引論：我們?yōu)槟砹?3篇電阻測量論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

1測量原理

絕緣就是不導(dǎo)電的意思，世界上沒有絕對“絕緣”的物質(zhì)，在絕緣介質(zhì)兩端施加直流電壓時，介質(zhì)中總會有電流流過。這個電流可以看成由三種電流組成：由電導(dǎo)決定的漏導(dǎo)電流、由快速極化決定的電容電流和緩慢極化產(chǎn)生的吸收電流。其中漏導(dǎo)電流不隨時間而改變，電容電流瞬間即逝，吸收電流隨加壓時間逐漸衰減，這個時間與試品的電容量有關(guān)，電容量越大，衰減時間越長，研究表明，吸收電流與被試設(shè)備受潮情況有關(guān)，吸收電流與時間的曲線叫吸收曲線。不同絕緣的吸收曲線不同，對同一絕緣而言，受潮或絕緣有缺陷時，吸收曲線也不相同，因此，可以通過吸收曲線來判斷絕緣的好壞。

2使用儀表

目前常用的儀表是手搖式兆歐表，從外觀上看有三個接線端子，它們是“線路”端子L-接于被試設(shè)備的高壓導(dǎo)體上；“地”端子E-接于被試設(shè)備的外殼或地上；“屏蔽”端子G---接于被試設(shè)備的高壓護(hù)環(huán)上，以消除表面泄漏電流的影響。兆歐表的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由電源和測量機(jī)構(gòu)組成。電源是手搖發(fā)電機(jī)，測量機(jī)構(gòu)為電流線圈和電壓線圈組成的磁電式流比計機(jī)構(gòu)。當(dāng)搖動兆歐表時，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓施加試品上，這時在電流線圈和電壓線圈中有兩個電流流過，將會產(chǎn)生兩個不同方向的旋轉(zhuǎn)力矩，二者平衡時指針指示的數(shù)值就是絕緣電阻的數(shù)值。隨著科技的發(fā)展，目前數(shù)字式兆歐表已經(jīng)問世，其量程可以切換，測量速度快而且準(zhǔn)確，體積小、質(zhì)量輕，適合現(xiàn)場使用。我們使用的是ZC-7型手搖兆歐表，電壓為2500V。

3影響絕緣電阻測量的因素

3.1濕度的影響隨著周圍環(huán)境的變化，電力設(shè)備的吸濕程度也隨著發(fā)生變化。濕度增大時，絕緣因毛細(xì)管的作用，將吸收較多的水分，使電導(dǎo)率增加，降低了絕緣電阻的數(shù)值，尤其對表面泄漏電流的影響更大。電流互感器的制作過程中，最容易吸濕的階段是出罐后的裝配過程。因此，裝配時，應(yīng)選擇晴好的天氣而且器身暴露在空氣中的時間不宜過長。

3.2溫度的影響對于電流互感器這種使用富于吸濕的材料，其絕緣電阻隨著溫度的升高而減小。一般來講，溫度變化10度，絕緣電阻的變化達(dá)一倍。每次測量不可能在同一溫度下進(jìn)行，因此，必要時應(yīng)對絕緣電阻數(shù)值進(jìn)行溫度換算。

3.3表面臟污的影響試品表面臟污會使表面電阻率大大降低，使絕緣電阻下降，在這種情況下必須消除表面泄漏電流的影響，以獲得正確的測量結(jié)果。

3.4殘余電荷的影響對有殘余電荷被試設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)時，會出現(xiàn)虛假的現(xiàn)象，當(dāng)殘余電荷的極性與兆歐表的極性相同時，會使測量結(jié)果虛假的增大。當(dāng)殘余電荷的極性與兆歐表的極性相反時，會使測量結(jié)果虛假的減小。因此，對大容量的設(shè)備進(jìn)行絕緣電阻測量前，應(yīng)對設(shè)備進(jìn)行充分的放電。

此外，兆歐表的連線鉸接或拖地也會使測量結(jié)果變小，外界電場的干擾以及測量時L端子和E端子接反都會對結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，測量時應(yīng)全面考慮，綜合判斷。

4電流互感器絕緣電阻的測量

電流互感器絕緣電阻的測量包括一次對二次及地、二次之間及對地、一次段間，以及生產(chǎn)過程中的儲油柜、二次接線板和底座等。要做出正確的判斷除了解上述影響絕緣電阻的因素還必須知道電流互感器的整體結(jié)構(gòu)及原理，此外，對于生產(chǎn)過程中的干燥工藝、組裝過程中臟污等也會影響測量結(jié)果。例如，2002年曾發(fā)現(xiàn)一臺電流互感器二次某一個繞組對地的絕緣電阻不合格，經(jīng)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)為組裝過程中不慎將一個細(xì)小的小銅絲短路于二次繞組和接線板之間，去除后再次測量，結(jié)論合格。絕緣性能是產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)，因此應(yīng)嚴(yán)格控制出廠試驗(yàn)這一關(guān)。5結(jié)論

測量絕緣電阻是進(jìn)行工頻耐壓、介質(zhì)損耗、局部放電等其他高壓試驗(yàn)的基礎(chǔ)，它具有測量簡便、易于發(fā)現(xiàn)絕緣的缺陷的優(yōu)點(diǎn)。但必須了解它的測量原理以及對測量結(jié)果的綜合判斷，這樣才能得到正確的結(jié)論。

6參考文獻(xiàn)

1陳化鋼.電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)方法.北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2001

2邱昌容，曹曉瓏.電氣絕緣測試技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001

篇2

探究導(dǎo)ks5u.com體電阻與其影響因素的定量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)是人教版物理3-1中的探究實(shí)驗(yàn)，教材實(shí)驗(yàn)電路如圖1所示，圖中a、b、c ks5u.com、d四條不同的金屬導(dǎo)體.在長度、橫截面積、材料三個因素方面，b、c、d跟a相比分別只有一個因素不同物理論文，b與a ks5u.com長度不同；c與a橫截面積不同，d與a材料不同. 由于四段導(dǎo)體是串聯(lián)的，每段導(dǎo)體的電壓與它們的電阻成正比，因此用電壓表分別測量a、b、c、d兩端的電壓，由電壓之比就得到ks5u.com電阻之比.

該實(shí)驗(yàn)與舊教材測定金屬的電阻率實(shí)驗(yàn)相比，實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn)不是測量待測導(dǎo)線的具體電阻值，而是運(yùn)用比值法和控制變量法的思想去探究電阻與其影響因素的定量關(guān)系，體現(xiàn)了新課程實(shí)驗(yàn)重在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思想和探究能力的特色.然而物理論文，不少老師發(fā)現(xiàn)教材電路圖是用一只電壓表分別測量a、b、c ks5u.com、d電壓的（圖中用虛線表示的），為何不用四只相同的電壓表同時測量電壓（如圖2）呢？是不是電路圖畫錯了呢？為此，下面從實(shí)驗(yàn)的誤差角度來分析這一問題.

為便于分析，現(xiàn)將問題簡化為比較用一只電壓表分別測兩只電阻絲的（如圖3）電阻之比和用兩只電壓表測量兩個電阻絲（如圖4）電阻之比的誤差.

為簡化分析，先討論電源內(nèi)阻r=0的理想化的情形.設(shè)電源電動勢為E，電阻絲a、b的電阻分別為Ra、Rb，圖3中電壓表的測量值分別為Ua、Ub，圖4中電壓表的測量值分別為、物理論文，電壓表內(nèi)阻為RV.

電阻絲a與電壓表并聯(lián)時，電阻,ks5u.com

電阻絲b與電壓表并聯(lián)時，電阻,

圖3中 ，

整理得，即

圖3中 ，

整理得，即

所以，在不考慮電源內(nèi)阻的情況下物理論文，用一只電壓表測得兩只電阻絲的電阻之比比用兩只電壓表測得兩只電阻絲的電阻之比的誤差小.

在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中，電源有內(nèi)阻，還要接入滑動變阻器.假設(shè)滑動變阻器接入電路的阻值和電源內(nèi)阻之和為R0，再來比較圖3、圖4兩種測量結(jié)果的誤差.

圖3中 ，

整理得

即

圖4中 ，

整理得，即

比較與的大小.因，無論為真、假分?jǐn)?shù)物理論文，根據(jù)不等式的性質(zhì)可知比更接近于1，所以用一只電壓表測得兩只電阻絲的電阻之比比用兩只電壓表測得兩只電阻絲的電阻之比的誤差小.

上述分析方法和結(jié)論同樣適用于四個電阻絲接入電路的情形，只是計算較為繁瑣而已.

可見，在探究導(dǎo)ks5u.com體電阻與其影響因素的定量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，用一只電壓表分別測量導(dǎo)體a、b、c、d的電壓得到的電阻之比比用四只相同的電壓表分別測量a、b、c、d兩端的電壓得到的電阻之比誤差小，所以教材電路中將電壓表的連線畫成虛線是科學(xué)的和正確的.

參考文獻(xiàn)

篇3

引言

HMP45D溫濕度傳感器是芬蘭VAISALA公司開發(fā)的具有HUMICAP技術(shù)的新一代聚合物薄膜電容傳感器，目前大連周水子國際機(jī)場空管氣象部門已投入業(yè)務(wù)運(yùn)行的自動氣象站[1]，均采用該傳感器。論文范文，。由于該傳感器的測量部分總是要和空氣中的灰塵和化學(xué)物質(zhì)接觸，從而使傳感器在某些環(huán)境中產(chǎn)生漂移。論文范文，。而儀器的電氣參數(shù)會隨時間的推移、溫度變化及機(jī)械沖擊產(chǎn)生變化，因此傳感器需要進(jìn)行定期維護(hù)和校準(zhǔn)。

1.HMP45D溫濕度傳感器的結(jié)構(gòu)

HMP45D溫濕度傳感器應(yīng)安裝在其中心點(diǎn)離地面1.5米處。其中，溫度傳感器是鉑電阻溫度傳感器，濕度傳感器是濕敏電容濕度傳感器[2]，即HMP45D是將鉑電阻溫度傳感器與濕敏電容濕度傳感器制作成為一體的溫濕度傳感器，如圖1所示。

圖1 HMP45D溫濕度傳感器外型圖

2.HMP45D溫濕度傳感器的工作原理

2．1 溫度傳感器工作原理

HMP45D溫濕度傳感器的測溫元件是鉑電阻傳感器Pt100，其結(jié)構(gòu)如圖2。鉑電阻溫度傳

感器是利用其電阻隨溫度變化的原理制成的。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻的復(fù)現(xiàn)可達(dá)萬分之幾攝氏度的精確度，在-259.34～+630.74范圍內(nèi)可作為標(biāo)準(zhǔn)儀器。鉑電阻材料具有如下特點(diǎn)：溫度系數(shù)較大，即靈敏度較大；電阻率交大，易于繞制高阻值的元件；性能穩(wěn)定，材料易于提純；測溫精度高，復(fù)現(xiàn)性好[3]。

圖2 鉑電阻溫度傳感器結(jié)構(gòu)圖

由于鉑電阻具有阻值隨溫度改變的特性，所以自動氣象站中采集器是利用四線制恒流源供電方式及線性化電路，將傳感器電阻值的變化轉(zhuǎn)化為電壓值的變化對溫度進(jìn)行測量[4]。鉑電阻在0℃時的電阻值R0是100Ω，以0℃作為基點(diǎn)溫度，在溫度t時的電阻值Rt為

(1)

式中：α，β為系數(shù)，經(jīng)標(biāo)定可以求出其值。由恒流源提供恒定電流I0流經(jīng)鉑電阻Rt，電壓I0Rt通過電壓引線傳送給測量電路，只要測量電路的輸入阻抗足夠大，流經(jīng)引線的電流將非常小，引線的電阻影響可忽略不計。所以，自動氣象站溫度傳感器電纜的長短與阻值大小對測量值的影響可忽略不計。論文范文，。測量電壓的電路采用A/D轉(zhuǎn)換器方式。

2．2 濕度傳感器工作原理

HMP45D溫濕度傳感器的測濕元件是HUMICIP180高分子薄膜型濕敏電容，濕敏電容具有感濕特性的電介質(zhì)，其介電常數(shù)隨相對濕度的變化而變化，從而完成對濕度的測量。濕敏電容主要由濕敏電容和轉(zhuǎn)換電路兩部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。它由上電極(upper electrode)、濕敏材料即高分子薄膜(thin-film polymer)、下電極(lower electrode)、玻璃襯底(glass substrate)幾部分組成。

圖3 濕敏電容傳感器結(jié)構(gòu)圖

濕敏電容傳感器上電極是一層多孔膜，能透過水汽；下電極為一對電極，引線由下電極引出；基板是玻璃。整個傳感器由兩個小電容器串聯(lián)組成。濕敏材料是一種高分子聚合物，它的介電常數(shù)隨著環(huán)境的相對濕度變化而變化。當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生變化時，濕敏元件的電容量隨之發(fā)生改變，即當(dāng)相對濕度增大時，濕敏電容量隨之增大，反之減小，電容量通常在48～56pF。傳感器的轉(zhuǎn)換電路把濕敏電容變化量轉(zhuǎn)換成電壓量變化，對應(yīng)于濕度0～100%RH的變化，傳感器的輸出呈0～1V的線性變化。由此，可以通過濕敏電容濕度傳感器測得相對濕度。

3．HMP45D溫濕度傳感器的校準(zhǔn)和維護(hù)

對HMP45D 傳感器的維護(hù)，要注意定期清潔，對于溫度傳感器測量時要保證Pt100 鉑電阻表面及管腳的清潔干燥。論文范文，。在清洗鉑電阻時一定要將濕度傳感器取下，使用酒精或異丙酮進(jìn)行清洗。其具體步湊如下：

1） 旋開探頭處黑色過濾器，過濾器內(nèi)有一層薄薄的白色過濾網(wǎng)，旋出過濾網(wǎng)，用干凈的小毛刷刷去過濾網(wǎng)上的灰塵，然后用蒸餾水分別將它們清洗干凈。

2） 等保護(hù)罩和濾紙完全風(fēng)干之后，將其安裝到傳感器上。然后再將傳感器通過外轉(zhuǎn)接盒連接到采集器上，再和濕度標(biāo)準(zhǔn)傳感器一起放入恒濕鹽濕度發(fā)生器進(jìn)行對比。恒濕鹽容器的溫濕參數(shù)[4]如表1。

篇4

轉(zhuǎn)換法是初中物理研究的常用科學(xué)方法之一。某些物理現(xiàn)象或物理量無法直接觀察或測量，這時可以利用它們與另外一些能夠直接觀察和測量的物理現(xiàn)象或物理量之間的內(nèi)在聯(lián)系，通過設(shè)計實(shí)驗(yàn)來間接推斷和測量，這種方法叫做轉(zhuǎn)換法。

在“探究電流熱效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)中，要探究Q與I、R、t的關(guān)系，其難點(diǎn)在于當(dāng)我們使用控制變量方法進(jìn)行探究時，如何比較兩電阻產(chǎn)生的熱量多少？對初中學(xué)生而言，知識儲備不夠，不能準(zhǔn)確測出電阻放出的熱量多少，要完成探究，就只能把比較“熱量”多少轉(zhuǎn)換成比較與熱量有關(guān)的其它可觀察的現(xiàn)象或物理量，從而對熱量做出近似比較，完成探究過程。在課堂教學(xué)過程中，我們可采用多種轉(zhuǎn)換法來完成對電阻放出熱量多少的比較，現(xiàn)把轉(zhuǎn)換方案介紹如下：

轉(zhuǎn)換方案一：把電阻放出熱量多少轉(zhuǎn)換成火柴被點(diǎn)燃的時間，火柴先被點(diǎn)燃的電阻放出的熱量較多。

如圖A所示，取一段電阻絲，把一根干燥的火柴頭插入電阻絲中，當(dāng)電阻絲通電產(chǎn)生熱量初中物理論文，溫度升高達(dá)到火柴著火點(diǎn)后，火柴會被點(diǎn)燃，因此在相同條件下，先被點(diǎn)燃的的火柴對應(yīng)的電阻絲產(chǎn)生的熱量較多。此方案操作簡單方便，但不足之處是只有局部電阻絲放出的熱量被火柴吸收，不能準(zhǔn)確反應(yīng)整個電阻絲放出的熱量多少；同時火柴被點(diǎn)燃處的電阻絲會被燒灼而變形，不利于多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

轉(zhuǎn)換方案二：把電阻放出熱量多少轉(zhuǎn)換成蠟熔化的時間，蠟先熔化使火柴下落的電阻絲放出的熱量較多。

如圖B所示，取一段電爐絲，剪取長度合適的一段，在電阻絲的中間下方處滴幾滴蠟，并把火柴頭粘在電阻絲上，當(dāng)電流流過電阻絲時，產(chǎn)生熱量使溫度升高，蠟便會熔化，火柴在重力作用下自由下落，因此，在相同條件下先下落的火柴對應(yīng)的電阻絲產(chǎn)生的熱量較多。此方案實(shí)驗(yàn)時間大大縮短，并可多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，不足之處是實(shí)驗(yàn)的精確性不夠，只能反應(yīng)局部電阻絲放出的熱量，只能做出粗略判斷。

轉(zhuǎn)換方案三：把電阻放出熱量多少轉(zhuǎn)換成媒油在玻璃管中上升的高度，管中媒油上升較高的瓶內(nèi)電阻放出的熱量較多論文下載。

如圖C所示，在錐形瓶中裝滿煤油，瓶塞中間插入一支空心玻璃管，利用電阻絲產(chǎn)生熱量使煤油體積膨脹，管中煤油液面上升，在相同條件下，液面上升較快的瓶內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量較多。此方案較精確，不足之處是實(shí)驗(yàn)時間長，而且瓶口處容易因密封不嚴(yán)而漏油，影響實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性和污染桌面。

轉(zhuǎn)換方案四：把電阻放出熱量多少轉(zhuǎn)換成媒油升高溫度的多少，加熱相同時間后媒油溫度升高較多瓶內(nèi)的電阻放出的熱量較多。

如圖D所示，在錐形瓶中裝適量煤油，瓶塞中間插入一支溫度計，利用電阻絲產(chǎn)生熱量使煤油溫度升高，在煤油質(zhì)量相同條件下，溫度上升較快的瓶子里的電阻絲產(chǎn)生的熱量較多。此方案非常精確初中物理論文，且可通過調(diào)整煤油質(zhì)量來調(diào)整實(shí)驗(yàn)所需時間，是一種較為理想的方案。

轉(zhuǎn)換方案五：把電阻放出熱量多少轉(zhuǎn)換成紅色液柱移動的距離，小液柱移動距離較多的瓶內(nèi)電阻放出的熱量較多。

如圖E所示，在錐形瓶中的瓶塞中間插入一支兩端開口的玻璃管，玻璃管中有一段紅色液柱，利用電阻絲通電后產(chǎn)生熱量，使瓶內(nèi)空氣溫度升高，空氣膨脹推動紅色液柱向上運(yùn)動。在相同條件下，液柱上升越快的瓶內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量較多。此方案非常靈敏，當(dāng)空氣受熱后極易膨脹，現(xiàn)象明顯，極大縮短實(shí)驗(yàn)時間，不足之處是操作不當(dāng)易使紅色液柱被推動而噴出玻璃管口，使實(shí)驗(yàn)無法繼續(xù)進(jìn)行。

總之，在探究電流的熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，每種轉(zhuǎn)換法都能比較出兩電阻絲放出熱量的多少，從而完成實(shí)驗(yàn)探究。在教學(xué)過程中每位教師可根據(jù)本校的實(shí)驗(yàn)條件和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，選擇適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換方案開展分組實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)探究能力，提升物理學(xué)科素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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一：自然電位的成因

在鉆井剖面上煤巖層形成的自然電位場，是由煤巖層和井液間的電化學(xué)作用產(chǎn)生的。按其成因可分為兩大類：一是由電子導(dǎo)電性礦層和井液形成的氧化還原電位。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。這種氧化還原電位多發(fā)生在高階質(zhì)煤層上。另一類是由井液和孔隙性煤巖層形成的離子性的擴(kuò)散吸附電位、過濾電位。

1：氧化還原電位形成機(jī)理

氧化還原電位是由礦層和井液的氧化還原反應(yīng)形成的。當(dāng)?shù)V層在井液中處于氧化環(huán)境中，礦層中的物質(zhì)成份由于被氧化而失去電子帶正電，井液物質(zhì)成分由于獲得電子帶負(fù)電。這樣在礦層和井液的界面處當(dāng)氧化環(huán)境達(dá)到平衡時就形成電位差。這時我們就可以測量到該礦層的自然電位的負(fù)異常。

當(dāng)?shù)V層在井液中處于還原環(huán)境時，礦層中的物質(zhì)成份由于被還原而得到電子帶負(fù)電，井液物質(zhì)成份由于失去電子帶正電，這樣也在礦層和井液的界面處當(dāng)還原環(huán)境達(dá)到平衡時就形成電位差。這時就可以測量到該礦層的自然電位的正異常。

2：擴(kuò)散吸附電位形成機(jī)理

擴(kuò)散吸附電位一般形成于孔隙性地層和含水層中。是由于井液離子向地層滲透過程中，在井液和地層的界面處的離子濃度差形成的，與煤巖層的孔隙度大小有關(guān)。也與井液的礦化度有關(guān)。

一般負(fù)離子的移動速度大于正離子的移動速度。當(dāng)?shù)貙铀牡V化度Cw大于井液的礦化度Cf時，地層水中的負(fù)離子向井液中擴(kuò)散，擴(kuò)散達(dá)到平衡時，地層水中就有較多的正離子而帶正電，井液中就有較多的負(fù)離子而帶負(fù)電。在井液和地層之間就形成電位差。這種電動勢主要取決于兩種溶液的活度（礦化度）比值。并與溶液的溫度和離子成份有關(guān)。該電動勢的大小可表示如下：

E=K*Log (Cw/Cf)

式中 k 為擴(kuò)散電動系數(shù)，單位 毫伏，Cw 為地層水的電化學(xué)活度， Cf 為井液泥漿的電化學(xué)活度。

二：自然電位測井的干擾因素及解決辦法

目前，自然電位測井大多采用井下M電極，地面N電極的測量方式。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。而且測井時大多和電阻率測井共用M電極。所以自然電位測井的影響因素較多。

1：電極極化電位的影響及解決辦法

測井時，測量電極M和地面電極N同時存在著和泥漿井液間的電極極化電位，這種電極極化電位主要取決于電極采用金屬材料的電化學(xué)活性，活潑金屬的電極電位大且不穩(wěn)定，不活潑金屬的電極電位小且穩(wěn)定。所以測井電極一般采用不活潑的金屬材料制作。電極電位的存在使得自然電位測井時曲線產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。同時電極表面經(jīng)長期使用產(chǎn)生凸凹銹蝕，使得和井液接觸時產(chǎn)生較大的電極極化電位，同樣使自然電位曲線產(chǎn)生漂移。

解決辦法一般采用不活潑的金屬鉛做視電阻率測井和自然電位測井的供電及測量主電極。而且在測井前使 M , N 電極表面光滑、干凈。可以減少這類干擾因素的影響。

2：電阻率測井漏電干擾及解決辦法

目前煤田測井中，普遍采用視電阻率和自然電位共用測量電極M同時測量的方式，有時產(chǎn)生測得的自然電位曲線和視電阻率曲線倒形相似現(xiàn)象。在實(shí)際工作中經(jīng)多方面分析研究認(rèn)為：視電阻率測量地面供電B電極和電阻率與自然電位測量共用地面N電極之間距離有關(guān)，同時也與井液泥漿的礦化度有關(guān)。供電B電極一般放在井口，N電極一般在泥漿池。二者距離短時有時就會產(chǎn)生這種現(xiàn)象。分析其原因是B電極和N電極之間的接地電阻大小有關(guān)。

在實(shí)際測井工作中經(jīng)多次驗(yàn)證。將視電阻率測井和自然電位測井時共用的地面N電極改用電纜鎧皮作N電極可以消除這一現(xiàn)象。或?qū)⒌孛鍮、N電極距離加長至消除這一現(xiàn)象。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。

三：總結(jié)及建議

自然電位測井的影響因素較多，如工業(yè)雜散電流的影響、絞車滑環(huán)接觸電阻的影響、儀器面板插座接觸不良的影響等。希望我們今后在實(shí)際測井工作中及時發(fā)現(xiàn)問題及時解決。另外希望儀器制造廠家最好將測量電路做在探管中，以數(shù)字脈沖碼的方式向地面儀器傳送測量信號，這樣可以減少很多干擾因素的影響。

參看文獻(xiàn)：

篇6

高考中有一個重要的考點(diǎn)，那就是實(shí)驗(yàn)中的關(guān)于實(shí)物連接問題，而分壓器的實(shí)物連接則是最具有代表性的。所以，本文仍然以分壓器的實(shí)物連接來說事。

1．分壓器的電路分析

如圖1所示、如圖2所示分別為內(nèi)接法和外接法的分壓器電路圖。他們都有兩個部分組成，其一為伏安法測量電阻的電路，其二為分壓器連接電路。

（1）伏安法測量電阻電路：此電路的中心部分是待測電阻與電流表的串聯(lián)，輔助部分則是電壓表，如圖3所示。

若為內(nèi)接法，則電壓表并接在串聯(lián)電路的兩端，如圖4所示。

若為外接法，則電壓表并接在帶測電阻兩端，如圖5所示。

注意：①電壓表與電流表的量程；②電壓表與電流表的正負(fù)極。

（2）分壓器電路：此電路是一個閉合電路。即電源、電鍵、滑動變阻器的最大值串聯(lián)成一個閉合回路，如圖6所示。

（3）兩部分電路的關(guān)系：將兩個部分連接在

一起形成一個分壓器電路。

注意：①兩部分連接在一起是時要注意電流的流向要與電壓表、電流表的正、負(fù)極相匹配；②開始時分壓器的輸出電壓要得以滿足。

2．實(shí)物連接程序

（1）伏安法測量電阻電路的實(shí)物連接

①先將待測電阻與電流表串聯(lián)成一路。注意電流表的量程和極性，標(biāo)明此電路的高、低電勢。如圖7所示。

②再用導(dǎo)線將電壓表并接與如圖7所示的電路中。注意電壓表的極性和量程。若為內(nèi)接電路，則

并接在圖7電路的總電路上，如圖8所示；

若為外接電路，則并接在圖7電路的待測電阻兩端，如圖9所示論文下載。

（2）分壓器電路的實(shí)物連接

將電源、電鍵，以及滑動變阻器的最大電阻串聯(lián)成一個閉合回路。即連接滑動變阻器的兩個導(dǎo)線應(yīng)接在滑動變阻器的下面的兩個接線柱上。

注意：滑動變阻器的滑動觸頭的位置以及電源的正負(fù)極。如圖10所示。

（3）電路的兩個部分的連接

兩部分連接時，測電阻電路的兩個導(dǎo)線一定要與接在滑動變阻器的四個接線柱中的兩個接線柱上初中物理論文初中物理論文，以避免電鍵的連接不當(dāng)。

其一、若滑動變阻器的滑動觸頭p不在滑動變阻器的兩端，電路的兩個部分的連接可以采用：

①測電阻電路的高電勢接在整個電路的最高電勢處，即高電勢點(diǎn)接在a接線柱上，則低電勢接在“中高”電勢上，即接在c、d兩個接線柱上的任意一個皆可。如圖11所示。

②測電阻電路的低電勢接在整個電路的最低電勢處，即低電勢點(diǎn)接在b接線柱上，則高電勢接在“中高”電勢上，即接在c、d兩個接線柱上的任意一個皆可。如圖12所示。

其二、若滑動變阻器的滑動觸頭p在滑動變阻器的某一端，則要求電路接通時分壓器的輸出電壓為零，則上述兩種連接只能由一種是合理的。

如滑動變阻器在右端，則只能接成：“測電阻電路的高電勢接在整個電路的最高電勢，即高電勢點(diǎn)接在a接線柱上，則低電勢接在“中高”電勢上，即接在c、d兩個接線柱上的任意一個皆可”。如圖13所示。反之，“測電阻電路的低電勢接在整個電路的最低電勢處，即低電勢點(diǎn)接在b接線柱上，則高電勢接在“中高”電勢上，即接在c、d兩個接線柱上的任意一個皆可”，這樣就不符合要求了。如圖14所示中的電鍵閉和時滑動變阻器的輸出電壓就是最大值。

篇7

1.引言

1960年美國物理學(xué)家彭齊亞斯和威爾遜建立了超低噪聲的喇叭形天線[1]的射電望遠(yuǎn)鏡，在接收信號時發(fā)現(xiàn)總有消除不掉的多余的噪聲，為了確定這個多余的噪聲的大小和來源，他們對天線噪聲溫度進(jìn)行了精確的測量。兩位物理學(xué)家經(jīng)過一年多努力的測量得出天線總的噪聲溫度為6.7K[2]，在扣除掉影響天線噪聲溫度的各內(nèi)外因素的情況下，結(jié)果發(fā)現(xiàn)總有消除不掉的多余噪聲，它的值約為3K。

在測量天線多余噪聲溫度的過程中，天線的噪聲溫度是系統(tǒng)靈敏度設(shè)計中唯一難以確定的因素，因?yàn)橛绊懱炀€的噪聲溫度的因素很多。本文在已知矩形喇叭天線總的噪聲溫度的前提下，對矩形喇叭天線中各種噪聲源進(jìn)行深入的分析與研究。最后通過計算得出的各噪聲源的結(jié)果與矩形喇叭天線的總的噪聲溫度來得出矩形喇叭天線的多余噪聲溫度。

2.矩形喇叭天線噪聲溫度的分析

2.1 天線噪聲源

天線噪聲的來源主要從兩個方面考慮，分別是天線自身噪聲源和外界噪聲源[3,4]。博士論文，系統(tǒng)噪聲。

（1）自身噪聲源

矩形喇叭天線自身噪聲源主要是指天線內(nèi)部系統(tǒng)噪聲，包括兩個方面：熱噪聲和散彈噪聲。

熱噪聲即天線本身材料的損耗引起的噪聲，主要是指天線自身噪聲源傳給系統(tǒng)的噪聲溫度。博士論文，系統(tǒng)噪聲。博士論文，系統(tǒng)噪聲。

散彈噪聲又稱為散粒噪聲，它是由矩形喇叭天線的有源器件中的直流電流或電壓隨機(jī)起伏造成的。博士論文，系統(tǒng)噪聲。散彈噪聲存在一個直流電流，而熱噪聲電壓與直流無關(guān)。博士論文，系統(tǒng)噪聲。散彈噪聲的平均電流起伏為零，其量值大小也用均方電流、均方電壓或功率來表示。

（2）外界噪聲源

任何高于絕對零度(0K=-273℃)的物體都輻射電磁波而產(chǎn)生噪聲。影響天線溫度的外界噪聲源很多，有的噪聲源是無時不在的，有的噪聲源是在某些特定條件下才出現(xiàn)的。對于天線來說，外界噪聲源主要有大氣噪聲、地面噪聲和背瓣噪聲等。

2.2 矩形喇叭天線噪聲溫度的分析

在矩形喇叭天線中，內(nèi)部噪聲主要是天線內(nèi)部各器件的歐姆損耗，即矩形喇叭天線的系統(tǒng)噪聲；外部噪聲主要是指大氣噪聲和背景噪聲。

2.2.1天線系統(tǒng)噪聲分析

矩形喇叭天線內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲也就是矩形喇叭天線內(nèi)部歐姆損耗過程中產(chǎn)生的噪聲，即天線的系統(tǒng)噪

聲。

天線的系統(tǒng)噪聲溫度公式為： (1)

將天線的系統(tǒng)內(nèi)阻等效為輻射電阻和損耗電阻之和，其中為損耗電阻，為輻射電阻。為噪聲源的噪聲溫度。利用天線效率與電阻的關(guān)系，取矩形喇叭天線效率，我們可以計算出矩形喇叭天線系統(tǒng)的噪聲溫度為：。

2.2.2 天線外部噪聲分析

輻射計天線指向目標(biāo)測量時，會接受到來自不同方向的輻射，在矩形喇叭天線裝置中我們所考慮到的外部輻射噪聲主要是地面大氣噪聲[5,6]。

地面大氣噪聲主要由氧氣和水蒸氣對太陽輻射能的再輻射引起的。地面大氣噪聲的強(qiáng)度主要取決于接收方向的仰角β。取，大氣噪聲與仰角的關(guān)系式：

（2）

在各個不同的角度取值，得到的大氣噪聲值（如表1）：

篇8

2．1科技競賽項(xiàng)目及要求

首先關(guān)于舉辦大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)科技競賽的通知。競賽分為初賽、實(shí)驗(yàn)操作和答辯三個環(huán)節(jié)進(jìn)行，報名與參賽均以組為單位，每組兩人。初賽以筆試形式考查報名選手的基本知識和基本實(shí)驗(yàn)技能。實(shí)驗(yàn)操作考察學(xué)生的動手能力和靈活運(yùn)用所學(xué)知識設(shè)計實(shí)驗(yàn)的能力，參照我校現(xiàn)有儀器和條件，提出競賽項(xiàng)目及要求：（1）學(xué)生在校期間完成的物理思想清晰，物理知識點(diǎn)明確的實(shí)驗(yàn)制作或測試方法和手段。（2）學(xué)生在校期間完成的物理思想清晰、與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的科研論文和教學(xué)論文。教學(xué)論文包括物理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法的改進(jìn)、現(xiàn)代測量技術(shù)在物理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理優(yōu)化等。（3）對物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有儀器進(jìn)行改進(jìn)，使操作更加便捷、測量更加精確；對物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有儀器進(jìn)行重新組合，開發(fā)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，完成新的實(shí)驗(yàn)功能；基于物理課現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，提出新的實(shí)驗(yàn)方法。實(shí)驗(yàn)操作中要求兩名選手團(tuán)結(jié)協(xié)作，按照自己的設(shè)計方案在規(guī)定時間內(nèi)完成儀器調(diào)試、數(shù)據(jù)測量、提交報告。

2．2評判標(biāo)準(zhǔn)

由任課教師對學(xué)生提交的論文進(jìn)行評定，要求論文的物理思想清晰，物理知識點(diǎn)準(zhǔn)確，論文結(jié)構(gòu)合理，語言描述流暢，符合科技論文的基本要求。

2．3評獎辦法

由任課老師在每自然班篩選出三組同學(xué)進(jìn)入最終的競賽，評獎小組由所有任課教師和物理實(shí)驗(yàn)老師共同組成，最終采用答辯方式確定前三等獎，并頒發(fā)獲獎證書及獎金。其成績可按一定比例計入大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的總成績。很明顯，這種充分體現(xiàn)學(xué)生實(shí)踐能力的競賽項(xiàng)目及評獎活動，會充分激發(fā)教師和學(xué)生做好物理實(shí)驗(yàn)的積極性和“教好”與“學(xué)好”的熱情，可有效地將老師和學(xué)生結(jié)合成統(tǒng)一的整體。

2．4科技競賽項(xiàng)目實(shí)例

競賽項(xiàng)目：利用萬用表檢測較為復(fù)雜的集成電路故障所需儀器：萬用表；集成電路操作過程分析：首先要根據(jù)故障現(xiàn)象，判斷出故障的大體部位，然后通過測量，把故障的可能部位逐步縮小，最后找到故障所在。集成電路中總有一個接地腳與印制電路板上的“地”線是接通的，由于集成電路內(nèi)部都采用直接耦合，因此，集成塊的其他引腳與接地腳之間都存在著確定的直流電阻。可通過用萬用表測量各引腳的內(nèi)部等效直流電阻來判斷其好壞，若各引腳的內(nèi)部等效電阻與標(biāo)準(zhǔn)值相符，說明這塊集成塊是好的；反之若與標(biāo)準(zhǔn)值相差過大，說明集成塊內(nèi)部損壞。當(dāng)然，由于集成塊內(nèi)部有大量的三極管、二極管等非線性元件，在測量中單測得一個阻值還不能判斷其好壞，必須互換表筆再測量一次，獲得正、反向兩個阻值。

只有當(dāng)內(nèi)部直流等效電阻正、反向阻值都符合標(biāo)準(zhǔn)時，才能斷定該集成塊完好。也可采用在路測量。先測量其引腳電壓，如果電壓異常，可斷開引腳連線測接線端電壓，以判斷電壓變化是由元件引起，還是集成塊內(nèi)部引起。在路檢測集成電路內(nèi)部直流等效電阻時可以不必把集成塊從電路上拆下來，只需將電壓或在路電阻異常的腳與電路斷開，同時將接地腳也與電路板斷開，其他腳維持原狀，測量出測試腳與接地腳之間的內(nèi)部直流等效電阻的正、反向陽值便可判斷其好壞。效果與不足：學(xué)生通過競賽對萬用表的使用方法和注意事項(xiàng)有了更加深入的理解，通過對復(fù)雜的集成電路故障的分析檢測，對各種儀器設(shè)備的電路故障分析檢測能力有了明顯的提升，懂得了學(xué)以致用的樂趣，對其他的物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目也有了濃厚的興趣。不足之處是每個自然班只有三組同學(xué)參加競賽，競賽的影響面不夠?qū)拸V，今后要進(jìn)一步擴(kuò)大參賽同學(xué)的人數(shù)。

篇9

曹 鑫

延安市計量測試所

本文列舉了在實(shí)際操作中的一些實(shí)例以供大家參考書

隨著電子汽車衡的廣泛應(yīng)用，其維修工作隨之日漸需求，然而由于用戶難以得到完整詳細(xì)的技術(shù)資料，給維修工作帶來了困難，為我們將幾例故障現(xiàn)象及解決辦法整理出來，介紹如下：

1、故障現(xiàn)象：零點(diǎn)示值正負(fù)跳變，稱量示值也欠穩(wěn)定。

分析與處理：用稱重信號模擬器試驗(yàn)，判斷出故障原因不在稱重儀表，故在接線調(diào)整盒中檢測，發(fā)現(xiàn)總絕緣電阻約為20MΩ,但分別檢測每個傳感器的絕緣電阻卻都能達(dá)到200 MΩ,因而臆斷接線調(diào)整盒中的印刷電路板受潮污絕緣下降。免費(fèi)論文。對印刷電路板單獨(dú)測量，絕緣電阻只有30MΩ,左右，后用無水酒精擦洗，電吹風(fēng)吹干，再測其絕緣電阻正常。在拆卸各傳感器時，發(fā)現(xiàn)接線盒的接線端子螺釘有微微的松動現(xiàn)象，提示接觸不良可能也是儀表示值不穩(wěn)的隱蔽原因。經(jīng)上處理，零中心指示光標(biāo)亮，故障消失。

因接線盒內(nèi)電路板絕緣下降的故障，在幾臺不同的電子衡中均有發(fā)生。生產(chǎn)廠家一般都是把接線盒置于戶外稱臺磅坑內(nèi)，我們將其由戶外移至操作室內(nèi)，有效消除了接線盒受潮絕緣電阻下降的弊端。在遷移接線盒時，又有意識的去掉盒內(nèi)的連線端子，改螺絲連接為焊錫焊接，杜絕了接線螺絲松動造成的隱患，減少了故障點(diǎn)。

2、故障現(xiàn)象：稱重儀表（8142-0007）雷擊反儀表顯示：

“ ”

分析處理：檢查發(fā)現(xiàn)一只稱重傳感器輸入端呈開路狀態(tài)，激勵電壓加不上。更換一只新傳感器后，進(jìn)行高度調(diào)試標(biāo)定，儀表顯示數(shù)據(jù)基本正常，但在進(jìn)行偏載壓點(diǎn)檢測時，發(fā)現(xiàn)其中一有承重點(diǎn)示值比其余五個承重點(diǎn)示值少約200kg,反復(fù)調(diào)整無法達(dá)到6個承重點(diǎn)示值的一致性。機(jī)械傳力機(jī)構(gòu)方面也未發(fā)現(xiàn)異常，于是再測量各傳感器的Ri、R0、Rs,發(fā)現(xiàn)對應(yīng)于重量偏的傳感器Ri=420Ω、 R0=350Ω、Rs=200MΩ，而其余五只傳感器的Ri為380Ω-390Ω不等，R0為349Ω-350Ω，Rs＞2000Ω。兩者對比，主要是Ri相差30多歐，約為10%，從理論不難看出在同一個橋壓下，輸入電阻大的，輸出信號小。故再換一個稱重傳感器，經(jīng)設(shè)定調(diào)試，衡器順利通過檢定。

此例故障提示我們，多個稱重傳感器并聯(lián)使用，不僅要注意輸出電阻的一致性，還要注意輸入電阻的分散性不可太大，要小于5%為好。

3、故障處理舉例

（1）故障現(xiàn)象：一臺60電子汽車衡開機(jī)后有時能正常工作，重車上后顯示負(fù)超載，重新開機(jī)后又有時能恢復(fù)正常，這種現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。

故障分析：故障時有時無，秤臺部分和儀表部分都可能發(fā)生這種故障，經(jīng)模擬器判斷，故障發(fā)生在秤臺部分。按上表進(jìn)行故障分析，發(fā)現(xiàn)一個傳感器的信號線被老鼠咬破，造成線之間的接觸不良。

故障排除：重新焊接好傳感器信號線。免費(fèi)論文。用膠密封后再用熱縮管密封。免費(fèi)論文。開機(jī)后，汽車衡恢復(fù)正常。

（2）故障現(xiàn)象：一臺50t電子汽車衡在稱量約15t時，前后相差很多。

故障分析：這種故障發(fā)生的在秤臺部分，檢查發(fā)生其中一個傳感器的偏載測試時比標(biāo)準(zhǔn)少約700kg,相鄰的傳感器比標(biāo)準(zhǔn)少約200-400kg。估計誤差最大的傳感器壞損。

故障排除：用萬用表測量懷疑的傳感器輸入、輸出電阻、發(fā)現(xiàn)阻值異常。更換傳感器，汽車衡恢復(fù)正常。

4、故障處理舉例

（1）故障現(xiàn)象：一臺60t電子汽車衡，儀表顯示負(fù)號，清零不起作用。

但重車儀表有顯示，且示值顯示穩(wěn)定。

故障分析：這種故障有可能是傳感器輸出信號太小，也有可能是儀表調(diào)零電路出現(xiàn)故障，造成零點(diǎn)輸出很低超出接收范圍，經(jīng)模擬器判斷，故障發(fā)生在儀表部分。

故障排除：重新標(biāo)定，可以解決故障。否則，送專門技術(shù)部門維修或更換稱重顯示儀。

（2）故障現(xiàn)象：一臺30t電子汽車衡，示值顯示不穩(wěn)定。

故障分析：經(jīng)模擬器判斷，故障發(fā)生的儀表部分，按上表進(jìn)行故障分析，發(fā)現(xiàn)顯示儀損壞，可能是電源部分出現(xiàn)的故障，也有可能是放大器濾波電容損壞。

故障排除：更換電源部分濾波電容和放大器濾波電容，汽車衡恢復(fù)正常。

5、維護(hù)保養(yǎng)

（1）保持秤臺臺面清潔，經(jīng)常檢查限位間隙是否合理。

（2）經(jīng)常清理秤臺四周間隙，防止異物卡住秤體。

（3）連接件支承柱要注意檢查保養(yǎng)。

（4）保持接線盒內(nèi)干燥清潔、盒內(nèi)干燥劑定期更換。

（5）經(jīng)常檢查接地線是否牢固。

（6）排水通道應(yīng)及時清理、以防暴雨季節(jié)排水不通暢浸泡秤體。

（7）車輛應(yīng)低速駛?cè)氤优_，車速應(yīng)≤5km，然后緩慢剎車，停穩(wěn)后計量。

（8）禁止在沒有斷開輸出信號總線與穩(wěn)重顯示儀連接進(jìn)行電弧焊作業(yè)。

（9）操作人員要嚴(yán)格遵守操作規(guī)定，進(jìn)行日常維護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

篇10

在EIT系統(tǒng)中，由于電阻抗測量問題是影響電阻抗層析成像系統(tǒng)測量精度和重建圖像質(zhì)量的關(guān)鍵和難點(diǎn)之一，所以對微小電阻抗測量電路的研究是極為重要的。并且電阻抗層析成像系統(tǒng)要求實(shí)時處理數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)處理的速度也有較高的要求。因此，本文針對EIT系統(tǒng)中電阻抗測量電路及其測量數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行研究。利用Pspice仿真軟件輸出的直觀數(shù)據(jù)，設(shè)計出合理的信號測量電路，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，歸納得到EIT系統(tǒng)測量電路參數(shù)優(yōu)化的一般準(zhǔn)則，以滿足成像系統(tǒng)在不同應(yīng)用領(lǐng)域的同一要求，實(shí)現(xiàn)更靈活的、有效的工業(yè)過程自動化監(jiān)控功能。

一、基于pspice的電阻抗層析成像測量電路優(yōu)化仿真

EIT系統(tǒng)由四個功能模塊組成，分別是信號發(fā)生模塊、電極選通模塊、信號測量模塊以及數(shù)據(jù)采集與通信模塊。其中，數(shù)據(jù)測量模塊由前置差分放大、帶通濾波器、相敏解調(diào)、低通濾波器四個子模塊組成。

1.可控增益差分放大

接收電極上測得的信號很小，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯螅瑫r濾除信號中的噪聲，以使后面的測量能得到較好的效果，本文選用芯片AD624完成這一功能，其pspice仿真電路及參數(shù)設(shè)置如圖1所示。

圖1 ERT仿真電路

2.帶通濾波

前置放大電路由于芯片內(nèi)部本身電阻不匹配的問題，會導(dǎo)致共模抑制較理想情況有很大下降，這樣會使部分共模信號耦合到輸出端，經(jīng)放大之后疊加在解調(diào)電路輸出，影響系統(tǒng)精度。所以在信號解調(diào)之前，用窄帶帶通濾波器濾除噪聲。本文采用集成運(yùn)放及電容、電阻構(gòu)成的二階帶通濾波器，其pspice仿真電路及參數(shù)設(shè)置如圖2所示。等效品質(zhì)因數(shù)Q值是帶通濾波的一個重要指標(biāo)，Q值越高，濾波器的陡峭系數(shù)越高，濾波性能越好，通過仿真發(fā)現(xiàn)電容C2與C3是影響濾波效果的關(guān)鍵參數(shù)。

3.相敏解調(diào)

前置差分放大電路輸出的信號依然是交流信號，無法作為成像數(shù)據(jù)，因此必須經(jīng)過相敏解調(diào)電路將其轉(zhuǎn)化為直流信號，并經(jīng)過低通濾波器濾除噪聲干擾信號，得到的直流電壓信號就可以作為成像數(shù)據(jù)了。

相敏解調(diào)方法可以分為開關(guān)解調(diào)、乘法解調(diào)以及數(shù)字解調(diào)。開關(guān)解調(diào)會產(chǎn)生較大的噪聲，且激勵源的頻率相對較低，應(yīng)用較少；數(shù)字解調(diào)電路設(shè)計復(fù)雜，對A/D轉(zhuǎn)換和CPU的要求很高。因此，本文選用乘法解調(diào)的方式來解決

問題。

設(shè)輸入信號Vin與參考信號Vr是頻率相同，但相位不同的信號：

Vin=Asin（ωt+φ），Vr=sin（ωt+θ）,乘法器輸出電壓為Vd=Asin（ωt+φ）sin（ωt+θ）=A[cos（φ-θ）-cos（2ωt+φ-θ）]/2。經(jīng)低通濾波器濾掉高頻成分后信號變?yōu)椋篤dLFP=Acos（φ-θ）/2。

由上式可知，輸入信號與參考信號間的相位差決定了輸出電壓值的大小，相位差越小，則輸出越接近理論值。因此可以通過采用相位補(bǔ)償電路來盡可能減小輸入端的相位偏差，優(yōu)化解調(diào)輸出。

電路中的乘法器選用AD734。AD734為四象限乘法器，全功率帶寬為10MHz，靜態(tài)精度為0.15%，該芯片無需復(fù)雜的參數(shù)調(diào)節(jié)電路，控制靈活。

4. 低通濾波

由于傳感器電極的模擬開關(guān)在切換的過程中會引入高頻的開關(guān)噪聲，對有用信號造成干擾，影響電路正常工作，因此乘法解調(diào)的結(jié)果需要送到低通濾波環(huán)節(jié)，給直流電路濾除干擾，以供A/D采樣轉(zhuǎn)換。低通濾波所用時間占整個數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)的大部分，因此，縮短低通濾波器的穩(wěn)定時間可以提高整個信號處理模塊的實(shí)時性。就濾波效果而言，當(dāng)然是階數(shù)越高效果越好，但使用更多的儲能元件，會增加濾波器穩(wěn)定的延遲時間。因此，在力求不影響系統(tǒng)精度的前提下，改善濾波環(huán)節(jié)的實(shí)時性，所以本文選用二階巴特沃思濾波器。

二、仿真實(shí)驗(yàn)及結(jié)果

1.差分放大仿真與結(jié)果

共模抑制比是差分放大電路的關(guān)鍵指標(biāo)，在仿真中，差模增益設(shè)置為200，將AD624的差模輸入端進(jìn)行短接后，在輸入端送入峰值為1V到10V不等的頻率為50kHz的信號，測出輸出端的電壓，根據(jù)公式計算發(fā)現(xiàn)，隨輸入共模信號的增加，共模抑制比呈上升趨勢，滿足電路中要求的60dB到80dB范圍的要求。

2.帶通濾波仿真與結(jié)果

在不斷改變電容C2與C3的條件下，研究它們對帶通濾波器幅頻特性的影響，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)C2取值470pF附近時，波形最尖銳，Q值高，通帶范圍是35kHz～66kHz，滿足系統(tǒng)要求。當(dāng)C3取值10pF附近時，該窄帶帶通濾波器的濾波效果最好。

3.相敏解調(diào)的仿真結(jié)果

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，輸入信號與輸出信號之間滿足二倍頻的關(guān)系，且輸出包含直流成分，證明了該乘法器電路正確可行。如果輸入信號與參考信號之間有相位差，假設(shè)偏差π/2，此時包含有效信息的直流分量被衰減為零。

前文已經(jīng)提出，可以通過相位補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ纳平庹{(diào)輸出，下面給出一個可行的方案。圖3為相位補(bǔ)償電路仿

真圖。

通過調(diào)節(jié)電容C1的取值，對于同一輸入信號，輸出信號的相位及幅值有所改變。

4. 低通濾波的仿真結(jié)果

實(shí)驗(yàn)表明打破低通濾波器輸入端電阻的平衡，可以提高輸入電阻，減小輸出電阻，縮短濾波器的穩(wěn)定時間，但需要以增益的減小為犧牲。實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳見表1。表1中電阻單位是Ω，時間單位是μs。

本文利用pspice軟件優(yōu)化仿真EIT系統(tǒng)數(shù)據(jù)測量模塊中的核心電路，通過優(yōu)化仿真參數(shù)，分析仿真結(jié)果，歸納出了此類電路的參數(shù)選定一般建議。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙進(jìn)創(chuàng).電容層析成像技術(shù)及在兩相流可視化檢測中的應(yīng)用研究[D].東北大學(xué)博士學(xué)位論文,2001.

[2]李二平.ERT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的優(yōu)化與模塊化設(shè)計[M].天津大學(xué)碩士學(xué)位論文,2007.

[3]袁成剛.混頻激勵下電阻抗測量系統(tǒng)[M].:天津大學(xué)碩士學(xué)位論文,2005.

[4]史志才,王保良.電容層析成像技術(shù)在兩相流流型辨識中的應(yīng)用[J].自動化儀表.2000(8).

[5]黃志堯,陳珙.兩相流流型辨識新方法的研究[J].浙江大學(xué)學(xué)報.1996(4).

篇11

人民教育出版社出版的普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《物理》選修3-1《教師教學(xué)用書》（2010年5月第3版）(以下簡稱《教參》)，在其第60面實(shí)驗(yàn)參考資料一文中提供了兩種測電容的方法，方法一為“利用電容器放電測電容”；方法二為“用傳感器做定量實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)電容的概念”。以上兩種方法的原理均為利用給電容器充電后通過高阻漏電，測量漏電電流與時間的關(guān)系，通過曲線面積計算法得到電量，計算電容值。

但以上兩種方法在實(shí)際操作中均有不足，現(xiàn)分析如下：

方法一的難點(diǎn)在于記錄放電時間的同時要記錄放電電流物理論文，雖然課本上提供了“節(jié)拍器計時法”和先描點(diǎn)后記錄等操作技巧（具體操作步驟參見《教參》），但實(shí)驗(yàn)操作技巧要求高，學(xué)生在實(shí)際操作中，實(shí)測數(shù)據(jù)偏差大。且方法一所測電流從幾微安到數(shù)百微安，測量范圍大，對電表要求較高。對《教參》中生成的圖像計算后發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)使用的電容值達(dá)到1400μF，在實(shí)際中不易獲得。

方法二利用朗威數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室器材，利用電流傳感器測定電流強(qiáng)度，其優(yōu)點(diǎn)是通過數(shù)據(jù)采集器與計算機(jī)連接，迅速測定電流的同時在屏幕上顯示出電流I隨時間t變化的圖像，該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象清晰、直觀，實(shí)驗(yàn)效果很好龍源期刊。但由于使用R=100Ω的電阻放電，整個放電過程在0.7s內(nèi)就基本結(jié)束，學(xué)生過程性體驗(yàn)較差物理論文，同時目前配備一間數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室費(fèi)用較為昂貴，部分學(xué)校暫時無法配備，在一定程度上限制了此方法的推廣和使用。

筆者在日常教學(xué)中使用價格僅數(shù)百元的數(shù)字萬用表，較好的解決了以上問題。其操作步驟如下：

首先需要準(zhǔn)備一塊具有與 PC 機(jī)聯(lián)機(jī)功能的數(shù)字萬用表，筆者使用的數(shù)字萬用表為“VICTOR 98A”。通過該表精確度高（分辨率0.1μA，精確度0.2%+4）【1】可實(shí)現(xiàn)實(shí)時測量和保存測量數(shù)據(jù)，極大的增強(qiáng)了準(zhǔn)確性和方便性。同時利用該表配備的聯(lián)機(jī)軟件，通過Miniusb接口與計算機(jī)的USB接口相連，可以直觀的將測量數(shù)據(jù)在大屏幕上顯示，方便教學(xué)中使用。

利用該數(shù)字萬用表，可以通過以下兩種方式完成數(shù)據(jù)記錄。

一、不使用計算機(jī)的情況下，使用該表“間隔存儲模式”，手動選擇間隔存儲時間（如1秒），待實(shí)驗(yàn)完畢后，將記錄數(shù)據(jù)讀出并描點(diǎn)作圖。此法與《教參》中方法一相同物理論文，但與使用指針式萬用表讀數(shù)相比，簡化了實(shí)驗(yàn)操作的同時，提高了測量的準(zhǔn)確性。

二、數(shù)字萬用表與計算機(jī)連接使用，借助該表配備的聯(lián)機(jī)軟件，計算機(jī)連接數(shù)字萬用表以后，選擇實(shí)時記錄功能，設(shè)置間隔時間后，即可對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，并以圖像形式模擬顯示。

以上兩種形式存儲的數(shù)據(jù)均可按照Excel格式導(dǎo)入計算機(jī)，借助Microsoft Excel軟件進(jìn)行后期的處理分析。

按照以上原理，如圖1所示連接電路，電容兩極板間電壓為U，放電電阻為R，閉合開關(guān)S1較長時間（1分鐘以上），再斷開開關(guān)S1接通S2物理論文，放電電流為I,對于此回路電壓方程為

U-IR=0

在放電時有，，將它們代入上式得

將上式積分，并注意到t=0時q=CE，可得

其中τ=RC稱為RC電路的時間常數(shù)，它標(biāo)志充放電的快慢[2]。

筆者使用標(biāo)稱電容值為16v，47μF（實(shí)測為72.0μF）電解電容，放電電阻為15kΩ，在不同充電電壓下放電測量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)經(jīng)Microsoft Excel軟件插入圖表、添加趨勢線等處理后得圖2、圖3龍源期刊。

時間（s）

電流（μA）

38.5

1

7.5

篇12

高中物理新課程的各個模塊都安排了一定數(shù)量的科學(xué)探究和物理實(shí)驗(yàn)，新課程標(biāo)準(zhǔn)對高中生的科學(xué)探究和物理實(shí)驗(yàn)?zāi)芰μ岢隽艘韵缕邆€方面的要求：1提出問題；2猜想與假設(shè)；3制定計劃與設(shè)計實(shí)驗(yàn)；4進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)；5分析與論證；6評估；7交流與合作。每個方面的要求下又分別細(xì)分多個小點(diǎn)的闡述，詳見高中物理新課程標(biāo)準(zhǔn)。

新課改實(shí)施以來，高考物理實(shí)驗(yàn)命題對學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目己酥饾u向著課程標(biāo)準(zhǔn)的要求靠攏，試題考查要求學(xué)生從簡單背誦實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向分析理解實(shí)驗(yàn)，更重視對實(shí)驗(yàn)操作和設(shè)計思路的考查，設(shè)計性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)成為實(shí)驗(yàn)題的主流。以下舉幾個典型的實(shí)驗(yàn)試題進(jìn)行說明。

【例1】（2008年山東卷23題）2007年諾貝爾物理學(xué)獎授予了兩位發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻”效應(yīng)的物理學(xué)家。材料的電阻隨磁場的增加而增大的現(xiàn)象稱為磁阻效應(yīng)，利用這種效應(yīng)可以測量磁感應(yīng)強(qiáng)度。若圖1為某磁敏電阻在室溫下的電阻一磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線，其中RB、RO分別表示有、無磁場時磁敏電阻的阻值。為了測量磁感應(yīng)強(qiáng)度B，需先測量磁敏電阻處于磁場中的電阻值RB。請按要求完成下列實(shí)驗(yàn)。

例1，圖1 例1，圖2

（l）設(shè)計一個可以測量磁場中該磁敏電阻阻值的電路，在圖2的虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖（磁敏電阻及所處磁場已給出，待測磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小約為0.6～1.0T，不考慮磁場對電路其它部分的影響）。要求誤差較小。

提供的器材如下：

A.磁敏電阻，無磁場時阻值Ro=150Ω

B.滑動變阻器R，全電阻約20Ω

C.電流表A，量程2.5mA，內(nèi)阻約30Ω

D.電壓表V，量程3v，內(nèi)阻約3kΩ

E.直流電源E，電動勢3v，內(nèi)阻不計

F.開關(guān)S，導(dǎo)線若干

（2）正確接線后，將磁敏電阻置入待測磁場中.測量數(shù)據(jù)如下表：

l 2 3 4 5 6

U（V） 0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71

I（mA） 0.00 0.30 0.60 1.00 1.20 1.80

根據(jù)上表可求出磁敏電阻的測量值RB=______Ω，

結(jié)合圖l 可知待測磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B =______T。

（3）試結(jié)合圖l 簡要回答，磁感應(yīng)強(qiáng)度B 在0 -0.2T 和0.4 -1.0T 范圍內(nèi)磁敏電阻阻值的變化規(guī)律有何不同？

（4）某同學(xué)查閱相關(guān)資料時看到了圖3 所示的磁敏電阻在一定溫度下的電阻-磁感應(yīng)強(qiáng)度特性曲線（關(guān)于縱軸對稱），由圖線可以得到什么結(jié)論？

在此題中，第（1）問很明顯在考查學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)的能力，是課標(biāo)中“嘗試選擇實(shí)驗(yàn)方法及所需要的裝置與器材”這一要求的具體體現(xiàn)，這類題在新課改以后出現(xiàn)的幾率有所上升，以往的實(shí)驗(yàn)試題一般會給出設(shè)計方案而考查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)原理的把握和理解，相對于后者，考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力對學(xué)生而言難度必然增大了，但有利于學(xué)生打開思維，更能考查學(xué)生自主解決實(shí)際問題的能力。

第（2）問考查的則是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中分析與論證的能力，是課標(biāo)中“對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理”這一要求的具體體現(xiàn)，應(yīng)該說這方面能力是實(shí)驗(yàn)試題一貫考察的重點(diǎn)，重在體現(xiàn)高考選拔過程中對學(xué)生邏輯思維和理論推導(dǎo)能力的要求，動手實(shí)踐能力故然重要，但對邏輯推理的能力考查永遠(yuǎn)是評價一個學(xué)生智力和學(xué)識必不可少的。

第（3）問要學(xué)生對磁敏電阻在一定的磁感應(yīng)強(qiáng)度范圍內(nèi)的阻值變化曲線總結(jié)出磁敏電阻阻值變化的規(guī)律，第（4）問同樣是要學(xué)生從電阻-磁感應(yīng)強(qiáng)度曲線中得出結(jié)論，這都是對學(xué)生“通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行解釋和描述”的能力的考查，這種以論述題的形式出現(xiàn)的考題在近年高考物理實(shí)驗(yàn)題中出現(xiàn)的頻率有所上升，主要是試題整體趨向開放性的一種體現(xiàn)。

【例2】（2010年上海卷28）用DIS研究一定質(zhì)量氣體在溫度不變時，壓強(qiáng)與體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①把注射器活塞移至注射器中間位置，將注射器與壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計算機(jī)逐一鏈接；

②移動活塞，記錄注射器的刻度值V，同時記錄對應(yīng)的由計算機(jī)顯示的氣體壓強(qiáng)值P；

③用 圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出如圖2所示圖線，

（1）為了保持封閉氣體的質(zhì)量不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是_______；

（2）為了保持封閉氣體的溫度不變，實(shí)驗(yàn)中采取的主要措施是_______和_____；

（3）如果實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范正確，但如圖所示的 圖線不過原點(diǎn)，則 代表_____。

這道題共三問，前兩問都是讓學(xué)生對于一個具體問題提出解決措施，是對學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)的能力的考查，但其實(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)還不止如此，因?yàn)橐廊绾尾扇〈胧┻€要對實(shí)驗(yàn)中涉及的物理原理有所領(lǐng)悟。怎樣才能保持氣體質(zhì)量不變呢？那就應(yīng)該保證氣筒密閉性足夠好。而如何保持氣體的溫度不變？根據(jù)熱學(xué)知識，推動活塞的過程中會產(chǎn)熱，氣筒不是絕熱裝置，而外界的溫度可看作恒定的，那么只要?dú)馔矁?nèi)外能進(jìn)行充分的熱交換便可以了，所以解決這一問題的辦法就是要緩慢推動活塞。由此可見，一個問題的設(shè)計考查的不只是學(xué)生某一方面的能力。而第（3）問中要求學(xué)生思考圖像中y軸截距 的物理意義，這是對推理和分析能力的考查，只要能將數(shù)學(xué)上解析幾何的基本知識運(yùn)用其中便能解決這個問題。

總體看來，近些年的高考題越來越重視對學(xué)生“制定計劃與設(shè)計實(shí)驗(yàn)”和“分析與論證”兩個方面能力的考查，但對于涉及到“提出問題”、“猜想與假設(shè)”、“交流與合作”這樣的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾檫€是很不足，主要原因可能在于不方便針對這幾種能力要求設(shè)計考題，又或許是出題者繼承一貫的考點(diǎn)傾向，忽略了對這幾個方面實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的考查。但隨著高考評價方式的不斷調(diào)整和改革，實(shí)驗(yàn)作為物理學(xué)科的重要核心，對學(xué)生科學(xué)探究及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目己艘欢〞呁晟疲己说膬?nèi)容也會更加全面。

參考文獻(xiàn)：

篇13

二、硬件與程序設(shè)計

本系統(tǒng)包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分內(nèi)容：

（一）硬件設(shè)計

根據(jù)上述思路，我們以PIC16F877單片機(jī)為核心，配以量程切換電路，測量電路，顯示電路等構(gòu)成簡易的電阻測試儀。PIC16F877是由Microchip公司所生產(chǎn)開發(fā)的新產(chǎn)品，屬于PICmicro系列單片微機(jī)，具有Flashprogram程序內(nèi)存功能，可以重復(fù)燒錄程序；而其內(nèi)建ICD（InCircuitDebug）功能，可以讓使用者直接在單片機(jī)電路或產(chǎn)品上進(jìn)行如暫停微處理器執(zhí)行、觀看緩存器內(nèi)容等，快速地進(jìn)行程序除錯與開發(fā)。量程切換電路主要使用了ULN2003八路NPN達(dá)林頓連接晶體管，ULN2003特別適用于低邏輯電平數(shù)字電路（諸如TTL，CMOS或PMOS/NMOS）和較高的電流/電壓要求之間的接口。液晶顯示器以其微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄輕巧的諸多優(yōu)點(diǎn)，在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應(yīng)用，因此顯示電路采用的是1602液晶顯示屏而沒有用數(shù)碼管顯示。報警電路采用一個普通三極極管加一個蜂鳴器實(shí)現(xiàn)，當(dāng)出現(xiàn)故障時的報警提示功能。

（二）軟件設(shè)計