電阻率法跑極裝置實驗報告

㈠ 測量fe-cr-al絲的電阻率的設計實驗的實驗報告

四端接線法

㈡ 電阻率剖面法二級裝置的原理

建議這樣考慮：
當B極的選點符合「B極在M點產生的電位......相對於A極在M點所產生的電位可以忽略不計時」，
被測對象的電阻率p，僅與從A點流入的電流大小i，和AM之間的距離d，以及此時M點的電位v，有關。
其中i、d可以已知，v可以通過圖中的電壓表獲得---它等於MN之間的電位差，而N點的選擇要符合「A極在N點所產生的電位相對於A極在M點所產生的電位可以忽略不計......」
當以上的兩個「忽略不計」的程度確定以後（比如達到1/10或1/100時），B極和N點也會落在被測對象的相應位置上。

㈢ 電阻率法的常用電極裝置類型

供電電極、測量電極的排列形式和移動方式稱為電極裝置（簡稱裝置）。

在電法勘查中，為了解決不同的地質、環境問題，常採用不同的裝置。目前常用的電阻率裝置類型有電阻率剖面法和電阻率測深法。

電阻率剖面法簡稱為電剖面法。它包括許多分支裝置：二極裝置、三極裝置、聯合剖面裝置、對稱四極裝置和偶極裝置等。這些裝置的共同特點是裝置形式（電極排列方式）和裝置大小在工作過程中始終保持不變，將整個裝置同時沿著測線移動，逐點觀測電位差ΔU、供電電流I，並計算出視電阻率ρ_S。ρ_S隨測點位置的變化曲線——ρ_S剖面曲線是地下一定深度內沿觀測剖面水平方向地電斷面特徵的反映。

電阻率測深法簡稱電測深法。電測深法的電極排列方式也有許多種，應用最多的是對稱四極測深法。其視電阻率ρ_S的表示式與對稱四極剖面法相同。

電測深法的裝置特點是保持測量電極MN的位置固定，在依次增大供電電極距的同時，逐次進行觀測。但是，在實際工作中，由於AB極距不斷加大，若MN的距離始終保持不變，則ΔU將逐漸減小，以至於無法觀測。因此，隨著AB極距的加大，需要適當地加大MN距離，以保證順利進行觀測。通常要求滿足以下條件

環境地球物理學概論

視電阻率隨供電電極距變化的曲線——ρ_S電測深曲線反映了地下不同電性的岩層隨深度的分布情況。

㈣ 　電阻率剖面法

10.3.1基本原理

電阻率剖面法（Resistivity Profiling）是以地下岩（礦）石電阻率差異為基礎，人工建立地下穩定直流或脈動電場，按某種電極裝置形式保持電極距不變，沿測線逐點觀測，研究某一深度范圍內岩（礦）石沿水平方向的電阻率變化，以查明礦產和研究有關地質問題的一組直流電勘探方法。

電阻率剖面法的視電阻率公式為

地質災害勘查地球物理技術手冊

式中：K為裝置系數；V_MN為觀測電極MN間的電位差；I為AB電極供電電流。

地質災害勘查地球物理技術手冊

10.3.2觀測方法

地形和勘探目的不同，電阻率剖面法可採用的裝置形式不同，表10-4為常見剖面裝置及其特徵一覽表。

10.3.3技術要求

為使探測對象在觀測結果中得到明顯反映，電阻率剖面法的工作設計必須滿足下列地球物理前提：①探測對象與圍岩或其他地質體之間存在明顯的電阻率差異；②探測對象相對其埋深具有一定的規模；③探測對象的視電阻率異常能從干擾背景中分辨。

在地質條件或地球物理前提不具備的地區，不得布置電法剖面工作；在地質條件具備而地球物理前提不明、方法有效性不肯定的測區，開工前應做電阻率剖面法試驗。

遇下列復雜條件時，一般不布置電阻率剖面法工作：①地形切割劇烈，懸崖峭壁，河網發育以及通行困難地區；②覆蓋層厚度大或地表鹽漬化，電阻率低，形成低電阻層的屏蔽效應而無法可靠觀測信號的地區；③無法避免或無法消除工業游散電流干擾的地區；④接地電阻過大，又無法改善接地條件的地區，如大面積礫石分布區、風化石堆積區、地表凍土達1～2m的地帶。

表10-4常見電阻率剖面裝置及特徵一覽表

10.3.4成果表達形式

（1）電參數剖面圖：反應異常變化的幅度；

（2）綜合剖面圖：含解釋推斷成果；

（3）剖面平面圖：研究異常的平面分布特點；

（4）等值線平面圖：可供研究異常平面分布特點，但是聯合剖面和偶極剖面不宜採用；

（5）綜合平面圖：研究測區中物理場性質，揭示地質控制因素；

（6）推斷成果圖：一套全面反映地質成果的圖件。

10.3.5資料解釋原則

（1）掌握當地的地質及物性資料；

（2）充分研究已知點異常特徵，從已知到未知進行解釋；

（3）以定性解釋為主，確定異常性質（低阻或高阻異常），結合當地條件，闡明異常的地質因素；

（4）在充分研究點異常特徵的基礎上，分析有關定性圖件，進行面上研究，掌握異常發育規律；

（5）在有條件的地方，對反應較好的曲線可進行定量解釋；

（6）應對解釋結果的可靠程度進行論證。

10.3.6儀器設備

電阻率剖面法儀器設備見表10-2。

㈤ 高密度電阻率法

高密度電阻率法的理論基礎與常規電阻率法相同，所不同的是方法技術。該方法實際 上是一種陣列勘探方法，野外測量時只需將全部電極（幾十根至上百根）置於觀測剖面的 各測點上，然後利用程式控制電極轉換裝置和微機工程電測儀便可實現數據的快速和自動采 集，當把測量結果送入微機後，還可對數據進行處理並給出關於地電斷面分布的各種圖示 結果。顯然，高密度電阻率勘探技術的運用與發展，使電法勘探的智能化程度向前大大邁 進了一步。

高密度電阻率法的主要優點有：電極布設是一次完成，為野外數據的快速採集和自動 或半自動化測量奠定了基礎；能自動進行多種電極排列方式的掃描測量，從而獲得較豐富 的地電斷面結構特徵和地質信息；野外可對資料進行預處理並顯示剖面曲線形態，還可自 動繪制和列印各種成果圖件；與傳統的電阻率法相比，具有成本低、效率高、信息豐富以 及解釋方便等優點。

我國在20世紀80年代後期，地礦部系統率先開展了高密度電阻率法的應用與研究，從理論與實際相結合的角度，進一步探討並完善了該方法的理論及有關技術問題，研製成了約3～5種類型的儀器。近年來，先後在重大場地的工程地質調查、壩基及橋 墩選址、采空區及地裂縫探測等眾多工程勘查領域取得了明顯的地質效果和顯著的社 會經濟效益。

（一）高密度電阻率法的裝置

1. 三電位電極系

三電位電極系是將溫納四級（即當AM＝MN＝NB＝a時的對稱四極裝置）、偶極及微分裝置按一定方式組合後所構成的一種測量系統。該系統在實際測量時，只需利用電極 轉換裝置將每相鄰的四個電極進行一次組合，從而可在一個測點便可獲得三種電極排列的 測量參數。三電位的電極排列方式如圖4-20所示。為了方便，將上述三種電極排列方式 依次稱為α排列、β排列和γ排列。

根據三電位電極系的特點，視電阻率參數的計算公式依次為

勘探地球物理教程

圖4-20 三電位電極系排列方式 點距x＝1m，極距a＝2x，隔離系數n＝2

勘探地球物理教程

式中：a為三電位電極系的電極距。當點距為x時，a＝nx（n＝1，2，3，…，15）。顯然，由於一條剖面地表測點總數是固定的，因此，當極距擴大時，反應不同勘探深度 的測點數將依次減少。若將三電位電極系的測量結果顯示於測點下方深度為a的位置 上，於是整條剖面的測量結果便可以表示成一種倒三角形的二維斷面的電性分布（圖4-21）。

三電位電極系的野外觀測結果除了可以繪制相應電極排列的視電阻率斷面圖外，根據需要還可以換算比值參數λ和T，並可繪制這兩種比值參數的斷面圖。λ參數的換算是以 聯合三極的觀測結果為基礎的。表達式為

勘探地球物理教程

式中：ρ_S（i）及ρ_S（i＋1）分別表示剖面上相鄰兩點的視電阻率值。

另一個比值參數是直接利用三電位電極系的測量結果，並將其加以組合而構成的，其計算公式

勘探地球物理教程

式中： 分別為β和γ電極排列的視電阻率值。

圖4-21 高密度電阻率法測點分布示意圖

圖4-22是同一地電模型上視電阻率參數和比值參數（λ）的計算結果。從圖可以看出，在該地電模型上，視電阻率斷面圖只反映了基底的起伏變化，基岩中的低阻體反應得 並不清楚，而比值參數（λ）斷面圖不但反映了基底的起伏，同時也反映了基岩中的低阻 體。由此可見，比值參數（λ）對低阻體比視電阻率參數反應靈敏。

圖4-22 在同一地電模型上方視電阻率參數 及視比值參數λ的斷面等值線圖

圖4-23是一高阻地電模型上視電阻率斷面的比值參數（T）斷面的正演計算結果。由圖可看出，視電阻率參數對高阻凸起的地電模型反應得並不明顯，而T參數卻反應得 十分清楚。由此說明，比值參數（T）對高阻體反應靈敏。

圖4-23 在同一模型上方視電阻率參數及 及視比值參數T斷面等值線圖

2. 溫納—施倫貝爾熱裝置（DUK—2測量系統）

高密度電阻率法除採用三電位電極系外，原則上講電阻率剖面法中所採用的裝置形式都可以用於高密度電阻率法，但考慮到高密度電阻率法的特點和工作方便，採用較多的還 是以四極為基礎的方法。

（1）溫納—施倫貝爾熱裝置

此種裝置是溫納裝置和施倫貝爾熱裝置的結合，即在整條剖面測量中MN要由小 到大變化幾次，但在MN為某一固定值時，A，B按施倫貝爾熱(1)方式移動。這種裝置 適用於固定斷面掃描測量，測量斷面為倒階梯形。其電極排列和測量分布如圖4-24 所示。

圖4-24 溫納—施倫貝爾裝置測量斷面示意圖

（2）施倫貝爾熱(1)

該裝置適用於變斷面連續掃描測量，測量時，M與N先不動，A逐點向左、B向右移動固定距離，然後M與N向右移動一個電極距並固定，A與B逐點向左、右移 動，移動的距離與第一個M與N位置所移動的距離相同。該種測量方式即相當於測深 剖面測量。整個剖面結束後得到矩形斷面。其電極排列和測量分布如圖4-25（a）所示。

（3）施倫貝爾熱(2)

測量過程類似於溫納裝置，但在整個測量過程中MN固定為一個點距，AM和NB的距離隨間隔系數逐次由小到大變化。該種測量方式數據按間隔系數由小到大的順序分層 存儲，斷面圖為倒梯形。其電極排列和測量分布如圖4-25（b）所示。

圖4-25 施倫貝爾裝置測量斷面示意圖

（二）高密度電阻率法的應用

對於主要應用於工程與環境地質調查中的高密度電法而言，按地質任務給出的測區往往是有限的，施工者只能在需要解決工程問題的有限范圍內布設測網。

高密度電法野外數據採集方式主要有兩種。一種是地表剖面數據採集方式；另一種是井中電阻率成像的數據採集方式。而後者又包含有單孔和跨孔式兩種。跨孔式採集方式與 測網的布設關系密切，實際工作中應注意。

高密度電法的測點布置是受地表電極總數控制的。對於常規排列，隨著隔離系數的增大，測點數便逐漸減少，當n在1～15之間變化時，對於60路電極而言，一條剖面的測 點總數可由下式計算：

勘探地球物理教程

顯然，n＝1，N₁＝57，N₁₅＝15，即a＝15△x時，最下層的剖面長度為L₁₅＝15·△x。測 點在斷面上的分布呈倒三角形狀，見圖4-21。

1. 采空區探測

石—太高速公路山西平定境內遇有礬士礦采空區，由於工程治理的需要，在施工前必須查明其空間分布和規模。

探測區段地質情況較為簡單，其上部為第四系覆蓋層，以黏土為主，電阻率為20～ 30Ω·m，厚度0～10m不等。底部石炭系，以粉砂岩和泥岩為主，電阻率為50～100Ω·m，厚度較大。采空區由於坍塌、充填物鬆散、潮濕或充水，電阻率與圍岩相比差異較大，呈 低阻特徵。其中3號采空區採用旁柱式開采，截面積較大，坍塌也更嚴重，埋深大約為 20m。工區居民建築稠密，地表條件復雜。

由於地形地物條件復雜，故採用非正規測網，在120m×100m的范圍內共布設12 條測點。點距2m，極距a＝（1～16）x。野外測量採用由原長春地質學院研製的 HD—1型高密度工程電測系統。將一條剖面所採集到的552個數據繪製成斷面等值線 圖，如圖4-26所示。該圖為3號采空區Ⅰ線、Ⅱ線的高密度測量結果。由圖可見，除 地表局部地形和電性不均勻體形成的向上開口的「V」字形干擾異常外，在其深部（39 點下方）有一低阻閉合圈異常，范圍較大，相應埋深也較大，與正常背景電阻率相差 僅10Ω·m。不難看出，該異常對應於采空區位置，在相鄰測線上連續出現了類似性質 的異常，且深度大同小異。利用高密度測量結果，結合鑽探資料，最後圈定了采空區 平面分布。

2. 地裂縫的探測

近年來，在西安地區出現了多條地裂縫，嚴重破壞了地面及地下各種建築設施。因 而，查明地裂縫的存在、走向及延伸，對西安地區的城市規劃和建設有重要意義。由於地 裂縫具有寬度極小、埋深變化較大、走向延伸較長等特點，要查明其平面分布和產狀，常 規物探方法效果不理想。

西安三環路西段地區地層主要為亞黏土和黃土，其電阻率均較低，僅為16Ω·m左 右，地裂縫為高阻空裂帶，寬度較小，僅幾厘米。

圖4-26 山西平定某采區Ⅰ、Ⅱ線高密度ρ_S斷面圖（單位：Ω·m）

在需要進行地裂縫探測的剖面上，選取點距x＝0.5m，極距a＝n·x（n＝2，3，4，…，19），共選取19個電極距，供電採用了發電機，最大供電電流3A，保證各測點讀數大於 10mV。對異常點及突變點均進行重復觀測，以確保數據可靠。

圖4-27為西安市旅館村採用高密度電阻率法探測地裂縫的實驗結果，該區地層主要 為亞黏土及黃土，其電阻率均較低。由圖可見，地裂縫位於24～31號點之間，由主裂縫 F₁和次裂縫F₂組成，主裂縫F1由20Ω·m等值線圈閉，產狀近乎直立，裂縫寬僅1cm。裂縫F₂最高電阻率19.6Ω·m，產狀直立，略西傾。從上述結果可見，高密度電阻率法 在西安市地裂縫探測中取得令人滿意的地質效果。

圖4-27 西安市地裂縫高密度電阻率法探測的ρS斷面圖（據劉國興，2008）

㈥ 高密度電阻率法中的偶極偶極裝置

ABMN的排列方式測量

㈦ 電阻率法野外工作的幾個問題及電阻率剖面法的應用

1.2.5.1 電極的接地電阻

在電阻率法中，用A、B、M、N電極與大地相接，以進行供電與測量。電極的接地電阻是指從電極表面到大地無限遠處所呈現的電阻。在實際工作中，總是希望接地電阻盡可能小些。AB電極接地電阻小，可在一定的供電電壓下供較大的電流，而MN電極接地電阻過大，將使觀測誤差增大。

現來計算圖1.2.24所示半球形電極的接地電阻。設電極半徑為r₀，與大地電阻率ρ相比，電極本身的電阻率很小，可看作等位體。以電極中心為球心，畫一系列的半球面，每相鄰兩球面半徑之差為dr，即這些半球面將大地劃分為一系列厚度為dr的半球層，整個大地的電阻便為這一系列半球層電阻的總和。

圖1.2.24 計算半球形電極的接地電阻

對於任意一層半球層而言，由於dr≪r，半球面S=2πr²。故該半球層的電阻dR為

電法勘探

將上式對r積分，便可求得半球形電極的接地電阻

電法勘探

可見R與電極半徑成反比，而與大地電阻率成正比。下面計算從電極表面到某一半徑r的球層所呈現的電阻R

電法勘探

例如，當r=5r₀時，R_r=0.8R；當r=10r₀時，R_r=0.9R。可見，接地電阻主要由電極附近r=(5～10)r₀土壤或岩石的電阻率決定。故在乾燥土壤上打電極時，為了降低接地電阻，可在電極周圍澆水。雖然澆水范圍只在電極附近，但接地電阻便可大為降低。

在實際工作中，為了方便總是使用棒狀電極。棒狀電極接地電阻的意義與球狀電極一致，只是計算復雜些。這里直接引用計算結果

電法勘探

式中：r₀為電極的半徑；l為電極入土深度。

從式(1.2.50)可見，棒狀電極的接地電阻，與土壤電阻率成正比，並與棒的粗細及入土深度有關。

應當指出，上式是假定電極表面與土壤接觸良好情況下得到的，但實際上，由於土壤的顆粒性，電極表面常只與部分土壤接觸，故使實際測得的接地電阻遠大於按上式計算所得的數值。

為了減小接地電阻，除了澆水及將電極適當打深及夯實土壤之外，常採用多根電極並聯的辦法(圖1.2.25)。並聯電極的總接地電阻R_n與單根電極接地電阻R的關系為

圖1.2.25 棒狀電極組成的電極系

電法勘探

式中：n為電極的根數。

應當說明，公式(1.2.51)是在各電極間的距離p很大時才是正確的。如果p太小，則R_n值將增大，一般p＞2l即可。

電阻率法剖面法中，「無窮遠」極是固定不動的。在滿足「無窮遠」條件的情況下，應盡量選擇潮濕的地方埋設。如果需要很強的供電電流，可以挖一個深坑，埋設銅板、鋼板或鋁箔作為供電電極。埋設前後澆一些鹽水，鹽溶液會有效增大電極的面積。

因為只有極距較大時才有必要採取上述措施來減少接地電阻，此時仍可以滿足點電極的條件。

1.2.5.2 地形影響及克服方法

地形起伏不但使測點不在水平位置，更重要的是使地下電場的分布發生很大的變化。與水平地面相比，地形起伏時測得的ρ_s曲線包含了地形異常和有用異常。因此，研究地形對電阻率法的影響及克服方法是提高電阻率法地質效果的重要問題之一。

(1)地形對電流場分布的影響

地形影響問題是一個非常復雜的問題，可以從三方面進行分析。

A.供電點位置地形起伏的影響

以二維地形為例說明供電點地形起伏的影響。地下電流分布在張角為π的介質中，距離供電點r處地下正常電流密度為j₀=

。當供電點在位於張角為φ的角域地形的頂點時，距離供電點r處地下電流密度為j=

。當供電點位於圖1.2.26a所示山谷底部時，φ＞π，因此j＜j₀，使測點測量得到的ρ_s變小；當供電點位於圖1.2.26b所示山脊頂部時，φ＜π，因此j＞j₀，使得測量得到的ρ_s變大。

B.測量點位置地形起伏的影響

如圖1.2.27所示，假設供電點位於無窮遠，地下為均勻介質，在地形水平時地下本來為均勻水平電流場，其等位面為互相平行的垂直面，電流線為水平線，電流密度處處相等。當存在地形起伏時，山脊區電流密度降低了，山谷區電流密度增加了。因此，在山脊區得到的ρ_s低於正常值，而在山谷區得到的ρ_s高於正常值。對中梯裝置而言，純地形上中梯ρ_s曲線的形態與地形幾乎成鏡像關系。

圖1.2.26 供電點地形起伏的影響

圖1.2.27 地形對地下電流場的影響及中梯ρ_s異常

C.地形起伏引起的電極距變化

對於均勻各向同性電阻率為ρ₁的半空間，當地面傾斜時(圖1.2.28)，有

圖1.2.28 無限長斜坡的視電阻率計算用圖

電法勘探

其中

電法勘探

若仍取各電極之間的水平距離計算裝置系數K，這時

電法勘探

這說明，在計算K值時因仍按水平距離計算，則將使電阻率的正常背景值不再等於ρ₁而為ρ₁cosa了。

值得注意的是，如果測區只存在局部地形變化，當供電電極在地形上而測量電極遠離地形、供電電極和測量電極跨過地形以及地形在裝置之外時，地形的影響作用就不明顯了。

(2)純起伏地形上的視電阻率異常

下面重點介紹一個純地形上ρ_s曲線形態與地形關系的例子。圖1.2.29 和圖1.2.30 為用邊界元法計算的二維山脊和山谷地形上不同極距的聯剖(

、

)和對稱四極(

)視電阻率剖面曲線，具有下述特徵：

A.山脊地形

見圖1.2.29，對應山脊頂部，ρ_s/ρ₁曲線有低阻「反交點」，交點處的ρ_s/ρ₁值隨AO電極距的增大而減小；兩側山腳處，對應曲線有高阻「正交點」，且位置隨AO的增大向移離山腳；ρ_s/ρ₁曲線的異常幅值和范圍均隨供電極距的增加而變大、變寬。

對稱四極剖面曲線在山頂部有

的極小值，而在兩側的山腳處對應有

極大值。並且，隨著AB極距的增大，

異常幅值也逐漸變大，異常范圍變寬。

圖1.2.29 山脊地形上聯剖和對稱四極剖面ρ_s曲線

a—AO=40 m；b—AO=50 m，MN=10 m

上述山脊地形上聯剖和對稱四極剖面視電阻率剖面曲線的特徵，用山脊地形對電場分布的作用，不難獲得定性解釋。下面以

(AO=40 m)為例對曲線進行定性分析：

1)在左側，當AO遠離山脊時，山脊的旁側影響很小，

→ρ₁。

2)當O移向左山腳時，如在A=-80 m，O=-40 m處，山脊的存在相當於多出了一個低阻體，使得山腳處的電流密度較正常電流密度略大些，此時

略大於ρ₁。

3)繼續向右移動，當O位於山坡上時(如O=-20 m)時，供電電極A位於A=-60 m處，此時有兩個因素使

降低：一是測量電極O處山脊區電流密度降低；二是AO的實際距離要比水平距離大，但裝置系數仍是按水平距離計算的，相當於裝置系數變小了。因此，當

曲線在左山腳處出現極大值後又開始降低。

4)當O位於山頂(O=0 m)時，供電電極大約位於左邊山腳一帶(A=-40 m)，此時有三個因素使

降低。除上述的兩個因素外，另外一個因素是供電電極 A 處的負地形(φ＞π)，要求A點的電流要在張角大於π的范圍分配，使流至測量電極O處的電流減少。這三個因素的綜合影響使

曲線在山頂附近降為最低。但由於MN不為零，實際上

的極小值出現在山頂左側附近。

5)當測量電極O移近右邊山腳(O=40 m)，供電電極A位於山頂(A=0 m)，此時有兩個因素使

增加。一是供電電極A處的正地形(φ＜π)要求A點的電流要在張角小於π的范圍分配，使流至測量電極O處的電流增加；二是測量電極O處的負地形使其電流密度增加。這兩個因素的綜合影響使曲線在右邊山腳增至最大。但由於裝置系數的影響使

降低，實際上

的極大值出現在右山腳左側附近。

6)當A移向右山腳時，如A=40 m，O=80 m處，山脊的存在相當於多出了一個低阻體，使得測量電極O處的電流密度較正常電流密度略小些，

略小於ρ₁。

7)在右側，當AO遠離山脊時，山脊的旁側影響很小，

→ρ₁。

山脊地形上

曲線特徵亦可用類似的方法進行定性分析，而

=(

+

)/2。

B.山谷地形

對應山谷上方，曲線出現高阻「正交點」，交點處的ρ_s/ρ₁隨AO極距的增大而變大。在山谷兩側，曲線具有對稱的低阻「反交點」，其位置隨著極距的增大而逐漸外移。同樣，ρ_s/ρ₁曲線異常幅值和范圍均隨AO極距的加大而變大、變寬。

對稱四極剖面曲線在山谷上方有

的極大值，而在山谷兩側對應有

極小值。其幅值和范圍均隨AB極距的增加而變大。

圖1.2.30 山谷地形上聯剖和對稱四極剖面ρ_s曲線

a—AO=40 m；b—AO=50 m，MN=10 m

同樣，可用山谷地形對電場分布的作用對上述山谷地形上聯剖和對稱四極剖面視電阻率剖面曲線的特徵進行定性解釋。

無論是山脊或山谷地形，在裝置(AO)遠大於地形尺寸情況下，當測量電極通過地形時，此時地形對測量電極處的電流分布影響很大，其影響特徵與中梯裝置類似。當測量電極不在地形上時，地形對視電阻率曲線的影響很小。

(3)地形影響的克服方法

對地形影響進行改正的方法，目前常用的是「比較法」。該方法也可應用於剖面法和電測深法。

「比較法」是將野外實測的視電阻率(ρ_s)，逐點除以相應點的純地形異常(

/ρ₁)，從而得到經過地形改正後的視電阻率曲線(

)，即

電法勘探

從上式不難看出：如果設法求得單純地形引起的視電阻率曲線，便可按照式(1.2.53)關系，將實測剖面各測點的ρ_s值與地形影響值相比。當地下無礦時，按式(1.2.53)取比值繪制的校正曲線是一條ρ_s=ρ₁直線，完全消除了地形影響。若地下有礦，取比值後的校正曲線近似地消除了(或削弱了)地形影響，突出了礦體異常。

顯然，採用比較法消除地形影響的關鍵是要事先根據實際地形確定純地形影響值

/ρ₁。獲得純地形影響值的方法，可採用物理模擬實驗方法，但目前多採用數值計算方法。

圖1.2.31所示為某地比較法地形改正實例。地改前，野外實測曲線僅在山坡下的構造破碎帶上出現平行低阻異常帶，地改後，出現低阻「正交點」異常，地形改正效果十分明顯。

圖1.2.31 比較法地形改正實例

1.2.5.3 野外常見干擾及克服方法

(1)極化不穩

當金屬電極與土壤中的水溶液接觸時，電極本身就具有一定的「電極電位」。電極電位不但與金屬的成分有關，還與溶液的成分、濃度和溫度等有關。

測量電位差時，一般採用兩個金屬電極用作為測量電極M、N。由於電極表面氧化和通過電流時電鍍產物不同以及電極周圍溶液中離子的成分和分布等不同，所以M、N之間的電極電位不同，形成了「極化電位差」。一般電測儀在測量前會自動將極化電位差進行調零。

當電極的上述因素發生變化時，電極電位也發生變化，引起極化電位差隨時間而發生變化，簡稱「極化不穩」。

為避免產生極化不穩現象，應採用化學性質穩定的金屬作為測量電極。如野外一般採用紫銅電極作為測量電極，它既有一定的剛度又有較好的化學穩定性。鐵電極和鋁合金電極極化非常不穩，不宜用作測量電極。同時，為避免產生極化不穩，打入測量電極時還應注意保證電極與土壤接觸良好，盡量避開在腐殖土、流水等極化不穩的地方埋設測量電極，應注意排除樹葉、雜草等接觸電極。

(2)大地電流、工業游散電流等人文雜訊以及感應干擾

大地電流是存在於地殼中的一種隨時間變化的電流，它隨太陽的輻射和大氣圈電離層的狀況而變化。大地電流一般具有較小的梯度，但當MN距離很大時，大地電流的變化也會引起讀數的波動。特別是遇到地電暴時，這種影響更加明顯。

在城市、礦山、電氣化鐵路等用電量很大的地區，由於接地線的存在，地中有很大的工業游散電流。在農村，也有變壓器、電極、單線照明、有線廣播、電話等用電量很小的電器，其他接地線也能產生較小的游散電流。由於用電量的大小和地點的變化，使得游散電流的大小和方向隨時間變化，其分布比大地電流更復雜。盡管如此，對某一具體地區，仍可找出其具體規律。一般對於一定的用電場所，靠近干擾源處游散電流密度非常大，遠離則減小，其分布范圍與游散電流迴路形式和大小有關(有的可視為偶極電源、有的可視為點電極，有的則可視為不等位的線電極)，大者可及數十千米，小者僅數十米。這些用電場所，有的使用交流電，有的用直流電，有的用板動電流，各不相同。實際工作中應注意其影響。

由電磁感應引起的一類干擾，統稱為感應干擾。如由於測量導線擺動產生的感應電動勢，供電迴路在測量迴路中產生的感應電動勢以及測量導線臨近並平行高壓、低壓輸電線或通訊電纜有較長距離時產生的感應。工作中應將供電導線和測量導線盡量分開一定距離，更不要將剩有多餘導線的供電導線線架和測量導線線架平放在一起。如線架中剩餘導線不多，應正、反向雜亂地放空掉。遇到高壓、低壓輸電線或通訊電纜時，使測量導線垂直穿過輸電線，遠離後再平行鋪放。

隨著電子技術的飛速發展，現代電測儀已具有一定的壓制干擾能力。例如，有的儀器具有自動跟蹤補償能力；有的採用多次疊加技術，重復讀數，直至觀測精度達到所要求的范圍內為止。我國現在的直流電阻率法儀器大都採用正、負相間的方波電流，西方國家也有採用諧波電流的，可以進行頻率域或時間域測量。頻率域測量是測量諧波或方波的一次諧波電位差，由於採用選頻放大電路，抗干擾能力較強，但容易受電磁耦合影響；時間域測量則是測量整個方波的電位差，是一種寬頻帶測量，抗干擾能力較差，但不受電磁耦合影響。

新儀器和新方法技術的採用，大大地提高了觀測質量和效率。但是，在野外電法工作仍需注意提高性噪比。通過一些合理的手段，盡量避開和壓制干擾，以提高數據的質量。

㈧ 急求 ：用雙臂電橋測量導體的電阻率實驗報告

Pb07204001 丁亮
實驗課題： 雙 臂 電 橋 測 低 電 阻
實驗目的：在掌握雙臂電橋工作原理的基礎上，用雙臂電橋測金屬材料的電阻率
實驗原理：
1、 電阻按照阻值大小可分為高電阻(100K以上)、中電阻(1～100K)和低電阻(1以下)三種。一般說導線本身以及和接點處引起的電路中附加電阻約為>0.1，這樣在測低電阻時就不能把它忽略掉。對惠斯通電橋加以改進而成的雙臂電橋(又稱開爾文電橋)消除了附加電阻的影響，適用於10-5~102 電阻的測量
2、 因此，為了消除接觸電阻對於測量結果的影響，需要將接線方式改成下圖方式，將低電阻Rx以四端接法方式連接

由圖和圖，當電橋平衡時，通過檢流計G的電流IG = 0, C和D兩點電位相等，根據基爾霍夫定律，可得方程組（1）
(1)
解方程組得
(2)
通過聯動轉換開關，同時調節R1、R 2、R3、R，使得 成立，則（2）式中第二項為零，待測電阻Rx和標准電阻Rn的接觸電阻Rin1、R ix2均包括在低電阻導線Ri內，則有
(3)
實際上即使用了聯動轉換開關，也很難完全做到 。為了減小(2)式中第二項的影響，使用盡量粗的導線以減小電阻Ri的阻值(Ri<0.001)，使(2)式第二項盡量小，與第一項比較可以忽略，以滿足(3)式。
實驗儀器：
本實驗所使用儀器有QJ型雙臂電橋（級）、JWY型直流穩壓電源 （5A15V）、電流表（5A）、RP電阻、雙刀雙擲換向開關、0.001標准電阻（0.01級）、超低電阻（小於0.001連接線、低電阻測試架（待測銅、鋁棒各一根）、直流復射式檢流計（C15/4或6型）、千分尺、導線等。
實驗數據處理：
1、 基本常數數據：△L=2mm，R(n)=0.001Ω,R1=1000Ω。
2、 30cm銅棒的數據記錄:
+ - + - + - 平均
R值（Ω） 1220 1221 1180 1210 1220 1224 1212.5
3、40cm銅棒數據記錄：
+ - + - + - 平均
R值（Ω） 1615 1624 1615 1623 1617 1622 1620
4、40cm鋁棒數據記錄：
+ - + - + - 平均
R值（Ω） 748 758 749 758 748 758 753
5、直徑的測量：D（mm）
1 2 3 4 5 6 平均
銅棒 4.970 4.972 4.977 4.978 4.975 4.981 4.9755
鋁棒 4.988 4.990 4.992 4.992 4.990 4.985 4.9895
6、計算電阻率ρ：
根據公式得出電阻率為：ρ=（ρ1+ρ2）/2=7.87*10(-8) Ω*m
不確定度分析：
只對40cm的銅棒數據做不確定度分析。
1、 D:Ua= 0.00165,Ub=0.001/√3=0.000577,U(D)=0.0017mm
2、 L:U(L)=2mm
3、 R:U(R)=2Ω
由誤差分析公式知道：△ρ/ρ=△D/D+△L/L+△R/R=0.0083,
△ ρ=7*10(-10)
ρ=(787±7)*10(-10) Ω*m
思考題：
1、 如果將標准電阻和待測電阻電流頭和電壓頭互換，等效電路有何變化，有什麼不好？
如果將他們的兩個接頭互相交換，等效電路圖中的的兩個電阻就要更換位置。這樣做不好的地方在於加大了待測電阻那邊的附加電阻，使得測量結果不正確。
2、 在測量時，如果被測低電阻的電壓頭接線電阻較大（例如被測電阻遠離電橋，所用引線過細過長等），對測量准確度有無影響？
沒有影響，因為四接頭接法的奇妙之處就在於它不會因為夾頭電阻的影響而是的測量結果不準確，就算接頭電阻過大也不會影響。

㈨ 跪求華東理工大學 大學物理實驗的預習報告或者實驗報告的答案！！！

1.[單選題] 分光計讀數裝置中設置雙游標的目的是消除偏心誤差，該誤差屬於_______誤差，它是由於刻度盤刻度和游標刻度__________
A.隨機，不平行
B.系統，不平行
C.隨機，不共面
D.系統，不共心
我的答案：D

1.[單選題]
下圖中角游標的讀數為

A.116°12′
B.116°42′
C.114°42′
D.114°12′
我的答案：A

1.[單選題]
在用最小偏向角法測量折射率時，測量最小偏向角的正確操作順序是
(1)轉動望遠鏡對准入射光，測出入射方位角
(2)在望遠鏡中看到待測譜線折返點時,擰緊游標盤的緊固螺絲，固定游標盤
(3)轉動望遠鏡，使待測譜線和准線重合，測量出射方位角
(4)轉動游標盤連同載物台，改變入射角
A.(1)，(2)，(3)，(4)
B.(1)，(4)，(2)，(3)
C.(2)，(3)，(4)，(1)
D.(4)，(2)，(3)，(1)
我的答案：D

1.[多選題] 楊氏模量是材料的物性參數，與哪些因素有關？
A.材料的結構
B.材料的化學成分
C.實驗溫度
D.材料的幾何參數

1.[單選題]
根據誤差等作用原理，確定實驗中需要測量的各物理量使用的量具，選擇不正確的是
A.鋼絲長度：米尺
B.鏡尺距：米尺
C.光杠桿常數：米尺
D.鋼絲直徑：螺旋測微器
我的答案：C

1.[單選題] 拉伸法測量金屬絲的楊氏模量中，鋼絲的形變數是測量的核心問題，用什麼物理實驗方法進行轉換測量
A.比較法
B.拉伸法
C.放大法
D.逐差法
我的答案：C

1.[單選題]
在實驗測量中，如果需要增大光學放大法的放大倍數，可以
A.增大鏡尺距離，減小光杠桿常數
B.減小鏡尺距離，增大光杠桿常數
C.減小鏡尺距離，增大鋼絲長度
D.減小鏡尺距離，減小鋼絲長度
我的答案：A

1.[單選題] 叉絲位於望遠鏡的目鏡套筒上，為了調整叉絲清晰，應進行的操作是
A.調節望遠鏡的調焦手輪
B.調節物鏡所成標尺像與叉絲的距離
C.旋轉目鏡鏡頭
D.改變物鏡與叉絲相對距離
我的答案：C

1.[單選題]
望遠鏡調節的基本原則：將光杠桿、反射鏡中的標尺像、望遠鏡軸線調成三點一線， 「先粗調，後細調」。粗調包含的操作可分為4步：
（1） 調節光杠桿傾斜螺絲，直到眼睛通過望遠鏡準星（外部）位置，能看到光杠桿鏡面中的反射鏡；
（2） 調節望遠鏡高低傾斜螺絲，直到眼睛通過望遠鏡準星（外部）位置，能看到光杠桿鏡面；
（3） 調節反射鏡傾斜螺絲，直到眼睛通過望遠鏡準星（外部）位置，能看到鏡中的標尺像；
（4） 移動望遠鏡裝置，使其正對光杠桿鏡面；
正確的操作順序是：
A.（1）、（2）、（4）、（3）
B.（4）、（1）、（2）、（3）
C.（2）、（1）、（4）、（3）
D.（4）、（2）、（1）、（3）

1.[單選題]
在本實驗系統中，望遠鏡視差產生的原因是：
A.標尺像通過望遠鏡目鏡所成的像與叉絲不共面
B.人眼與目鏡不共面
C.人眼與標尺像不共面
D.叉絲通過目鏡成的像不在明視距離
我的答案：A

1.[單選題]
消除望遠鏡視差的方法是調節
A.調節望遠鏡的目鏡，使得叉絲清晰
B.調節望遠鏡的目鏡，使得標尺像清晰
C.調節望遠鏡的調焦手輪，直到眼睛上下運動時，標尺像與叉絲沒有相對位移
D.調節望遠鏡的調焦手輪，使得標尺像清晰
我的答案：C

1.[單選題] 直接測量量中，鏡尺距離D是指 B
A.望遠鏡目鏡到標尺的距離
B.光杠桿平面鏡鏡面到標尺的距離
C.望遠鏡物鏡到標尺的距離
D.光杠桿平面鏡鏡面到望遠鏡物鏡的距離

1.[單選題] 在用拉伸法測定金屬絲的楊氏模量實驗中，通常需在鋼絲上預加10kg負荷，目的是
A.拉直金屬絲，避免將拉直過程當為伸長量進行測量
B.減小初讀數，消除零誤差
C.消除摩擦力的影響
D.使系統穩定，金屬絲鉛直
我的答案：A

3.1.3
1.[單選題] 如何較好地消除接觸電阻對測量值的影響？
A.使用四端輸入法
B.觸點處保持良好的清潔
C.減小觸點的接觸面積
D.採用相同的材料導線
我的答案：A

1.[多選題]
下列表述中正確的是：
A.用伏安法測量電阻，由於電表內阻的存在，會產生系統誤差。
B.在平衡電橋實驗中，為了比較迅速調節到平衡點使檢流計指零，可採取反向區逐次逼近法進行操作。
C.在自組電橋實驗中，比較臂電阻帶來隨機誤差，可以通過交換法來進行修正。
D.一個未知阻值的電阻，用箱式電橋測量前應先估測電阻的阻值。
我的答案：ABD

1.[單選題]
惠斯通電橋測量原理屬於什麼實驗方法？
A.參量轉換測量法
B.交換法
C.比較法
D.補償法
我的答案：C

1.[單選題] 在電橋測量電阻中，電橋是如何達到平衡的？
A.調節可變電阻Rs大小，使檢流計電流為零。
B.調節電源電壓
C.調節比例臂大小
D.調節可變電阻Rs大小，使檢流計上電流為某一定值
我的答案：A

1.[單選題]
惠斯通電橋測量電阻時，比例臂選取的原則是：
A.使測量值有好的重復性
B.使測量值的精度最高
C.使電橋能較快地達到平衡
D.使檢流計有大的量值
我的答案：B

㈩ 電阻率剖面法常用裝置

電阻率剖面法簡稱電剖面法，工作中最常用的主要有中間梯度法（MN）、四極對稱剖面法（AMNB）和聯合剖面法（AMN∞MNB）。其主要任務是研究傾角較大和水平方向電性變化較大的地電斷面。由於各種裝置相對於不均勻體的位置有比較復雜的關系，所觀測到的ρ_S曲線的正演運算相當復雜，因此在解釋過程中主要是進行定性解釋。現對上述各種裝置類型特點介紹如下。

（一）中間梯度法

中間梯度法裝置（簡稱中梯裝置）在水文地質勘查中主要用於追索阻水的高阻陡傾斜岩脈、第四系鬆散沉積、沖積物的展布范圍。這種裝置的獨特優點是最大限度地克服了供電電極附近電性不均勻的影響。對於某一測量區間來說，供電電極附近地層不均勻性的影響是一個常數，MN測量電極在該區間內逐點測量，所得的ρ_S曲線的變化，反映的必然都是MN電極附近地下岩層的變化。另外就是敷設一次供電導線和供電電極（A、B）能在相當大的面積上進行測量，特別是能用幾台接收機在幾條測線上同時進行旁測，見圖1－2－1。

圖1－2－1 中間梯度法裝置示意圖

D為旁測線與AB線垂距，旁測距離 中梯裝置的觀測范圍一般處於AB之間的地段 所得ρS異常形態比較簡單，易於解釋。主剖面線上裝置系數計算公式為：

地球物理找水方法技術與儀器

旁測測線上裝置系數計算公式為：

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當剖面線較長需要幾個裝置才能觀測完畢時，且接頭點開口較大，需把上述地段放在AB中間地段重新測量，以免漏掉有意義的異常。最佳供電極距AB按以下公式選擇：

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式中：h為目的層的頂端埋深。測量極距MN取值按下式：

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式中：MN應等於1～2倍的點距。

（二）對稱四極剖面法

對稱四極法主要用於圈定古河道、尋找第四系鬆散沉積物含水層、確定基底起伏形態，布極方法如圖1－2－2所示。

圖1－2－2 對稱四極剖面法裝置示意圖

供電電極AB和測量電極MN對稱分布在測點O兩側，並沿一直線排列。一般AB長度選擇遵循以下公式：

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（三）聯合剖面法

聯合剖面法簡稱聯剖，布極方式如圖1－2－3所示。用聯合剖面法可尋找追索相對圍岩為低阻的含水構造斷裂帶和岩溶發育帶。因有一個笨重的無窮遠極C，故其生產效率較低，多用於詳查工作階段。裝置系數計算公式為：

地球物理找水方法技術與儀器

圖1－2－3 聯剖裝置示意圖

它是由兩個三極裝置AMN和MNB組成的。其最大特點就是在一條觀測剖面上能得到兩條ρS曲線。它能較准確地確定基岩含水破碎帶的位置（根據所謂正交點），還可以根據大小不同極距A₀所得正交點位移方向判斷含水破碎帶的傾向。

以上3種常用裝置的電剖面法，在地勢開闊的平原地帶均可開展工作。應垂直探測目的層走向布極，並需要用試驗工作選擇出最佳極距，以取得形態完整、幅度較大的視電阻率異常。應有3條以上電剖面通過探測對象，異常帶內至少有3個滿足觀測精度的觀測點。當測區內有機井或鑽孔時，應有剖面線通過已知井（孔）。