электродом, блок измерения электрических параметров, в состав которого входит аналого-цифровой преобразователь (KR 20050063009 A, G01R 27/18, опубл. 28.06.2005). Устройство предназначено для измерения удельного сопротивления грунта при использовании токов различной частоты.The closest is a device for measuring the resistivity of the soil using variable frequency currents [4], which contains a generator unit, current electrodes, potential electrodes, a voltage measurement probe connected between two potential electrodes, a current measurement unit connected between the generator block and the current electrode, block measuring electrical parameters, which includes an analog-to-digital converter (KR 20050063009 A, G01R 27/18, publ. 06/28/2005). The device is designed to measure the resistivity of the soil when using currents of different frequencies.

Генератор периодического сигнала выполнен на основе IGBT транзисторов, включенных по мостовой схеме, и генерирует сигнал прямоугольной формы. Частота задается микросхемой AD654, представляющей собой преобразователь напряжение-частота. Максимальная частота, которая может быть установлена данным преобразователем, равна 500 кГц.The periodic signal generator is based on IGBT transistors connected in a bridge circuit and generates a square wave signal. The frequency is set by the AD654 chip, which is a voltage-frequency converter. The maximum frequency that can be set by this converter is 500 kHz.

В качестве источника питания используется переменное напряжение с действующим значением 200 В и частотой 60 Гц. Данное напряжение выпрямляется и служит питающим напряжением для генератора.An AC voltage with an effective value of 200 V and a frequency of 60 Hz is used as a power source. This voltage is rectified and serves as the supply voltage for the generator.

С выхода генератора напряжение подается на токовые электроды, что создает в грунте ток, который, в свою очередь, создает разность потенциалов между потенциальными электродами. Ток подается на вход трансформатора тока, а напряжение измеряется пробником для измерения напряжения. С выхода трансформатора тока и пробника сигналы через изолирующий разделитель попадают в цифро-аналоговый преобразователь.From the output of the generator, voltage is supplied to the current electrodes, which creates a current in the ground, which, in turn, creates a potential difference between the potential electrodes. Current is supplied to the input of the current transformer, and voltage is measured by a probe to measure voltage. From the output of the current transformer and the probe, the signals through the isolation isolator fall into the digital-to-analog converter.

После оцифровки сигналов, сигналы подаются в цифровой блок фильтрации, где устраняются частоты, отличающиеся от основной измерительной частоты. После этого сигналы попадают в анализатор импеданса, где измеряется их амплитуда и разность фаз между ними, что позволяет рассчитать значение удельного сопротивления на конкретной частоте.After digitizing the signals, the signals are fed to a digital filtering unit, where frequencies that differ from the main measuring frequency are eliminated. After that, the signals enter the impedance analyzer, where their amplitude and phase difference between them are measured, which allows us to calculate the value of resistivity at a specific frequency.

Недостатком известного устройства является отсутствие оптоволоконной изоляции между цепями измерения напряжения и тока, что является необходимым для проведения измерений на частотах порядка нескольких МГц, поскольку другие методы изоляции не обеспечивают достаточной емкостной развязки между данными цепями. Другим недостатком является применение установки Веннера при измерениях, которая приводит к существенной ошибке измерений на частотах в несколько МГц. Также, поскольку для обработки сигналов в устройстве применяется персональный компьютер и сложный алгоритм вычислений измеряемых величин, а также отсутствует компактный блок питания для обеспечения питания генератора, данное устройство не является достаточно компактным (и, соответственно, удобным в применении).A disadvantage of the known device is the lack of fiber optic insulation between the voltage and current measurement circuits, which is necessary for measurements at frequencies of the order of several MHz, since other insulation methods do not provide sufficient capacitive isolation between these circuits. Another disadvantage is the use of the Wenner setup for measurements, which leads to a significant measurement error at frequencies of several MHz. Also, since the signal processing device uses a personal computer and a complex algorithm for calculating the measured values, and there is no compact power supply to provide power to the generator, this device is not compact enough (and, therefore, convenient to use).

Раскрытие сущности полезной модели.Disclosure of the essence of the utility model.

Поставленной целью при создании данной полезной модели является улучшение технико-эксплуатационных свойств измерительного устройства. Технический результат, преследуемый полезной моделью, заключается в повышении точности измерения удельного сопротивления и диэлектрической проницаемости грунта, расширении частотного диапазона измеряемых параметров, а также уменьшении временных затрат на измерения и уменьшении размеров самого измерительного устройства.The goal when creating this utility model is to improve the technical and operational properties of the measuring device. The technical result pursued by the utility model is to increase the accuracy of measuring the resistivity and permittivity of the soil, expanding the frequency range of the measured parameters, as well as reducing the time spent on measurement and reducing the size of the measuring device itself.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве для измерения электрических параметров грунта с учетом их частотной зависимости, содержащее токовые электроды, потенциальные электроды, пробник измерения напряжения, включенный между двумя потенциальными электродами, блок измерения тока и блок генератора, соединенные между собой и при этом включенные между токовыми электродами, блок измерения электрических параметров, в состав которого входит аналого-цифровой преобразователь, для электрической развязки пробник измерения напряжения соединен с аналого-цифровым преобразователем через оптоволоконный кабель и блок приемника, причем пробник измерения напряжения содержит дифференциальный пробник, соединенный с преобразователем напряжения в ток, который присоединен к передатчику, а также аккумулятор, соединенный с дифференциальным пробником, преобразователем напряжения в ток и передатчиком, а блок приемника содержит приемник для преобразования оптического сигнала в электрический, соединенный с блоком формирования напряжения.The technical result is achieved in that in a known device for measuring electrical parameters of the soil, taking into account their frequency dependence, containing current electrodes, potential electrodes, a voltage measurement probe connected between two potential electrodes, a current measurement unit and a generator unit, interconnected and at the same time included between current electrodes, a unit for measuring electrical parameters, which includes an analog-to-digital converter, for electrical isolation, a probe voltage is connected to the analog-to-digital Converter through a fiber optic cable and the receiver unit, and the voltage measurement probe contains a differential probe connected to a voltage to current Converter, which is connected to the transmitter, as well as a battery connected to a differential probe, voltage to current Converter and transmitter and the receiver unit contains a receiver for converting the optical signal into an electrical signal connected to the voltage generating unit.

Возможны варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы:Possible embodiments of the device, in which it is advisable that:

- блок генератора был выполнен из управляемого напряжением усилителя, соединенного с цифро-аналоговым преобразователем и цифровым вычислительным синтезатором, генерирующим синусоидальный сигнал, причем цифро-аналоговый преобразователь и цифровой вычислительный синтезатор были бы соединены также с блоком измерения электрических параметров.- the generator unit was made of a voltage-controlled amplifier connected to a digital-to-analog converter and a digital computer synthesizer generating a sinusoidal signal, and the digital-to-analog converter and a digital computer synthesizer would also be connected to the unit for measuring electrical parameters.

- блок измерения тока был выполнен из токового шунта, соединенного с блоком формирования тока, который был бы соединен с аналого-цифровым преобразователем, содержащемся в блоке измерения электрических параметров.- the current measuring unit was made of a current shunt connected to a current generating unit, which would be connected to an analog-to-digital converter contained in the electric parameter measuring unit.

- устройство содержало блок питания, в состав которого входил бы аккумулятор, соединенный с блоком преобразования напряжений, который был бы соединен с блоком измерения электрических параметров, блоком генератора, блоком измерения тока и блоком приемника.- the device contained a power supply unit, which would include a battery connected to a voltage conversion unit, which would be connected to an electrical parameter measurement unit, a generator unit, a current measurement unit, and a receiver unit.

- блок питания, блок измерения электрических параметров, блок генератора, блок измерения тока и блок приемника были объединены в генераторно-измерительный модуль.- the power unit, the unit for measuring electrical parameters, the generator unit, the current measuring unit and the receiver unit were combined into a generator-measuring module.

- в блок измерения электрических параметров были введены блок преобразования Фурье, блок расчета электрических параметров и блок USB, причем блок преобразования Фурье был бы соединен с аналого-цифровым преобразователем и блоком расчета электрических параметров, блок расчета электрических параметров был бы соединен с блоком преобразования Фурье и блоком USB, а блок USB был бы соединен с блоком расчета электрических параметров.- the Fourier transform unit, the electric parameter calculation unit and the USB unit were introduced into the electric parameter measuring unit, the Fourier transform unit would be connected to an analog-to-digital converter and the electric parameter calculation unit, the electric parameter calculation unit would be connected to the Fourier transform unit and USB unit, and the USB unit would be connected to the unit for calculating electrical parameters.

Краткое описание чертежей.A brief description of the drawings.

Сущность полезной модели и ее преимущества могут быть более детально пояснены нижеследующими рисунками, на которых изображены:The essence of the utility model and its advantages can be explained in more detail in the following figures, which depict:

На фиг. 1 - функциональная схема устройства;In FIG. 1 is a functional diagram of a device;

На фиг. 2 - схема подключения устройства при проведении измерений;In FIG. 2 - connection diagram of the device during measurements;

На фиг. 3 - результаты измерения удельного сопротивления и относительной диэлектрической проницаемости грунта с учетом их частотной зависимости.In FIG. 3 - the results of measuring the resistivity and relative permittivity of the soil, taking into account their frequency dependence.

Осуществление полезной модели.Implementation of a utility model.

Устройство для измерения электрических параметров грунта с учетом их частотной зависимости (см. Фиг. 1) содержит генераторно-измерительный модуль 1, соединенный с пробником измерения напряжения 2 через оптоволоконный кабель 3, а также с токовыми электродами 4 и 5. Пробник измерения напряжения 2 соединен с потенциальными электродами 6 и 7 и содержит дифференциальный пробник 27, соединенный с преобразователем напряжения в ток 28, который присоединен к передатчику 29, а также аккумулятор 26, соединенный с дифференциальным пробником 27, преобразователем напряжения в ток 28 и передатчиком 29. Генераторно-измерительный модуль 1 содержит блок измерения электрических параметров 9, соединенный с блоком генератора 10, блок измерения тока 11, блок приемника 12 и блок питания 8, соединенный с блоком измерения электрических параметров 9, блоком генератора 10, блоком измерения тока 11 и блоком приемника 12.A device for measuring electrical parameters of the soil, taking into account their frequency dependence (see Fig. 1), contains a generator-measuring module 1 connected to a voltage measurement probe 2 through a fiber optic cable 3, and also to current electrodes 4 and 5. A voltage measurement probe 2 is connected with potential electrodes 6 and 7 and contains a differential probe 27 connected to a voltage to current converter 28, which is connected to the transmitter 29, and also a battery 26 connected to the differential probe 27, the converter the voltage in the current 28 and the transmitter 29. The generator-measuring module 1 contains a unit for measuring electrical parameters 9 connected to the generator unit 10, a unit for measuring current 11, a receiver unit 12 and a power supply 8 connected to the unit for measuring electrical parameters 9, the generator unit 10, a current measuring unit 11 and a receiver unit 12.

Блок генератора 10 содержит цифро-аналоговый преобразователь 19, цифровой вычислительный синтезатор 20 и управляемый напряжением усилитель 21. Цифровой вычислительный синтезатор 20 был использован для генерации сигнала, поскольку он способен задавать необходимую частоту с высокой точностью, а также может генерировать синусоидальный сигнал. В качестве цифрового вычислительного синтезатора была использована микросхема AD9834 фирмы «Analog Devices». AD9834 представляет собой цифровой вычислительный синтезатор с быстродействием 75 МГц, потребляемой мощностью 20 мВт и напряжением питания от 2.3 В до 5.5 В. Управляется данная микросхема через последовательный интерфейс SPI. Для того, чтобы управлять амплитудой генерируемого напряжения, был применен управляемый напряжением усилитель 21, а для формирования управляющего напряжения используется цифро-аналоговый преобразователь 19.The generator unit 10 contains a digital-to-analog converter 19, a digital computer synthesizer 20, and a voltage-controlled amplifier 21. The digital computer synthesizer 20 was used to generate the signal, since it is capable of setting the required frequency with high accuracy, and can also generate a sinusoidal signal. As a digital computational synthesizer, the AD9834 chip from Analog Devices was used. The AD9834 is a digital computer synthesizer with a speed of 75 MHz, a power consumption of 20 mW and a supply voltage of 2.3 V to 5.5 V. This chip is controlled via a serial SPI interface. In order to control the amplitude of the generated voltage, a voltage-controlled amplifier 21 was used, and a digital-to-analog converter 19 is used to generate the control voltage.

Блок измерения тока 11 состоит из токового шунта 22 и блока формирования тока 23. Блок формирования тока служит для усиления сигнала и приведения его к приемлемому для аналого-цифрового преобразователя виду.The current measuring unit 11 consists of a current shunt 22 and a current generating unit 23. The current generating unit serves to amplify the signal and bring it to a form suitable for an analog-to-digital converter.

Блок приемника 12 состоит из приемника 24 и блока формирования напряжения 25, функция которого аналогична функции блока формирования тока 23.The receiver unit 12 consists of a receiver 24 and a voltage generating unit 25, the function of which is similar to that of the current generating unit 23.

Блок измерения электрических параметров 9 основан на микроконтроллере LPC4370 фирмы «NXP Semiconductors)) и состоит из аналого-цифрового преобразователя 15, соединенного с блоком преобразования Фурье 16, который соединен с блоком расчета электрических параметров 17, который, в свою очередь, соединен с блоком USB. Микроконтроллер LPC4370 - это высокопроизводительный микроконтроллер, основанный на ядре ARM Cortex-M4 (работающем на частоте 204 МГц) и двух дополнительных ядрах ARM Cortex-М0. Данный микроконтроллер обладает основным статическим ОЗУ объемом 264 КБ и памятью для системного контроллера объемом 18 КБ, а также различными периферийными устройствами: последовательным интерфейсом линий ввода/ вывода, быстродействующим аналого-цифровым преобразователем, двумя высокоскоростными USB-контроллерами, контроллером широтно-импульсной модуляции, контроллерами различных последовательных интерфейсов и прочей аналоговой и цифровой периферией. Блок преобразования Фурье 16 и блок расчета электрических параметров 17 применены в настоящем устройстве вместо цифрового блока фильтрации и анализатора импеданса в известном устройстве, поскольку это позволяет существенно упростить алгоритм расчета и применить микроконтроллер вместо персонального компьютера. Это существенно уменьшает размеры измерительного устройства и повышает удобство его использования. В качестве аналого-цифрового преобразователя используется встроенный в микроконтроллер LPC4370 высокоскоростной аналого-цифровой преобразователь с частотой дискретизации 80 МГц и разрядностью 12 бит. Поскольку для оцифровки сигнала используются два канала, частота дискретизации каждого канала равна 40 МГц. Блок преобразования Фурье 16 и блок расчета электрических параметров 17 также выполнены на базе микроконтроллера LPC4370, т.е. данные блоки являются программными.The electrical parameter measuring unit 9 is based on the LPC4370 microcontroller (NXP Semiconductors)) and consists of an analog-to-digital converter 15 connected to the Fourier transform unit 16, which is connected to the electric parameter calculation unit 17, which, in turn, is connected to the USB unit . Microcontroller LPC4370 is a high-performance microcontroller based on the ARM Cortex-M4 core (operating at a frequency of 204 MHz) and two additional ARM Cortex-M0 cores. This microcontroller has a main static RAM of 264 KB and memory for a system controller of 18 KB, as well as various peripheral devices: a serial I / O line interface, a high-speed analog-to-digital converter, two high-speed USB controllers, a pulse-width modulation controller, controllers various serial interfaces and other analog and digital peripherals. The Fourier transform unit 16 and the electric parameter calculation unit 17 are used in the present device instead of the digital filtering unit and the impedance analyzer in the known device, since this allows to significantly simplify the calculation algorithm and use the microcontroller instead of a personal computer. This significantly reduces the size of the measuring device and increases the usability. A high-speed analog-to-digital converter with a sampling frequency of 80 MHz and a resolution of 12 bits is used as an analog-to-digital converter in the LPC4370 microcontroller. Since two channels are used to digitize the signal, the sampling frequency of each channel is 40 MHz. The Fourier transform block 16 and the block for calculating the electrical parameters 17 are also based on the LPC4370 microcontroller, i.e. these blocks are software.

Блок питания 8 может быть создан в портативном исполнении. Это повысит компактность устройства и, соответственно, удобство его использования. В данном случае блок питания 8 содержит аккумулятор 13 и блок преобразования напряжений 14. В качестве аккумулятора 13 могут быть использованы литий-ионные (Li-Ion) аккумуляторы. Блок преобразования напряжений 14 служит для питания основных блоков генераторно-измерительного модуля 1 и формирует следующие напряжения: +3.3 В для питания цифрового вычислительного синтезатора 20, +5 В и -5 В для питания операционных усилителей, +15 В и +15 В для питания усилителя блока генератора 10. Поскольку в данном случае использованы два последовательно соединенных литий-ионных аккумулятора (т.е. суммарное напряжение на них составляет порядка 7.4 В), для получения напряжения +5 В был использован понижающий импульсный преобразователь напряжения. Для получения напряжения -5 В была использована микросхема МАХ660, представляющая собой монолитный преобразователь напряжения. Для получения напряжения +3.3 В был использован линейный стабилизатор напряжения. Для получения напряжений +15 В и -15 В был использован повышающий импульсный преобразователь напряжения на микросхеме XL6009.The power supply 8 can be created in a portable design. This will increase the compactness of the device and, consequently, the convenience of its use. In this case, the power supply unit 8 contains a battery 13 and a voltage conversion unit 14. As a battery 13, lithium-ion (Li-Ion) batteries can be used. The voltage conversion unit 14 serves to power the main units of the generator-measuring module 1 and generates the following voltages: +3.3 V to power the digital computer synthesizer 20, +5 V and -5 V to power the operational amplifiers, +15 V and +15 V for power amplifier of the generator unit 10. Since in this case we used two series-connected lithium-ion batteries (i.e., the total voltage on them is about 7.4 V), we used a step-down pulse voltage converter to obtain +5 V voltage Niya. To obtain a voltage of -5 V, the MAX660 chip was used, which is a monolithic voltage converter. To obtain a voltage of +3.3 V, a linear voltage stabilizer was used. To obtain voltages of +15 V and -15 V, a step-up pulse voltage converter on the XL6009 chip was used.

Дифференциальный пробник 27 может быть основан на полевых транзисторах и операционном усилителе. Использование полевых транзисторов позволяет добиться высокого входного импеданса (высокого входного сопротивления и малой входной емкости) пробника, а также высокого импеданса относительно корпуса. Для питания светодиода передатчика 29 сигнал напряжения с выхода дифференциального пробника 27 должен быть преобразован в ток. Для этой цели применяется преобразователь напряжения в ток 28, основанный на применении операционного усилителя и биполярного транзистора. В качестве аккумулятора 26 может использоваться литий ионный аккумулятор. Для получения двуполярного питания могут использоваться два литий-ионных аккумулятора, либо один аккумулятор с применением импульсного преобразователя напряжения. Данный преобразователь может быть основан, например, на микросхеме TPS65130, представляющей собой специализированную микросхему для получения двуполярного питания.Differential probe 27 may be based on field effect transistors and an operational amplifier. Using field-effect transistors allows you to achieve a high input impedance (high input impedance and low input capacitance) of the probe, as well as high impedance relative to the housing. To power the LED of the transmitter 29, the voltage signal from the output of the differential probe 27 must be converted to current. For this purpose, a voltage to current converter 28 is used, based on the use of an operational amplifier and a bipolar transistor. As the battery 26, a lithium-ion battery may be used. To obtain bipolar power, two lithium-ion batteries can be used, or one battery using a pulse voltage converter. This converter can be based, for example, on the TPS65130 chip, which is a specialized chip for receiving bipolar power.

Блок USB 18 служит для удобной передачи данных с устройства в персональный компьютер. В данном случае используется USB контроллер, встроенный в микроконтроллер LPC4370. Для передачи данных используется класс коммуникационного устройства USB.The USB 18 unit is used for convenient data transfer from the device to a personal computer. In this case, a USB controller is used that is built into the LPC4370 microcontroller. For data transfer, a USB communication device class is used.

Устройство для измерения электрических параметров грунта с учетом их частотной зависимости работает следующим образом.A device for measuring the electrical parameters of the soil, taking into account their frequency dependence, works as follows.

Перед проведением измерений необходимо выполнить калибровку устройства. Это позволяет избавиться от ошибок измерения амплитуды и фазы. Поскольку цепи усиления и передачи сигнала по оптоволокну создают сдвиг фазы, его необходимо учитывать при измерениях, поскольку это приводит к существенной ошибке измерений. Также необходимо учитывать затухание сигнала при передаче его по оптоволокну. Поэтому калибровка амплитуды также необходима.Before taking measurements, calibrate the device. This eliminates the errors in measuring amplitude and phase. Since the amplification and transmission circuits of the signal through the optical fiber create a phase shift, it must be taken into account during measurements, since this leads to a significant measurement error. It is also necessary to take into account the attenuation of the signal when transmitting it through the optical fiber. Therefore, amplitude calibration is also necessary.

При измерениях в грунт забиваются два стержневых токовых электрода 4 и 5 и два стержневых потенциальных электрода 6 и 7. Предпочтительная установка ВЭЗ - дипольная. Причем диполи следует располагать перпендикулярно друг относительно друга для уменьшения электромагнитного влияния между измерительными цепями. Возможно также использование трехэлектродных установок (также при перпендикулярном расположении проводников). Расстояния между электродами выбираются исходя из необходимой глубины исследования. Как правило, глубина, на которой располагаются горизонтальные проводники заземлителей, составляет около 0.5-1 м. Соответственно, значение глубины исследования должно быть приблизительно того же порядка.During measurements, two rod current electrodes 4 and 5 and two rod potential electrodes 6 and 7 are clogged into the ground. A preferred VES installation is a dipole one. Moreover, dipoles should be arranged perpendicular to each other to reduce the electromagnetic effect between the measuring circuits. It is also possible to use three-electrode installations (also with a perpendicular arrangement of conductors). The distances between the electrodes are selected based on the required depth of study. As a rule, the depth at which the horizontal conductors of grounding conductors are located is about 0.5-1 m. Accordingly, the value of the research depth should be approximately the same order.

Существует два основных подхода для расчета значения глубины исследования [5, 6], основанных на понятии кривой глубины исследования. Кривая глубины исследования отражает зависимость вклада глубины бесконечно тонкого слоя грунта (через который протекает ток) в напряжение, измеренное на потенциальных электродах. В первом случае [5] за глубину исследования принимается глубина, соответствующая максимальному значению кривой глубины исследования. Во втором случае [6] используется медианное значение данной кривой.There are two main approaches for calculating the depth of the study [5, 6], based on the concept of the curve of the depth of research. The depth curve of the study reflects the dependence of the contribution of the depth of an infinitely thin layer of soil (through which current flows) to the voltage measured on potential electrodes. In the first case [5], the depth corresponding to the maximum value of the research depth curve is taken as the depth of the study. In the second case [6], the median value of this curve is used.

Коэффициент установки рассчитывается по уравнению [7]:The installation coefficient is calculated according to the equation [7]:

Figure 00000003
Figure 00000003

где r1 и r2 - расстояния от первого потенциального электрода до первого и второго токового электрода, соответственно; R1 и R2 - расстояния от второго потенциального электрода до первого и второго токового электрода, соответственно.where r 1 and r 2 are the distances from the first potential electrode to the first and second current electrode, respectively; R 1 and R 2 are the distances from the second potential electrode to the first and second current electrode, respectively.

Проводниками выход генераторно-измерительного модуля А присоединяется к токовому электроду 4, а выход устройства В - к токовому электроду 5. Выход пробника измерения напряжения С присоединяется к потенциальному электроду 6, а выход устройства D - к потенциальному электроду 7. Расположение токовых и потенциальных электродов зависит от выбранной установки и влияет на значение коэффициента установки, с помощью которого рассчитываются электрические параметры грунта. Перемена подключения токовых или потенциальных электродов приводит лишь к смене знака измеренных параметров грунта, поэтому использование модуля измеряемых величин позволяет использовать менять местами выходы А и В, а также выходы С и D. Во избежание электромагнитного влияния между измерительными цепями проводники, соединяющие выходы устройства с электродами, должны быть максимально короткими.The conductors of the output of the generator-measuring module A are connected to the current electrode 4, and the output of the device B is connected to the current electrode 5. The output of the voltage measuring probe C is connected to the potential electrode 6, and the output of the device D is connected to the potential electrode 7. The location of the current and potential electrodes depends from the selected installation and affects the value of the installation coefficient, with which the electrical parameters of the soil are calculated. A change in the connection of current or potential electrodes only leads to a change in the sign of the measured soil parameters, therefore, the use of the measured value module allows the outputs A and B, as well as outputs C and D to be interchanged. In order to avoid electromagnetic influence between the measuring circuits, the conductors connecting the device outputs to the electrodes should be as short as possible.

Напряжение, создаваемое блоком генератора, подается на токовые электроды 4 и 5, что создает ток через данные электроды, и это, в свою очередь, создает разность потенциалов между потенциальными электродами 6 и 7, которая измеряется при помощи пробника измерения напряжения 2. Введенный в грунт ток измеряется блоком измерения тока 11, который преобразует измеренный ток в напряжение. Кроме того, блок приемника 12, соединенный с пробником измерения напряжения 2 через оптоволоконный кабель 3, преобразует оптический сигнал также в напряжение. Полученные с выходов блока измерения тока 11 и блока приемника 12 напряжения подаются в аналого-цифровой преобразователь 15, который приводит измеренные напряжения к цифровому виду. Измеренные значения напряжений сохраняются в оперативной памяти микроконтроллера. Частота выборки аналого-цифрового преобразователя может регулироваться и она настраивается в зависимости от конкретной измеряемой частоты таким образом, чтобы было оцифровано достаточное количество периодов измеряемого сигнала.The voltage generated by the generator unit is supplied to the current electrodes 4 and 5, which creates a current through these electrodes, and this, in turn, creates a potential difference between the potential electrodes 6 and 7, which is measured using a voltage measurement probe 2. Introduced into the ground the current is measured by a current measuring unit 11, which converts the measured current to voltage. In addition, the receiver unit 12, connected to the voltage measurement probe 2 through the fiber optic cable 3, converts the optical signal into voltage as well. The voltages obtained from the outputs of the current measuring unit 11 and the receiver unit 12 are supplied to an analog-to-digital converter 15, which converts the measured voltages to digital form. The measured voltage values are stored in the RAM of the microcontroller. The sampling frequency of the analog-to-digital converter can be adjusted and it is adjusted depending on the specific measured frequency so that a sufficient number of periods of the measured signal are digitized.

После оцифровки сигналов, к ним применяется быстрое преобразование Фурье и находятся напряжение и ток для нужной частоты в комплексном виде. Далее, по формуле (2) рассчитываются искомые значения удельного сопротивления и диэлектрической проницаемости с учетом коэффициента установки к.After digitizing the signals, a fast Fourier transform is applied to them and the voltage and current for the desired frequency are found in complex form. Further, by the formula (2), the desired values of resistivity and permittivity are calculated taking into account the installation coefficient k.

Для калибровки и измерений генерируемые частоты рассчитываются таким образом, чтобы в заданном диапазоне частот их значения располагались в логарифмическом порядке.For calibration and measurements, the generated frequencies are calculated so that in a given frequency range their values are arranged in a logarithmic order.

При помощи управляемого напряжением усилителя напряжение генератора может регулироваться. Это необходимо, т.к. для разных установок ВЭЗ, амплитуда напряжения на потенциальных электродах 6 и 7 может сильно варьироваться. Поэтому для установок, при которых напряжение на потенциальных электродах 6 и 7 чрезмерно высоко, необходимо понижать амплитуду генерируемого сигнала, и соответственно, вводимый через токовые электроды 4 и 5 ток.Using a voltage-controlled amplifier, the voltage of the generator can be regulated. This is necessary because for different VES installations, the voltage amplitude at potential electrodes 6 and 7 can vary greatly. Therefore, for installations in which the voltage at the potential electrodes 6 and 7 is excessively high, it is necessary to lower the amplitude of the generated signal, and accordingly, the current introduced through the current electrodes 4 and 5.

Полный процесс измерения состоит из следующих этапов (для определенной частоты): проведение калибровки измерительного устройства (во время которой устройство измеряет разность фаз между выходными сигналами цепей измерения тока и напряжения для одного и того же входного сигнала); выбор глубины исследования и установки ВЭЗ; расчет коэффициента установки; забивание токовых и потенциальных электродов, подключение устройства и запуск измерения. После запуска измерения, устройство производит следующие действия: измерение тока I(t) и напряжения V(f); применение преобразования Фурье к измеренному току и напряжению; корректировка разности фаз между I(ω) и V(ω) на значение угла, измеренного при калибровке; расчет удельного сопротивления и диэлектрической проницаемости по уравнению (2); сохранение результатов измерений во внутреннюю память микроконтроллера. После этого данные с устройства могут быть переданы на персональный компьютер через интерфейс USB.The complete measurement process consists of the following steps (for a specific frequency): calibration of the measuring device (during which the device measures the phase difference between the output signals of the current and voltage measurement circuits for the same input signal); choice of depth of research and installation of VES; calculation of the installation coefficient; driving current and potential electrodes, connecting the device and starting the measurement. After starting the measurement, the device performs the following actions: measuring the current I (t) and voltage V (f); applying the Fourier transform to the measured current and voltage; adjustment of the phase difference between I (ω) and V (ω) by the value of the angle measured during calibration; calculation of resistivity and permittivity according to equation (2); storing the measurement results in the internal memory of the microcontroller. After that, data from the device can be transferred to a personal computer via the USB interface.

Заявленная полезная модель обеспечивает ток, достаточный для значений глубины исследования порядка долей-единиц метров, что является достаточным для большинства случаев заземлителей опор линий электропередачи и электрических подстанций. Верхняя граница частотного диапазона, для которого может применяться полезная модель, составляет порядка 5 МГц, что достаточно для охвата частотного спектра молниевых воздействий.The claimed utility model provides a current sufficient for research depths of the order of fractions-units of meters, which is sufficient for most cases of earthing switches for power transmission lines and electrical substations. The upper limit of the frequency range for which the utility model can be applied is about 5 MHz, which is enough to cover the frequency spectrum of lightning impacts.

Заявленное устройство может быть промышленно применимо для точных измерений электрических параметров грунта (удельного сопротивления и диэлектрической проницаемости), в особенности электрических параметров грунта в районах с плохопроводящими и скалистыми грунтами.The claimed device can be industrially applicable for accurate measurements of electrical parameters of the soil (resistivity and permittivity), in particular electrical parameters of the soil in areas with poorly conductive and rocky soils.

Источники информацииInformation sources

1. Earth ground tester with storage and downloand capabilities - https://www.ht-instruments.com/en/products/geo416/download/manual1. Earth ground tester with storage and downloand capabilities - https://www.ht-instruments.com/en/products/geo416/download/manual

2. Visacro S., Alipio R. Frequency dependence of soil parameters: experimental results, predicting formula and influence on the lightning response of grounding electrodes // IEEE Transactions on Power Delivery. 2012. T. 27. №2. C. 927-935.2. Visacro S., Alipio R. Frequency dependence of soil parameters: experimental results, predicting formula and influence on the lightning response of grounding electrodes // IEEE Transactions on Power Delivery. 2012. T. 27. No. 2. C. 927-935.

3. Portela С.М. и др. Earth conductivity and permittivity data measurements: Influence in transmission line transient performance // Electric Power Systems Research. 2006. T. 76. №11. С 907-915.3. Portela S.M. et al. Earth conductivity and permittivity data measurements: Influence in transmission line transient performance // Electric Power Systems Research. 2006. T. 76. No. 11. C 907-915.

4. Патент на изобретение KR 20050063009 A, МПК G01R 27/18, A device and method for measuring the soil resistivity using variable frequency currents.4. Patent for invention KR 20050063009 A, IPC G01R 27/18, A device and method for measuring the soil resistivity using variable frequency currents.

5. Roy A., Apparao A. Depth of investigation in direct current methods // Geophysics. 1971. T. 36. №5. С 943-959.5. Roy A., Apparao A. Depth of investigation in direct current methods // Geophysics. 1971. T. 36. No. 5. C 943-959.

6. Barker R. Depth of investigation of collinear symmetrical four-electrode arrays // Geophysics. 1989. T. 54. №8. C. 1031-1037.6. Barker R. Depth of investigation of collinear symmetrical four-electrode arrays // Geophysics. 1989. T. 54. No. 8. C. 1031-1037.

7. Heiland С A. Geophysical exploration.: New York, Prentice-Hall, inc., 1946. 1040 c.7. Heiland C A. Geophysical exploration .: New York, Prentice-Hall, inc., 1946.1040 c.

Claims (6)

1. Устройство для измерения электрических параметров грунта с учетом их частотной зависимости, содержащее токовые электроды, потенциальные электроды, пробник измерения напряжения, включенный между двумя потенциальными электродами, блок измерения тока и блок генератора, соединенные между собой и при этом включенные между токовыми электродами, блок измерения электрических параметров, в состав которого входит аналого-цифровой преобразователь, отличающееся тем, что для электрической развязки пробник измерения напряжения соединен с аналого-цифровым преобразователем через оптоволоконный кабель и блок приемника, причем пробник измерения напряжения содержит дифференциальный пробник, соединенный с преобразователем напряжения в ток, который присоединен к передатчику, а также аккумулятор, соединенный с дифференциальным пробником, преобразователем напряжения в ток и передатчиком, а блок приемника содержит приемник для преобразования оптического сигнала в электрический, соединенный с блоком формирования напряжения.1. A device for measuring the electrical parameters of the soil, taking into account their frequency dependence, containing current electrodes, potential electrodes, a voltage measurement probe connected between two potential electrodes, a current measurement unit and a generator unit connected to each other and connected between current electrodes, a unit measuring electrical parameters, which includes an analog-to-digital converter, characterized in that for electrical isolation the voltage measurement probe is connected to the analog a go-to-digital converter via an optical fiber cable and a receiver unit, the voltage measuring probe comprising a differential probe connected to a voltage-to-current converter that is connected to the transmitter, and a battery connected to a differential probe, a voltage-to-current converter and transmitter, and a receiver unit contains a receiver for converting an optical signal into an electrical signal connected to a voltage generating unit. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок генератора выполнен из управляемого напряжением усилителя, соединенного с цифро-аналоговым преобразователем и цифровым вычислительным синтезатором, генерирующим синусоидальный сигнал, причем цифро-аналоговый преобразователь и цифровой вычислительный синтезатор соединены также с блоком измерения электрических параметров.2. The device according to p. 1, characterized in that the generator unit is made of a voltage-controlled amplifier connected to a digital-to-analog converter and a digital computer synthesizer generating a sinusoidal signal, and the digital-to-analog converter and digital computer synthesizer are also connected to the electric measurement unit parameters. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок измерения тока выполнен из токового шунта, соединенного с блоком формирования тока, который соединен с аналого-цифровым преобразователем, содержащемся в блоке измерения электрических параметров.3. The device according to claim 1, characterized in that the current measuring unit is made of a current shunt connected to a current generating unit, which is connected to an analog-to-digital converter contained in the electric parameter measuring unit. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит блок питания, в состав которого входит аккумулятор, соединенный с блоком преобразования напряжений, который соединен с блоком измерения электрических параметров, блоком генератора, блоком измерения тока и блоком приемника.4. The device according to claim 1, characterized in that it comprises a power supply unit, which includes a battery connected to a voltage conversion unit, which is connected to an electrical parameter measuring unit, a generator unit, a current measuring unit, and a receiver unit. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что блок питания, блок измерения электрических параметров, блок генератора, блок измерения тока и блок приемника объединены в генераторно-измерительный модуль.5. The device according to claim 4, characterized in that the power supply unit, the unit for measuring electrical parameters, the generator unit, the current measuring unit and the receiver unit are combined into a generator-measuring module. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в блок измерения электрических параметров введены блок преобразования Фурье, блок расчета электрических параметров и блок USB, причем блок преобразования Фурье соединен с аналого-цифровым преобразователем и блоком расчета электрических параметров, блок расчета электрических параметров соединен с блоком преобразования Фурье и блоком USB, а блок USB соединен с блоком расчета электрических параметров.6. The device according to claim 1, characterized in that the Fourier transform unit, the electric parameter calculation unit and the USB unit are introduced into the electric parameter measuring unit, the Fourier transform unit is connected to an analog-to-digital converter and the electric parameter calculation unit, the electric parameter calculation unit connected to the Fourier transform unit and the USB unit, and the USB unit is connected to the electric parameter calculation unit.
RU2019116332U 2019-05-27 2019-05-27 DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL PARAMETERS OF SOIL, TAKING INTO ACCOUNT THEIR FREQUENCY DEPENDENCE RU193419U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116332U RU193419U1 (en) 2019-05-27 2019-05-27 DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL PARAMETERS OF SOIL, TAKING INTO ACCOUNT THEIR FREQUENCY DEPENDENCE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116332U RU193419U1 (en) 2019-05-27 2019-05-27 DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL PARAMETERS OF SOIL, TAKING INTO ACCOUNT THEIR FREQUENCY DEPENDENCE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU193419U1 true RU193419U1 (en) 2019-10-29

Family

ID=68499971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019116332U RU193419U1 (en) 2019-05-27 2019-05-27 DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL PARAMETERS OF SOIL, TAKING INTO ACCOUNT THEIR FREQUENCY DEPENDENCE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU193419U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU200678U1 (en) * 2020-06-30 2020-11-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) PORTABLE DEVICE FOR OPERATIONAL CONTROL OF WINTER CROPS CROPS

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1038865A1 (en) * 1981-12-21 1983-08-30 Институт Строительства И Архитектуры Госстроя Бсср Device for measuring ground humidity
RU2031410C1 (en) * 1991-06-05 1995-03-20 Хитров Юрий Александрович Method of determination of complex dielectric permittivity of medium
RU2584716C2 (en) * 2011-01-21 2016-05-20 Граундметрикс, Инк. Methods, systems and devices for earth electric field intensity indication and measurement
US10073074B1 (en) * 2014-04-25 2018-09-11 Iowa State University Research Foundation, Inc. Low RF-band impedance spectroscopy based sensor for in-situ, wireless soil sensing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1038865A1 (en) * 1981-12-21 1983-08-30 Институт Строительства И Архитектуры Госстроя Бсср Device for measuring ground humidity
RU2031410C1 (en) * 1991-06-05 1995-03-20 Хитров Юрий Александрович Method of determination of complex dielectric permittivity of medium
RU2584716C2 (en) * 2011-01-21 2016-05-20 Граундметрикс, Инк. Methods, systems and devices for earth electric field intensity indication and measurement
US10073074B1 (en) * 2014-04-25 2018-09-11 Iowa State University Research Foundation, Inc. Low RF-band impedance spectroscopy based sensor for in-situ, wireless soil sensing

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Статья: ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОБРАЗЦОВ ГРУНТА В БОРОДИНО, 25-29 апреля 2011. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU200678U1 (en) * 2020-06-30 2020-11-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) PORTABLE DEVICE FOR OPERATIONAL CONTROL OF WINTER CROPS CROPS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108318852A (en) A kind of intelligent electric energy meter square wave influence test method
CN106501616B (en) The multifrequency sine voltage drive waveform parameter optimization method of fast frequency-domain dielectric response test
EP3567383A1 (en) Multi-sensor scanner configuration for non-contact voltage measurement devices
RU193419U1 (en) DEVICE FOR MEASURING ELECTRICAL PARAMETERS OF SOIL, TAKING INTO ACCOUNT THEIR FREQUENCY DEPENDENCE
US11137423B2 (en) Contactless voltage transducer
CN107656226B (en) HFCT electrical parameter test device and test method based on transmission coefficient
Hu et al. Control rod position measurement with helix-electrode capacitance sensor in nuclear heating reactor
CN103760402A (en) Three-phase voltage transformer based on D_dot principle and three-phase influence voltage compensating method
Kuklin Device for the field measurements of frequency-dependent soil properties in the frequency range of lightning currents
CN110596461A (en) Embedded digital intelligent drilling resistivity tester
Hu et al. Control rod position measurement by two-electrode capacitance sensor in nuclear heating reactor
CN108761184B (en) Iron tower potential distribution and impedance characteristic testing method based on lightning impulse
CN104656145A (en) Electrical-method measurement system based on digital electrode technology
Li et al. Development of a new multifunctional induced polarization instrument based on remote wireless communication technology
CN103197126A (en) Lightning induction overvoltage simulation test platform
Yan et al. Design and test of contactless overvoltage sensor with spherical six-electrode
JP2020030165A (en) Common-mode voltage measuring apparatus and common-mode voltage measuring method
CN201417260Y (en) Fractional-octave type insulator equivalent salt deposit density measuring instrument
CN110673076B (en) Frequency response calibration device and method for pulse electric field measurement system
Maletras et al. A bias source for dynamic voltage measurements with a programmable Josephson junction array
Kuklin Prototype of a measurement device for frequency dependent soil electrical properties
Pei et al. Measurement of soil electrical conductivity based on direct digital synthesizer (DDS) and digital oscilloscope
CN109900983A (en) A kind of measuring device of high frequency transformer parasitic parameter
CN206696343U (en) A kind of multi-frequency inductance measurement circuit of the long wire of earth's surface
Kuklin Measurements of frequency dependent soil properties with an improved measurement device