伏安法的系统误差及消除方法

电学实验《测定电源的电动势和内电阻》是一个设计性的实验，教学中，发现学生设计的图１、图２测量电路实验结果相差较大．本文拟述图１、图２电路的系统误差以及如何消除这种误差．对于图１电路，根据测量原理Ｅ＝Ｕ＋Ｉｒ，改变滑线变阻器的使用阻值：Ｅ测＝Ｕ１＋Ｉ１...     

为数字毫秒计增设测周期功能

数字毫秒计是力学实验室中的常用仪器。但大多数毫秒计没有测周期的功能,而力学实验中常要进行周期测量,以下电路可以丝毫不改动毫秒计,为毫秒计增设测周期的功能(以上海华师科教仪器厂的HMJ毫秒计为例)。图1中施密特触发器作输入光电信号整     

演示振动合成用的移相器

演示互相垂直的同频振动时,如果采用两个频源,由于不同频源的频率和初相位相互独立,难以获得稳定的图像.较好的办法是采用一个频源,通过相移后跟未相移的频源合成.这样可得到稳定的合成图像,并且便于研究位相差和合成图像之间的对应关系.下面介绍我们在实验中采用的移相器电路及原理. 移相器的电路如图1.U2与U1的位相相反,而U4与U1的位相相同,故U2与U4的位相相反.假如 显然加在电容C和电位器R两端的信号电压为2U1.根据电阻和电容上的电压住相差为　/2的特点,画出电压矢量图,如图2所示,因为直径上的圆周角等于　/2,所以A点位于以地点为圆…     

应用微机测量RLC音频电路相频特性的实验

物理实验中示波器法测量RLC串联电路相频特性的实验要[1],形象直观;但要从荧光屏上测出距离换算成相位,读数不准又费时,而且被测的两条图线是通过重复交替扫描所得,并不能保持它们原来的相位关系.随着新技术的引进,我们将微机应用于此实验,取得了较好的效果. 一、实验装置与测量原理 本实验要测量加上交流电压的 RLC串联电路中的电流与总电压间的相位差和信号频率.频率和相位差的测量实质上是时间测量,为此采用的方法是,用门控计数法测量出时间(周期),进而求得待测量.据此考虑设计的实验装置由信号源(音频振荡器)、被测电路(RLC串联电路…     

高斯分布型白色噪音的计算机模拟及其处理

一、引言在很多物理实验中,检测信号除了有用的目的信号外,还包含各种其它成分。通常以“目的信号以外的不必要信号成分”作为噪音处理。测量系统中噪音来源多种多样,例如信号源本身产生的噪音,传感器产生的噪音,同步电路和放大电路产生的噪音,此外还有将模拟信号变成数字信号时的量子化噪音,如图1所示。     

电流补偿实验

一般大学和中学都开设了如电势差计这样的电压补偿实验,但却没有电流补偿的实验。本文准备介绍这个实验的原理和方法,希望在开设了这个实验后,能使学生对“补偿”的意义有更深的理解。一、电流补偿的原理当我们在一电路中串入电流表测量其电流时,往往由于电流表的内阻而使得测量值较原电路的真实值为小(如图1)。为此我们可以设计如图2所示的电路。在这个电路     

利用示波器测量线圈自感的一种简易方法

测量线圈自感的方法很多,但由于实验教学仪器短缺,多数大、中学校未能开出这方面的实验题目。本文提出了利用RL电路的瞬态过程,用示波器法测量电压、时间求得线圈自感的实验方案。笔者认为用此种方法测定线圈自感,虽说精度不很高,但其测试方法直观,物理思想明确,只要借助于实验室常用的方波信号发生器、学生示波器、电阻箱即可完善地开出,有利于推广。原理和方法电路装置如图1所示,电路输入端加上具有一定的重复频率、一定宽度的方波信号。由于线圈的作用,无论是信号电压由低     

伏安法测量实验中系统误差的处理

1测量电路及实验原理在选择电流表内接电路时,设伏特表读数为U,电流表读数为I,测测量值Rx为:Rx=U/I=R+RA(1)可见,Rx>R图1电路图即:R=Rx-RA(2)式中R为待测电阻阻值,RA为电流表内阻。若能精确地提供RA的值,根据式(2)可准确计算阻值R。由于电流表内阻在不同的量程下不同,而且受实验环境的影响,因此,RA不能靠实验室提供,需要在实验中测量得到。如图1所示,合上K1、K2,在伏特表、电流表中读取数据:U1、U2、I,则:RA=(U1-U2)/I(3)事实上,这是测量微小电压降的方法。实验中,电流表的内阻较小,故电流表两端的电压降很小,用上述方法可以…     

镶嵌于玻璃中的CdSe_(1-x)S_x量子点的电调制光谱测量

采用直流偏置的交流调制电场测量了玻璃中各向同性的CdSe1 xSx 量子点的电调制光谱 ,介绍了各向同性材料电调制光谱的测量方法 ,分析了与一般电调制光谱测量方法不同的原因。采用偏置后的交流调制电场 ,可以检测到与电场同频率 ( 1f)而位相差 90°的CdSe1 xSx 量子点的电吸收信号 ,该信号比采用二倍频检测 ( 2 f)的信号大一个数量级 ,比通常采用正弦波调制电场的信号大 3个数量级。采用直流偏置调制电场有利于各向同性材料的电光性能的测量     

辨析伏安法测量电源电压和内阻的电路选择

用电流表和电压表"测电池的电动势和内阻"的实验,高中新教材给出如图1的实验电路图,但笔者发现在平时练习和考试中很多学生画出了另外一种测量电路图(如图4).下面就这两种测量电路的实验结果产生的系统误差作一比较.     

交流电位相差演示实验

交流电路中位相差这一概念是比较抽象的,学生一向难以接受。为了使这一抽象问题具体化,我们搞了一个演示实验,大大地帮助了学生建立这一概念。我们把一超低频的正弦交流电加在电路中,这样接在电路中的普通大型示教电流计的指针就可以跟着这一交流电的变化过程摆动,因而从指针的摆动情况就可以直接看出电路中电流和电压间的相位差。譬如在图1中所示的     

基于光纤电流传感器的韦尔代常数优化测量法

韦尔代常数(Verdet)是决定光纤电流传感器(FOCT)灵敏度的重要因素之一。根据萨格纳克(Sagnac)干涉原理计算得到校准信号,并测量FOCT的实际输出信号,通过比较这两组信号建立目标函数,基于单纯形算法进行参数优化,从而得到石英光纤的韦尔代常数。实验结果与经典模型计算结果基本吻合。FOCT的输出信号经过测量电路会引入相位差;另外受到调制器和外界环境的影响,干涉回路的工作点会产生漂移,导致输出信号不对称而产生直流量。考虑到以上因素,提出的这种方法还能同时测量出电路的相位差、干涉回路的工作点以及反映非线性畸变的直流量。     

伏安法测量系统误差的讨论

一、减小测电阻值的系统误差1；对两种电路的比较按图1电路，安培表外接时算得的电阻为而榕同2由路．字馆书内按时宜得由阳＊待测阻值R应介于这两个电路的实验值之间2．实验方法根据上述，可提出一种实验方法．分别用图1和图2两种电路各洲一组U、了数据，各画出一条伏一安直线（代表每组数据的平均测量值），如图3中的①和②所示．待测阻值R对应的一条直线应夹在这两条直线之间，其确切位置不可知，折衷的办法就是取处于中位的直线，如图3中的虚线所示，从该直线的斜率即可求出R值．这要比只取①或只取②的单一测量结果更接近于其值，系统…     

用电流源法测量非线性元件的伏安特性

本文报导了一种新的用于测量非线性元件伏安特性的实验电路，该电路采用的是以电流为信号变量的电流模式测量电路，并分析与比较了该电路与传统的以电压作为信号变量的电压模式测量电路的不同．     

谈“千人震”自感现象实验

在我市的一次物理教学观摩活动中,有一位教师上普通高中课程标准实验教科书(鲁科版)《物理·选修3-2》第二章第二节"自感"时,为了创设教学情境,做了一个千人震自感现象演示实验,实验电路如图1所示.     

介绍一个不用波长片测量椭圆偏振光位相差的方法

利用椭圆偏振光的特性来测量金属、半导体的薄膜厚度、反射特性、复数折射率等等,已有成熟的方法与仪器。它们最核心的问题是要测量一个椭圆偏振光的水平分量与垂直分量之间的位相差。因此测量椭圆偏振光两个分量之间的位相差既有其本身的重要性,也是一个很有实际意义的问题。目前已有的测量位相差的方法有:利用四分之一波长片(例如国产 TP—77型椭圆偏振光测厚仪)、利用巴俾涅-索累补偿器。利用电光调制器等等。本文打算再介绍一个新的测量位相差的方法。 (一)原理 从 M.玻恩和 E.沃耳失著“光学原理”中译本45页公式(24)我们知道式中a、…     

巧用集成运算放大器

集成运算放大器常应用在信号处理（如高精度整流电路、模拟乘法器应用电路、有源滤波电路和电压比较器电路等）、信号发生（如方波及锯齿波发生器电路）和信号变换（如压控振荡器电路）等方面电路,在控制、测量、仪表等领域中占有重要地位．根据线性集成运放的“虚短”和“虚断”的重要特点,介绍巧用集成运放组成晶体管β测量电路．图　１晶体管β测量电路如图１所示．图中Ａ１、Ａ２为集成运放,Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３为三个已知电阻,Ｖ为电压表,Ｔ为待测晶体管．测量时在运放Ａ１的反相、同相输入端各加上一已知电压Ｖ１和Ｖ２,在运放Ａ２…     

物理奥林匹克竞赛实验专题

第 1 1期试题解答设已知电阻为 R,滑动电阻器电阻为 Rx,直流电源电压为 U(工作电路的电源 ) ,电池电压为 E(补偿电路的电源 ) .电路如图 1 .图 1　实验电路图　　图 1 ( a) ,闭合 K1,用跃接法接通 K2 ,调滑动电阻器 ,直至灵敏电流计指零 .记录滑动电阻器在补偿电路中的长度比例 a,有EU=a Rx R+Rx( 1 )图 1 ( b) ,调换已知电阻 R和滑动电阻器Rx 的位置 .用上述跃接法 ,调整滑动电阻器 ,使灵敏电流计指零 .记录活动端标尺读数 .设这时滑动电阻器在补偿电路中的长度比例为 b,有EU=R+b Rx R+Rx( 2 )由 ( 1 ) ,( 2 )式可得Rx=Ra-b,　 E…     

利用基于声卡的虚拟仪器测量RC电路的时间常数

实现了基于LabVIEW和声卡的虚拟信号发生器和虚拟数字示波器,并利用虚拟信号发生器的方波信号作为RC串联电路的激励信号,利用虚拟数字示波器显示RC电路的暂态过程图,并给出精确测量RC串联电路时间常数的实验方法。     

对伏安法测电池电动势与内阻误差的再分析

伏安法测电池电动势与内阻的实验是高中教材中的一个学生分组实验.按教材要求的电路(图1)测量,由于电流表的内外接而引起的系统误差已有文分析,其相对误差小于千分之一.而实际测量,误差往往在百分之几或更大,显然上述误差原因不是主要的.为寻求主要的误差原因,本文从测量过程中电池的电动势在下降,以及由于电表本身存在误差而导致测量结果出现误差