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篇(1)

【關(guān)鍵詞】電流互感器；絕緣電阻

電流互感器是發(fā)電廠和變電站的重要設(shè)備，產(chǎn)品性能的好壞對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行有重要影響。出廠試驗(yàn)是保證產(chǎn)品性能的重要一環(huán)。而絕緣電阻試驗(yàn)是其他高壓試驗(yàn)的基礎(chǔ)，是一項(xiàng)簡(jiǎn)便而常用的試驗(yàn)方法，下面就生產(chǎn)過程中遇到的問題對(duì)絕緣電阻測(cè)量進(jìn)行系統(tǒng)說明。

1測(cè)量原理

絕緣就是不導(dǎo)電的意思，世界上沒有絕對(duì)“絕緣”的物質(zhì)，在絕緣介質(zhì)兩端施加直流電壓時(shí)，介質(zhì)中總會(huì)有電流流過。這個(gè)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(shí)間而改變，電容電流瞬間即逝，吸收電流隨加壓時(shí)間逐漸衰減，這個(gè)時(shí)間與試品的電容量有關(guān)，電容量越大，衰減時(shí)間越長(zhǎng)，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(shí)間的曲線叫吸收曲線。不同絕緣的吸收曲線不同，對(duì)同一絕緣而言，受潮或絕緣有缺陷時(shí)，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(gè)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(cè)量機(jī)構(gòu)組成。電源是手搖發(fā)電機(jī)，測(cè)量機(jī)構(gòu)為電流線圈和電壓線圈組成的磁電式流比計(jì)機(jī)構(gòu)。當(dāng)搖動(dòng)兆歐表時(shí)，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓施加試品上，這時(shí)在電流線圈和電壓線圈中有兩個(gè)電流流過，將會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)不同方向的旋轉(zhuǎn)力矩，二者平衡時(shí)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(cè)量速度快而且準(zhǔn)確，體積小、質(zhì)量輕，適合現(xiàn)場(chǎng)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(cè)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(shí)，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(duì)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(shí)，應(yīng)選擇晴好的天氣而且器身暴露在空氣中的時(shí)間不宜過長(zhǎng)。

3.2溫度的影響對(duì)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(cè)量不可能在同一溫度下進(jìn)行，因此，必要時(shí)應(yīng)對(duì)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(huì)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(cè)量結(jié)果。

3.4殘余電荷的影響對(duì)有殘余電荷被試設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，會(huì)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(shí)，會(huì)使測(cè)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(shí)，會(huì)使測(cè)量結(jié)果虛假的減小。因此，對(duì)大容量的設(shè)備進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量前，應(yīng)對(duì)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(huì)使測(cè)量結(jié)果變小，外界電場(chǎng)的干擾以及測(cè)量時(shí)L端子和E端子接反都會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，測(cè)量時(shí)應(yīng)全面考慮，綜合判斷。

4電流互感器絕緣電阻的測(cè)量

電流互感器絕緣電阻的測(cè)量包括一次對(duì)二次及地、二次之間及對(duì)地、一次段間，以及生產(chǎn)過程中的儲(chǔ)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(duì)于生產(chǎn)過程中的干燥工藝、組裝過程中臟污等也會(huì)影響測(cè)量結(jié)果。例如，2002年曾發(fā)現(xiàn)一臺(tái)電流互感器二次某一個(gè)繞組對(duì)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(gè)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(cè)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(cè)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(cè)量簡(jiǎn)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(cè)量原理以及對(duì)測(cè)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)

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篇(2)

石英晶體元件是現(xiàn)代電子技術(shù)領(lǐng)域中一種應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)元件之一。與其他頻率元件相比，壓電石英晶體有著很高的頻率穩(wěn)定度和極高的品質(zhì)因素。頻率高度穩(wěn)定的石英晶體已被廣泛應(yīng)用于通信技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域，它可為各種應(yīng)用提供精確定時(shí)或時(shí)鐘基準(zhǔn)信號(hào)[1]。

石英晶體生  本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 論 文 網(wǎng)專業(yè)寫作教育教學(xué)論文和畢業(yè)論文以及服務(wù)，歡迎光臨DyLW.neT產(chǎn)中，要進(jìn)行石英晶體微調(diào)、石英晶體分選等多個(gè)重要的生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)。在不同的生產(chǎn)加工環(huán)境中，用到的石英晶體測(cè)試環(huán)境是不一樣的。石英晶體微調(diào)環(huán)境要使用帶兩個(gè)金屬夾片的測(cè)試夾具，該測(cè)試夾具間存在著雜散電容，其必然會(huì)對(duì)精確測(cè)量石英晶體元件的參數(shù)造成影響。

目前，我國(guó)作為石英晶體生產(chǎn)元器件生產(chǎn)大國(guó)，雖然總體產(chǎn)量很高，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)水平和科研能力等存在較大的差距，特別是石英晶體電參數(shù)測(cè)試技術(shù)和設(shè)備的水平較低[2]。目前國(guó)內(nèi)石英晶體電參數(shù)測(cè)試設(shè)備大多依賴進(jìn)口，這些設(shè)備價(jià)格昂貴，嚴(yán)重限制了我國(guó)石英晶體制造行業(yè)的發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)研制的石英晶體測(cè)試儀器，對(duì)于測(cè)量夾具電容采用的是單點(diǎn)校準(zhǔn)方法，每測(cè)量一個(gè)頻率的晶體元件都要進(jìn)行一次附加相移補(bǔ)償，制約著測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用普遍性。因此，測(cè)量夾具電容對(duì)石英晶體頻率測(cè)量的影響與補(bǔ)償方法的研究，對(duì)于提高石英晶體串聯(lián)諧振頻率測(cè)量水平具有十分重要的意義。

1 基本測(cè)量原理

1.1 石英晶體的等效電路模型

石英晶體具有壓電效應(yīng)，當(dāng)給石英晶體加一交變電場(chǎng)時(shí)，石英晶體將產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)通過壓電效應(yīng)與系統(tǒng)相耦合，其效果相當(dāng)于在電路中串一個(gè)由電阻、電容和電感組成的回路，等效電路模型如圖1所示。

圖1中：C0為石英晶體兩極間的電容，稱為石英晶體的靜電容，值為幾個(gè)pF；C1為石英晶體的動(dòng)電容，其范圍10-1～10-4 fF；L1稱為石英晶體的動(dòng)電感，其范圍10-5～10-3 H；R1表示晶體在振動(dòng)時(shí)的損耗，稱為石英晶體的串聯(lián)諧振電阻，其范圍在101～103 Ω之間。

1.2 π網(wǎng)絡(luò)法的測(cè)量原理

石英晶體具有壓電效應(yīng)，當(dāng)其施加于交變電場(chǎng)中時(shí)，它就可以等效于由電阻、電容和電感組成的LC回路。該回路有一固有串聯(lián)諧振頻率，當(dāng)電路諧振時(shí)，石英晶體對(duì)外呈純電阻狀態(tài)，且阻抗最小。本研究采用IEC推薦的π網(wǎng)絡(luò)[3]，如圖2所示，π網(wǎng)絡(luò)由對(duì)稱的雙π型回路組成，R1，R2和R3構(gòu)成輸入衰減器，R4，R5和R6構(gòu)成輸出衰減器，它們的作用是使π網(wǎng)絡(luò)的阻抗與測(cè)量?jī)x表的阻抗相匹配，衰減來自測(cè)量系統(tǒng)的反射信號(hào)。Y1為被測(cè)石英晶體，Va為π網(wǎng)絡(luò)輸入矢量電壓信號(hào)，Vb為輸出矢量電壓信號(hào)。

在測(cè)量時(shí)，通過不斷改變Va的頻率，并檢測(cè)Vb的幅值以及Va和Vb的相位差，當(dāng)Vb幅值達(dá)到最大或者相位差為零（理論上，兩者對(duì)應(yīng)的頻率相等）時(shí)，π網(wǎng)絡(luò)處于諧振狀態(tài)，此時(shí)Vb信號(hào)的頻率就為石英晶體的串聯(lián)諧振頻率，這就是π網(wǎng)絡(luò)法的測(cè)量原理。

1.3 串聯(lián)諧振電阻的測(cè)量原理

在圖2所示理想狀態(tài)下的π網(wǎng)絡(luò)模型中，Va，Vb分別為π網(wǎng)絡(luò)輸入端和輸出端電壓，利用節(jié)點(diǎn)電壓法可得石英晶體等效阻抗Ze為：

[Ze=2KVaVb-1?Zs]

式中：Zs為π網(wǎng)絡(luò)等效阻抗，當(dāng)π網(wǎng)絡(luò)為純電阻網(wǎng)絡(luò)時(shí)其值約為25 Ω，K為常數(shù)，是在初始校準(zhǔn)，把25 Ω基準(zhǔn)電阻器插入π網(wǎng)絡(luò)時(shí)，輸出通道與輸入通道電壓讀數(shù)的比值。石英晶體處于串聯(lián)諧振狀態(tài)時(shí)，Zs即為石英晶體串聯(lián)諧振電阻[4]。故用π型網(wǎng)絡(luò)零相位法測(cè)量石英晶體元件諧振電阻的基本步驟如下：

（1） 把25 Ω基準(zhǔn)電阻器插入π網(wǎng)絡(luò)，分別記下A道和B道的電壓讀數(shù)Va0和Vb0，計(jì)算：[K0=Vb0Va0]；

（2） 用被測(cè)晶體元件替換基準(zhǔn)電阻器插入π網(wǎng)絡(luò)，讀出相位差為零時(shí)的頻率值，并分別記下A道和B道電壓讀數(shù)Va和Vb；

（3） 用式（1）計(jì)算諧振電阻：

[R1=2K0VaVb-1·t×25 Ω] （1）

2 測(cè)試夾具電容對(duì)串聯(lián)諧振頻率測(cè)量的影響及

補(bǔ)償

2.1 誤差分析

理論上，石英晶體處在串聯(lián)諧振狀態(tài)時(shí)，它對(duì)外呈純電阻特性，阻抗最小，輸入信號(hào)Va經(jīng)過π網(wǎng)絡(luò)時(shí)壓降就最小，也即Vb達(dá)到最大。 在實(shí)際測(cè)量中，由于測(cè)量夾具電容、引線對(duì)地電容以及引線電感的存在，π網(wǎng)絡(luò)并不是純電阻網(wǎng)絡(luò)，它會(huì)產(chǎn)生附加的相移，根據(jù)π網(wǎng)絡(luò)零相位法的測(cè)量原理，當(dāng)待測(cè)石英晶體處于串聯(lián)諧振狀態(tài)時(shí)，π網(wǎng)絡(luò)兩端信號(hào)的相位差為零。但由于π網(wǎng)絡(luò)本身附加相移的存在，此時(shí)石英晶體沒有處于串聯(lián)諧振狀態(tài)。根據(jù)課題前期研究成果可知π網(wǎng)絡(luò)實(shí)際等效電參數(shù)模型如圖3所示。

在石英晶體微調(diào)測(cè)試環(huán)境下，使用的測(cè)量夾具是兩塊相對(duì)的金屬片，這時(shí)測(cè)試夾具間引入的電容會(huì)較大，會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果有很大影響。而IEC標(biāo)準(zhǔn)中所提出的測(cè)量方法中規(guī)定接觸片之間的雜散電容應(yīng)小于0.05 pF，但是在實(shí)際成品測(cè)試環(huán)境下，金屬片之間的電容達(dá)到了4.65 pF。因此，在這種測(cè)試條件下，需要考慮這種并電容的影響。在假設(shè)其他影響因素不存在的情況下，單獨(dú)分析研究測(cè)量夾具電容CX的影響。

通過不斷改變輸入信號(hào)的頻率，測(cè)試輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的相位差是否為零，來判斷待測(cè)石英晶體是否處于諧振狀態(tài)，當(dāng)石英晶體兩端相位差為零時(shí)表示石英晶體已處于諧振狀態(tài)，即：

[tanφ= 2L1ω2C0′C1+L1ω2C21-R21ω2C0′C21-ω4C0′C21L21-C0′-C1R1ωC21=0] （2）

由式（2）得：

式中：[C0′=C0+CX]。

在實(shí)際測(cè)量中，由于引入金屬片之間的電容CX，也就是使并電容C0的值變大。顯然在這種測(cè)試條件下，用π網(wǎng)絡(luò)零相位法測(cè)得的串聯(lián)諧振頻率的值與理想電路模型下的理論值有誤差。

2.2 硬件補(bǔ)償

根據(jù)石英晶體串聯(lián)諧振頻率測(cè)量原理，在金屬測(cè)量夾片引入電容，使并電容C0變大，而其他參數(shù)不變的情況下，需通過適應(yīng)改變串聯(lián)諧振電阻R1的值對(duì)串聯(lián)諧振頻率的測(cè)量進(jìn)行補(bǔ)償。

如圖4所示，采用并聯(lián)電阻的方法，對(duì)CX進(jìn)行補(bǔ)償。并聯(lián)電阻RP之后，會(huì)使輸出電壓Vb變大。根據(jù)石英晶體諧振電阻R1的測(cè)量方法，計(jì)算出的諧振電阻R1值會(huì)變小。通過這種對(duì)CX的補(bǔ)償，可以使之能夠在串聯(lián)支路的頻率的零相位處直接測(cè)量串 聯(lián)諧振頻率。石英晶體元件理想電路模型兩端間的阻抗：

[ZAB=1jωC0R1+jωL1-1ωC1R1+jωL1-1ωC1-1ωC0=Re+jXe] （4）

由式（4）可得：

[tanφ=2L1ω2C0C1+L1ω2C21-R21ω2C0C21-ω4C0C21L21-C0-C1R1ωC21] （5）

并聯(lián)電阻RP對(duì)CX進(jìn)行補(bǔ)償后，在串聯(lián)諧振頻率附近，整個(gè)被測(cè)電路（晶體元件和調(diào)諧到晶體頻率的并聯(lián)補(bǔ)償電路）的相位由下式給出：串聯(lián)諧振頻率是在規(guī)定條件下晶體元件本身的電納等于零的一對(duì)頻率中較低的一個(gè)。根據(jù)π網(wǎng)絡(luò)零相位法測(cè)量串聯(lián)諧振頻率的測(cè)量原理可知，當(dāng)理想電路模型的相位差為零時(shí)輸入的頻率就是需要測(cè)量的串聯(lián)諧振頻率。比較兩式的分子項(xiàng)可知，要想使串聯(lián)諧振頻率得到補(bǔ)償，即[ω=ωP]，需相應(yīng)調(diào)整諧振電阻[R1′]的值，來抵消引入電容CX的影響，使之能夠在串聯(lián)之路的頻率的零相位處直接測(cè)量。

2.3 測(cè)量數(shù)據(jù)建模

要消除π網(wǎng)絡(luò)測(cè)量夾具間引入電容CX帶來的影響，根據(jù)π網(wǎng)絡(luò)零相位法測(cè)量石英晶體串聯(lián)諧振頻率的測(cè)量原理公式可知，需在諧振電阻的數(shù)值上進(jìn)行相應(yīng)的改變來補(bǔ)償靜電容對(duì)串聯(lián)諧振頻率測(cè)量值的影響。實(shí)驗(yàn)過程中，采用Multisim電路仿真軟件對(duì)電路進(jìn)行仿真分析，輸入端使用1 V輸入電壓，在電路輸出端放置一個(gè)“測(cè)量探針”，運(yùn)用“AC Analysis”法進(jìn)行仿真分析，即可得到輸出電壓值，從而計(jì)算出諧振電阻的值。以51.2 MHz石英晶體為例具體說明。250B測(cè)量系統(tǒng)對(duì)石英晶體測(cè)量結(jié)果為：Fr=51.30 825 083 MHz，L1=5.66 mH，C0=4.4 pF，C1=1.7 fF。

（1） 把25 Ω基準(zhǔn)電阻器插入π網(wǎng)絡(luò)，輸入電壓Va0使用1 V，記下輸出電壓度數(shù)：Vb0=0.033 V，計(jì)算K0：K0=Vb0/Va0=0.033；

（2） 將晶體元件插入π網(wǎng)絡(luò)中，讀出相位差為零時(shí)輸出電壓值Vb：Vb=0.032 V，此時(shí)讀出串聯(lián)諧振頻率：Fr=51 308 240.82 Hz；　（3） 計(jì)算理想狀態(tài)諧振電阻：

R1=[2K0（Va/Vb）-1]×25=25.628 Ω；

（4） 引入電容CX為4.65 pF，電路中并聯(lián)可變電阻進(jìn)行補(bǔ)償，改變補(bǔ)償電阻的值，使測(cè)量出相位差為零時(shí)的串聯(lián)諧振頻率值為51 308 240.82 Hz，分別記錄此時(shí)的補(bǔ)償電阻RP和輸出電壓Vb：RP=70 Ω，Vb=0.038 V；

（5） 計(jì)算補(bǔ)償電路中諧振電阻的值：

[R1′=2K0VaVb-1×25=18.716 Ω]

RP即為所需的補(bǔ)償電阻。為了提高測(cè)量精度，可對(duì)不同頻段的晶體分別求得補(bǔ)償電阻，然后取平均值作為最終補(bǔ)償電阻。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

用帶有補(bǔ)償電阻的測(cè)試π頭對(duì)6只不同頻段的石英晶體的串聯(lián)諧振頻率進(jìn)行測(cè)試，并與美國(guó)S&A公司的250B型π網(wǎng)絡(luò)石英晶體測(cè)試儀的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比對(duì)，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1 比對(duì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用硬件補(bǔ)償后石英晶體串聯(lián)諧振頻率的測(cè)量精度可以達(dá)到±2×10-6，補(bǔ)償效果較好。

4 結(jié) 論

由以上分析可知，π網(wǎng)絡(luò)中測(cè)量夾具間引入的電容對(duì)石英晶體串聯(lián)諧振頻率的測(cè)量是有影響的，如不對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，測(cè)量結(jié)果會(huì)有很大的誤差，尤其是對(duì)高頻率的石英晶體的測(cè)量。采用以上補(bǔ)償方法可以很好的補(bǔ)償夾具間電容對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

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篇(3)

論文關(guān)鍵詞：利用歌訣復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)

 

物理學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。物理實(shí)驗(yàn)為理性認(rèn)識(shí)提供了發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律所需的感性材料、檢驗(yàn)物理理論和假說的正確依據(jù)、開拓了物理學(xué)應(yīng)用的新領(lǐng)域。在新課標(biāo)高考中實(shí)驗(yàn)考查占有的比例逐年增加，與傳統(tǒng)考查相比有下列趨勢(shì)：①?gòu)臋C(jī)械記憶實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向分析理解實(shí)驗(yàn)、理解物理實(shí)驗(yàn)原理轉(zhuǎn)變。②從既定的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向變化的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。既定的學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)已經(jīng)從高考試題中逐漸退出，取而代之的是學(xué)生尚未接觸過的實(shí)驗(yàn)，而與學(xué)生做過的實(shí)驗(yàn)有著聯(lián)系的實(shí)用性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。從考查內(nèi)容上看呈現(xiàn)如下特點(diǎn)：①實(shí)驗(yàn)的基本原理和思想方法是考查的核心內(nèi)容。②實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理是實(shí)驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)，也是高考的重要方面。③基本儀器的使用是高考的熱點(diǎn)。④實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作是考查的重點(diǎn)。⑤設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)是考查的難點(diǎn)。面對(duì)這些方面，學(xué)生感到慌亂，沒有行之有效的復(fù)習(xí)方法cssci期刊目錄。結(jié)合實(shí)際我采取了利用歌訣復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)，收到了較好的效果。

在復(fù)習(xí)《驗(yàn)證牛頓第二定律》時(shí)，利用了這樣的歌訣：控制變量法，驗(yàn)證牛二律；實(shí)驗(yàn)第一步，平衡摩擦力；合力等于盤碼重，必須滿足關(guān)系式（m?M）; 驗(yàn)證a­M成反比，注意選好坐標(biāo)系。這一歌訣的第一句“控制變量法”，說明了本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)思想方法，即“控制變量法”；第二句“驗(yàn)證牛二律”，說明了本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?ldquo;驗(yàn)證牛頓第二定律”；第三四兩句“實(shí)驗(yàn)第一步，平衡摩擦力”，強(qiáng)調(diào)了本實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)之一，即消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；第五六兩句“合力等于盤碼重，必須滿足關(guān)系式（m?M）”，說明本實(shí)驗(yàn)中小盤及砝碼的總重力視為小車受到的拉力，必須滿足關(guān)系式（m?M）；第七八兩句“驗(yàn)證a­M成反比，注意選好坐標(biāo)系”，說明本實(shí)驗(yàn)中在處理數(shù)據(jù)時(shí)，a­M圖像是曲線，尋找關(guān)系不夠明顯，為了解決這一問題，縱軸選a，橫軸選，這樣就可化曲為直，很直觀地發(fā)現(xiàn)a和M的反比關(guān)系。利用了這一歌訣，不僅本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康乃枷敕椒ā⒆⒁馐马?xiàng)、數(shù)據(jù)處理技巧等都進(jìn)行了復(fù)習(xí)，而且提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，從而使學(xué)生在輕松的情況下掌握了本實(shí)驗(yàn)的知識(shí)，提高了學(xué)習(xí)效率。

在復(fù)習(xí)《測(cè)定金屬的電阻率》時(shí)，利用了這樣的歌訣：兩個(gè)定律把ρ測(cè)，測(cè)U測(cè)I測(cè)直徑；測(cè)D（直徑）要用測(cè)微器，讀數(shù)規(guī)則要注意；L測(cè)量莫松動(dòng)初中物理論文，為減誤差A(yù)外接；通過電流要適宜，變阻器使用記心中。第一句“兩個(gè)定律把ρ測(cè)”，兩個(gè)定律說明了本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，即電阻定律和歐姆定律，把“ρ測(cè)”說明了本實(shí)驗(yàn)的目的，即測(cè)定金屬的電阻率；第二句“測(cè)U測(cè)I測(cè)直徑”，說明了本實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量，即導(dǎo)體兩端的電壓、通過導(dǎo)體的電流以及導(dǎo)體的直徑；第三四兩句“測(cè)D（直徑）要用測(cè)微器，讀數(shù)規(guī)則莫忘記”，強(qiáng)調(diào)了本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的一個(gè)重要儀器―螺旋測(cè)微器以及螺旋測(cè)微器的讀數(shù)規(guī)則；第五句“L測(cè)量莫松動(dòng)” 強(qiáng)調(diào)測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)一要注意是接入電路中的有效長(zhǎng)度，二要注意測(cè)量時(shí)導(dǎo)體不能松動(dòng)；第六句“為減誤差A(yù)外接”，伏安法測(cè)電阻，測(cè)量電路中電流表有外接法和內(nèi)接法，本實(shí)驗(yàn)中為了減小誤差測(cè)量電路中的電流表要用外接法；第七句“通過電流要適宜”，在用伏安法測(cè)量電阻時(shí)，通過待測(cè)導(dǎo)線的電流不宜過大，通電時(shí)間不宜過長(zhǎng)，以免金屬導(dǎo)線的溫度明顯升高，造成其電阻率在實(shí)驗(yàn)過程中明顯增大；第八句“變阻器使用記心中”，變阻器接入電路中有分壓式和限流式，在本實(shí)驗(yàn)中，由于待測(cè)導(dǎo)線的電阻不大，變阻器接入電路時(shí)用限流式。利用了這一歌訣，使學(xué)生快速掌握實(shí)驗(yàn)原理、思想、注意事項(xiàng)，提高了學(xué)習(xí)效率。

除了上述實(shí)驗(yàn)外，其它一些實(shí)驗(yàn)也可以采取這一方法復(fù)習(xí)。如《驗(yàn)證力的平行四邊形定則》歌訣：白紙釘在木板處，兩秤同拉有角度，讀數(shù)畫線選標(biāo)度，再用一秤拉同處，作出力的矢量圖。如《研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)》歌訣：測(cè)a要用計(jì)時(shí)器（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器），速度等于位移時(shí)間比，使用刻度尺量位移，打點(diǎn)周期0.02秒，交流電壓4—6伏，利用推論（?s=aT2）求加速度。

利用歌訣復(fù)習(xí)物理實(shí)驗(yàn)，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，但是教師要對(duì)學(xué)生做好引導(dǎo)，要掌握的是實(shí)驗(yàn)思想、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理技巧，結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作，必能獲得好的效果。

篇(4)

論文關(guān)鍵詞：實(shí)習(xí),兆歐表,選擇,使用

 

兆歐表俗稱搖表，是電工常用的一種測(cè)量?jī)x表。兆歐表主要用來檢查電氣設(shè)備、電氣線路對(duì)地及相間的絕緣電阻，以保證這些電氣設(shè)備、線路工作在正常狀態(tài)，避免發(fā)生電氣設(shè)備損壞及人身觸電傷亡等事故。本文根據(jù)電工實(shí)習(xí)課絕緣電阻測(cè)量方法的教學(xué)大綱要求，詳細(xì)分析兆歐表的選擇方法及使用操作步驟。

一、兆歐表的選擇

根據(jù)被測(cè)對(duì)象的額定工作電壓來選擇相對(duì)應(yīng)的兆歐表。兆歐表按其輸出電壓分類，常用的規(guī)格有250V、500V、1000V、2500V、5000V等多種。當(dāng)被測(cè)對(duì)象工作電壓較低時(shí)，可選擇250V兆歐表。我國(guó)交流供電大多為三相380V（單相220V），因此一般選用500V兆歐表，這是廣大電工及電氣設(shè)備維修人員必備的測(cè)量?jī)x表。而1000V、2500V、5000V主要用于工作電壓較高的電氣線路上，供專業(yè)電氣測(cè)試人員使用。

電阻量程范圍的選擇。搖表的表盤刻度線上有兩個(gè)小黑點(diǎn)，小黑點(diǎn)之間的區(qū)域?yàn)闇?zhǔn)確測(cè)量區(qū)域。所以在選表時(shí)應(yīng)使被測(cè)設(shè)備的絕緣電阻值在準(zhǔn)確測(cè)量區(qū)域內(nèi)。

有些兆歐表的起始讀數(shù)不為零而為1MΩ或2MΩ。如使用該類兆歐表測(cè)量在潮濕環(huán)境下的電氣設(shè)備、線路就有可能造成誤讀為零兆歐的誤判。因此一般電工和維修人員在選擇兆歐表時(shí)，都選擇測(cè)量范圍為0～200MΩ或0～500MΩ的兆歐表。

國(guó)產(chǎn)兆歐表型號(hào)、主要參數(shù)及適用范圍如附表所示。

型號(hào)

額定電壓

測(cè)量范圍

準(zhǔn)確度等級(jí)

ZC251

100V

0～100MΩ

1.0

ZC252

250V

0～250MΩ

1.0

ZC253

500V

0～500MΩ

1.0

ZC254

1000V

0～1000MΩ

1.0

ZC263

500V

0～200MΩ

1.0(0～600V交流)

ZC283

500V

0～200MΩ

1.0

DY30

500V、1000V、2500V

篇(5)

【關(guān)鍵詞】過套管測(cè)井;刻度系統(tǒng);漏電流;地層電阻率;采集系統(tǒng)

引言

過套管電阻率測(cè)井技術(shù)是我國(guó)正在研究的高新技術(shù)之一。其中俄羅斯的CHFR與斯倫貝謝過套管電阻率測(cè)井系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)外開發(fā)比較成熟的技術(shù)，是通過測(cè)量套管上的電壓降從而達(dá)到測(cè)量地層電阻率。但是測(cè)量的有用采集信號(hào)在納伏級(jí)容易受到各種干擾，因此建立了刻度系統(tǒng)間接測(cè)量漏電流，從而減少誤差。過套管電阻率測(cè)井刻度系統(tǒng)提供儀器標(biāo)定與檢測(cè)的試驗(yàn)平臺(tái)，在分析過套管電阻率測(cè)井方法的基礎(chǔ)上，提供儀器性能測(cè)試、測(cè)量精度標(biāo)準(zhǔn);實(shí)現(xiàn)儀器準(zhǔn)確度的檢驗(yàn);優(yōu)化性能指標(biāo)參數(shù)。關(guān)鍵技為漏電流的精確測(cè)量，極微弱信號(hào)的采集和處理和刻度池實(shí)現(xiàn)不同地層介質(zhì)的模擬

1.過套管電阻率測(cè)井技術(shù)的測(cè)井原理

簡(jiǎn)單的來說，過套管電阻率測(cè)井原理就是在套管內(nèi)通過測(cè)量套管上的電壓降從而達(dá)到測(cè)量地層電阻率目的。如圖1所示，如果有電流被注入套管，大部分電流會(huì)沿套管向上或向下流動(dòng)，只有一小部分的電流泄露到周圍地層.如果能測(cè)量出在Z長(zhǎng)度范圍內(nèi)泄露電流的大小以及中點(diǎn)出的電壓V，這樣就可以計(jì)算出可視電阻率，公式如下：

2.過套管電阻率測(cè)井刻度系統(tǒng)

應(yīng)用TMS320F2812DSP作為主控芯片設(shè)計(jì)出刻度系統(tǒng)如圖1所示，該系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)套管微弱電壓信號(hào)的采集與處理，并將處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸總控制模塊，數(shù)據(jù)傳輸控制模塊再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。

圖1 刻度系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

構(gòu)建過套管電阻率測(cè)井刻度系統(tǒng)仿真過套管電阻率測(cè)井儀的測(cè)井過程，就是在模擬真實(shí)套管的環(huán)境中，模擬不同地層介質(zhì)漏電流的條件，模擬不同介質(zhì)的測(cè)試環(huán)境，模擬過套管測(cè)井儀的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理的能力。

過套管電阻率測(cè)井刻度系統(tǒng)主要由信號(hào)調(diào)理、信號(hào)采集、信號(hào)處理、地面控制、信號(hào)傳輸、地層介質(zhì)模擬器以及精密電阻陣列或刻度池等構(gòu)成。

3.地層漏電流I用精密電阻陣列來計(jì)算

考慮到地層視電阻的測(cè)量準(zhǔn)確度主要取決于地層漏電流I的測(cè)量準(zhǔn)確度，因此對(duì)漏電流和由漏電流計(jì)算得到的電阻率進(jìn)行雙重標(biāo)定，以確定最終的刻度系數(shù)。這是與一般測(cè)井儀不同之處。

圖2 測(cè)量地層漏電流的模型

且：

從而得到：

式中Rw為圍巖電阻，Rt為地層視電阻，R為套管電阻，I為地面激勵(lì)電流，I為地層漏電流;

實(shí)際工程操作中我們應(yīng)用集中參數(shù)代替分布參數(shù)，將各電極之間的套管的電阻作為一個(gè)整體進(jìn)行計(jì)算，從而建立上圖漏電流刻度模型，上圖式為理論標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)，利用節(jié)點(diǎn)法推算出漏電流與大電流激勵(lì)源提供的電流的對(duì)應(yīng)方程;因?yàn)镮為納伏級(jí)別，容易受到干擾所以在選定標(biāo)準(zhǔn)電阻Rt上加一個(gè)精確電壓表從而間接實(shí)現(xiàn)漏電流的測(cè)量，再與理論值進(jìn)行標(biāo)定，得到刻度系數(shù)K1=Rw/（Rw+Rt）。此方法的優(yōu)點(diǎn)在于去掉了上圍巖電阻，從而減少了電流的消耗，從而降低了功率。

4.采集

研究微弱信號(hào)（套管測(cè)井過程中位微弱信號(hào)）采集技術(shù)，以及信號(hào)特性和采集要求，選取合適的器件，構(gòu)建圖6流程圖完成模擬和數(shù)字電路設(shè)計(jì)和調(diào)試工作，包括24位的-∑ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換，DSP控制.

微弱信號(hào)經(jīng)過前置放大、單端轉(zhuǎn)差分調(diào)理后，首先要對(duì)其進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，且要求高精度.傳統(tǒng)模數(shù)轉(zhuǎn)換有并行、逐次逼近型、積分型也有近年發(fā)展起來的-∑和流水線型.24位的-∑ADC1274采用了極低位的量化器，從而避免了制造高位轉(zhuǎn)換器和高精度電阻網(wǎng)絡(luò)的困難;另一方面，因?yàn)椴捎昧?∑調(diào)制技術(shù)和數(shù)字抽取濾波，可以獲得極高的分辨率，并且不會(huì)對(duì)抽樣值幅度變化敏感.內(nèi)部具有自校準(zhǔn)、系統(tǒng)校準(zhǔn)等其它校準(zhǔn)來減少誤差;因此我們選用了TI推出的多通道24位工業(yè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器.

5.驗(yàn)證試驗(yàn)

采用TMS320F2812DSP為核心芯片開發(fā)制造的過套管電阻率測(cè)井刻度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)儀器的精確刻度，完成了對(duì)微弱信號(hào)的采集處理;根據(jù)所測(cè)的電壓值得到的漏電流來計(jì)算地層電阻率的值，最后進(jìn)行了系統(tǒng)試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，地層電阻率測(cè)量可達(dá)到100Ω，整個(gè)系統(tǒng)測(cè)量精度滿足設(shè)計(jì)要求且工作穩(wěn)定.

6.結(jié)論

為了保證石油測(cè)井儀器測(cè)量參數(shù)的準(zhǔn)確性與維護(hù)量值體系的統(tǒng)一，就必須對(duì)測(cè)井儀器進(jìn)行刻度，未經(jīng)刻度標(biāo)定的測(cè)井裝置是不可信的?？潭妊b置是指用于刻度測(cè)井儀的、具有已知準(zhǔn)確性而穩(wěn)定的量值的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、裝置或物理模型，不同類型的測(cè)井儀器具有各自的刻度裝置。井下儀器可以通過刻度檢測(cè)出工作是否正常。對(duì)于每種井下儀器的刻度高值和低值，都要求有一定的精度范圍.超出這個(gè)范圍內(nèi)，則認(rèn)為出現(xiàn)故障。

參考文獻(xiàn)

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篇(6)

論文關(guān)鍵詞：模塊化設(shè)計(jì)，力傳感器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)量，軟件數(shù)值處理

 

0引言

隨著電子測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的電子測(cè)量新技術(shù)也不斷地應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)中，特別是物理實(shí)驗(yàn)儀器，目前大多數(shù)的實(shí)驗(yàn)儀器越來越往一體化方向發(fā)展，一個(gè)實(shí)驗(yàn)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)只要在一臺(tái)儀器就可以完成，這種儀器的優(yōu)點(diǎn)是講義容易編寫，儀器維護(hù)管理也比較方便，但它的不足之處是淡化了物理實(shí)驗(yàn)思路、過程和物理實(shí)驗(yàn)本身具有的幫助學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)技能和培養(yǎng)科研素質(zhì)的作用。由這種實(shí)驗(yàn)儀器開出的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，學(xué)生只要通過簡(jiǎn)單的連線就能得出測(cè)量結(jié)果，面對(duì)這樣的實(shí)驗(yàn)，比較多的同學(xué)反映，雖然可以較快地完成實(shí)驗(yàn)，但體會(huì)不了其實(shí)驗(yàn)思路，學(xué)不到實(shí)驗(yàn)方法、技能，也提不起興趣。因此，更多的學(xué)生只是為了實(shí)驗(yàn)而實(shí)驗(yàn)，自然也就達(dá)不到做實(shí)驗(yàn)的目的。這樣的項(xiàng)目，效果不佳，不利于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立思考能力。因此，作者對(duì)原有的一體化傳感器實(shí)驗(yàn)儀的力傳感器實(shí)驗(yàn)部分進(jìn)行有效的改進(jìn)，應(yīng)用模塊化的實(shí)驗(yàn)思路提出一種改進(jìn)方法，該方法按模塊化組合的方式構(gòu)建了即可獨(dú)立使用又能組合在一起的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，同時(shí)在檢測(cè)電路方面引入了數(shù)據(jù)采集和計(jì)算機(jī)通信等具有現(xiàn)代電子測(cè)量新技術(shù)的內(nèi)容，使該實(shí)驗(yàn)不但具有清晰模塊化物理思想又可以讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)到新技術(shù)、新知識(shí)，而且還能培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考分析能力，在實(shí)驗(yàn)過程中可對(duì)測(cè)量結(jié)果自行分析并進(jìn)行修正，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到最佳實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)和提高了他們自主實(shí)驗(yàn)的能力。下面介紹其原理、方法。

1實(shí)驗(yàn)原理

在力學(xué)中用來作稱量或者做微小應(yīng)變力測(cè)量的器件和材料有很多，金屬應(yīng)變式電阻應(yīng)變片是常用的測(cè)量材料之一，其原理是應(yīng)用金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。假設(shè)有一段截面積為S，長(zhǎng)度為L(zhǎng)的電阻絲，在未受壓力時(shí)，其原始電阻為R，當(dāng)電阻絲受外力應(yīng)變時(shí)，其長(zhǎng)度變?yōu)椋娣e相應(yīng)減小，電阻率則因晶格發(fā)生變化而改變，如果其變化量為，則由大量實(shí)驗(yàn)可以證明：，其中稱為電阻的靈敏系數(shù)。

由金屬箔應(yīng)變片做成的應(yīng)變片力傳感器正是基于這樣的原理做成的，它由基底、敏感

柵、覆蓋層和引線等組成。本實(shí)驗(yàn)采用由這種金屬箔應(yīng)變片做成的雙孔壓力傳感器，其示意如圖1所示，這種傳感器的上梁表面和下梁表面對(duì)稱地貼有四片金屬箔式應(yīng)變片。當(dāng)我們?cè)趥鞲衅鞯某兄貓A盤上增加法碼時(shí)，粘貼在上表面的兩片應(yīng)變片將受到拉伸，粘貼在下表面的兩個(gè)應(yīng)變片將受到擠壓，它們的電阻值將發(fā)生變化，通過測(cè)量電路就可以將電阻的應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出在儀表上顯示。圖2~4為幾種常用的電路檢測(cè)方法，其中和組成調(diào)零電路，以減小電路產(chǎn)生的誤差，提高檢測(cè)精度。

圖1 雙孔壓力傳感器圖2 單臂接法

圖3雙臂接法圖4四臂接法

以上三種電路其輸出電壓如下公式所示：

（單臂）（1）

（雙臂）（2）

（四臂）（3）

其對(duì)應(yīng)的輸出靈敏度為：

（4）

（5）

（6）

2實(shí)驗(yàn)方法

在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中主要采用上述三種電路的連接方式，一般的一體化實(shí)驗(yàn)儀器也帶有如上圖2~4所示電路的實(shí)驗(yàn)?zāi)K，這三種連接方法也是常用的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。該文提出的方法是在不改變其電路基本接法的情況下，提出如圖5所示的由橋臂輸出檢測(cè)模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和計(jì)算機(jī)組成微弱信號(hào)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，另一方面將橋臂電路中的電位器和電阻分別由精密可調(diào)電位器和精密電阻代替軟件數(shù)值處理，這樣改進(jìn)的好處是在實(shí)驗(yàn)中引入了現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù)，減小了檢測(cè)元件帶來的額外誤差，提供了實(shí)驗(yàn)精度小論文。

圖5 力傳感器實(shí)驗(yàn)平臺(tái)組成

信號(hào)調(diào)理則由自行設(shè)計(jì)的雙通道精密可調(diào)高增益直流放大器，該增益放大器的放大倍數(shù)可高達(dá)1000倍，共模抑制信噪比可達(dá)104，其單通道電路如6所示。應(yīng)變片橋臂檢測(cè)電路輸出的微小變化量經(jīng)該放大器放大后，由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)采集模塊的輸出電壓，并可通過采集軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

圖6 精密可調(diào)高增益直流放大器

該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的組成如圖7所示，精密力傳感器模塊由力傳感器和橋臂檢測(cè)電路組成；應(yīng)變片傳感器模塊由應(yīng)變片力傳感器和橋臂檢測(cè)電路組成；信號(hào)調(diào)理器1、2則由具有低通濾波功能的高增益直流放大器模塊組成；數(shù)據(jù)采集模塊則采用PASCO500接口，該接口有三個(gè)模擬電壓采集通道，同時(shí)又具有與計(jì)算機(jī)通信的功能，在計(jì)算機(jī)中可方便應(yīng)用軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過在軟件中設(shè)置采集物理量之間的關(guān)系（即x-y坐標(biāo)）即可實(shí)時(shí)測(cè)量。由于接口通道中采集到的是電壓，因此，需要將精密力傳感器輸出的采集電壓轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的被測(cè)壓力（克），所以，必須應(yīng)用軟件中提供的公式計(jì)算器進(jìn)行關(guān)系換算，這也是我們選擇PASCO接口實(shí)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)的原因之一。實(shí)驗(yàn)中，用兩個(gè)采集通道來完成，A通道作為精密力傳感器對(duì)相應(yīng)的不同測(cè)量物體壓力進(jìn)行同步轉(zhuǎn)換，B通道則用來測(cè)量不同被測(cè)物體對(duì)應(yīng)的應(yīng)變片電壓輸出。為了實(shí)現(xiàn)A通道的功能，只需使用PASCO系統(tǒng)提供的“實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)”軟件模塊進(jìn)行公式換算即可完成，其軟件模塊設(shè)置界面如圖8所示。

圖7 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)框圖圖8 實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)采用350Ω的應(yīng)變片，供電電壓為±2伏，采用三種不同的電路接法，并按圖7所示方框圖連接，然后，按圖8所示的軟件模塊鼠標(biāo)點(diǎn)擊“INPUT”軟件按鍵選擇A通道輸入即可顯示@A.電壓，由計(jì)算機(jī)鍵盤輸入“*C”；在界面顯示的“計(jì)算名稱”、“簡(jiǎn)稱”和“單位”等空白處相應(yīng)輸入“質(zhì)量”、“m”和“克”，按回車鍵，即可完成將測(cè)量的電壓轉(zhuǎn)換為質(zhì)量的設(shè)置。其中“*C”為修正系數(shù)，由不同電路連接方式相應(yīng)輸出的電壓值與質(zhì)量的比例關(guān)系確定，經(jīng)過這樣修正后，可提高測(cè)量精度。圖9~11為按該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采集到的三種電路連接方式測(cè)量應(yīng)變片力傳感器隨外加壓力（小銅塊）變化輸出的關(guān)系曲線。這三種曲

圖9 單臂電路輸出

圖10 雙臂電路輸出

圖11 四臂電路輸出

線是經(jīng)過線性擬合得到的，只要按簡(jiǎn)單的選點(diǎn)就可以得出電壓（V）-力（F）的變化斜率。經(jīng)軟件數(shù)據(jù)計(jì)算工具，可求得它們的靈敏度分別為：

（單臂），（雙臂），（四臂）

由此可得出它們的靈敏度比例為1：2：4，其中四臂的靈敏度最高，這個(gè)結(jié)果同上述的理論公式4~6是一致的，表明該實(shí)驗(yàn)方法是可行的。如果測(cè)量的結(jié)果與公式有偏差，可以在“實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)”中輸入調(diào)整修正系數(shù)，直到測(cè)量結(jié)果與公式符合為止，通常只要進(jìn)行兩三次修正，即可得到正確結(jié)果。

5．結(jié)論

以上的實(shí)驗(yàn)綜合體現(xiàn)了集電橋、力傳感器、數(shù)據(jù)采集、計(jì)算機(jī)通信等模塊于一體的實(shí)驗(yàn)思路，既靈活又統(tǒng)一。由該文提出的實(shí)驗(yàn)方法而構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)不僅可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)了解各獨(dú)立模塊的功用，還可以讓學(xué)生了解如何應(yīng)用現(xiàn)代電子測(cè)量的新技術(shù)、新手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。該方法充分體現(xiàn)了模塊化自主實(shí)驗(yàn)的思想，突破了一體化儀器實(shí)驗(yàn)的不足，豐富了物理實(shí)驗(yàn)的思路和過程，幫助學(xué)生建立模塊化組合的實(shí)驗(yàn)思想，提高了學(xué)生對(duì)物理實(shí)驗(yàn)的興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的自主實(shí)驗(yàn)技能，達(dá)到了物理實(shí)驗(yàn)所應(yīng)有的功用，為物理實(shí)驗(yàn)提供了另一種思路，我們用此方法進(jìn)行了多個(gè)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)工作，并應(yīng)用到物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，取得了良好的效果。

[參考文獻(xiàn)]

[1]李索文，姜文彬。“模塊化”設(shè)計(jì)在綜合性電子線路與系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程中的探索與實(shí)

篇(7)

關(guān)鍵詞：遙測(cè)電阻應(yīng)變儀，CPU，無線傳輸

 

1 遙測(cè)應(yīng)變儀的工作原理及其設(shè)計(jì)中問題的解決方案

1.1遙測(cè)應(yīng)變儀的工作原理：