Токовая измерительная станция ТИС-3

 В 2009-2010 г.г. в действующей в НС РАН системе активного электромагнитного мониторинга земной коры была проведена модернизация комплекса оборудования на приемных измерительных пунктах путем установки на них разработанных и изготовленных новых типовых приемных измерительных станций ИС-2 с улучшенными техническими и эксплуатационными характеристиками. Повысились точность синхронизации работы приемных станций с работой электроимпульсной зондирующей установки ЭРГУ-600 и качество регистрируемых данных. Разработанная и изготовленная в 2005 г. токовая измерительная станция ТИС-2, входящая в состав ЭРГУ-600, перестала удовлетворять новым техническим и эксплуатационным требованиям. В связи с этим возникла необходимость в совершенствовании узлов зондирующей электроимпульсной системы ЭРГУ-600. Современная элементная база, а также новые схемотехнические решения позволили устранить недостатки прежней токовой станции и значительно улучшить ее параметры при разработке и изготовлении модернизированной токовой станции ТИС-3. Из наиболее значимых нововведений стоит отметить:

• увеличение числа каналов измерительного тракта до двух и расширение полосы пропускания, обеспечившие регистрацию не только импульсов тока, протекающего в зондирующем диполе, но и значения напряжения на его зажимах;
• применение более быстродействующего персонального компьютера в составе измерительного комплекса;
• повышение частоты дискретизации АЦП токовой станции, и увеличение времени непрерывной регистрации сигналов;
• замена старых GPS приемников на новые, более надежные и точные.

Основные технические характеристики ТИС-3:

• Диапазон измеряемых токов……….........................................…..5 - 1000 А (0,005 - 1,0 В)

• Количество измерительных каналов………....................................................................…..2

• Полоса пропускания измерительных каналов………..........................………….(0 – 200) Гц

• Относительная погрешность измерения отсчетов

амплитуды импульсов тока, не более……………....................................................…± 0,1%

• Частота дискретизации измеряемого сигнала…................................................…….800 Гц

• Время непрерывной регистрации сигналов, не более…......................................…360 мин

• Разрядность АЦП...........................................................................................................24 бит

• Частота повторения выходных импульсов ТИС-3

для внешней синхронизации ЭРГУ-600..........................................................(10,24 ± 10^-8) кГц

• Погрешность временной привязки фронта сигнала

запуска для ЭРГУ-600 к абсолютному времени пуска……………………............…….........2 мкс

На рис. 12 показана структура станции ТИС-3 в составе электроимпульсной системы ЭРГУ-600. Блок электроники, GPS-приемник и персональный компьютер станции ТИС-3 (рис.13) располагаются по соображениям безопасности на достаточном удалении (порядка 15 м) от силовой части ЭРГУ-600 в другом помещении (комнате). Датчик тока, работающий по принципу пояса Роговского установлен непосредственно на выходной силовой шине ЭРГУ-600. Электрическое напряжение, снимаемое с зажимов силовых выходных шин ЭРГУ-600 через датчик напряжения, представляющий собой последовательно включенные резистивный делитель, схему гальванической развязки, предварительный низкочастотный фильтр и буферный согласующий каскад (рис. 14) по длинной экранированной линии связи также поступает на вход блока электроники для дальнейшей фильтрации и преобразования.

Рис. 12 Структурная схема ТИС-3 в составе ЭРГУ-600:

GPS – GPS приемник;

ПК – персональный компьютер;

БЭ – блок электроники;

БП – блок питания;

ЦП – центральный процессор;

БАФ – блок аналоговой фильтрации;

ДН – датчик напряжения;

ДТ – датчик тока;

СИ – схема индикации;

ГТИ – генератор тактовых импульсов;

СП ГТИ – схема подстройки ГТИ;

Блок АЦП – блок аналого-цифрового преобразования;

/1600 – делитель частоты на 1600;

/4 – делитель частоты на 4;

ЭРГУ - электроимпульсная установка ЭРГУ–600.

Рис. 13 Токовая измерительная станция ТИС-3 (блок электроники, GPS-приемник, персональный компьютер)

Рис.14 Токовая измерительная станция ТИС-3, датчик напряжения