用数字电桥测量介电材料与软磁材料的特性

应用数字电桥采用并联等效或串联等效方法测量了介电材料和软磁材料的特性,考察了BaTiO_3材料的复电容率及MnZn铁氧体材料的复数磁导率随频率的变化规律.     

数字电桥测量LC谐振特性

了解LC电路的谐振特性是核磁共振激发或检测实验的关键,为此介绍了在使用数字电桥测量LC电路的幅频和相频特性中,既要了解交流毫伏表的测量局限性,又需理解电压与电流之间相位差的物理含意及其重要性.同时,基于物理原理和数学描述,理解直接测量和间接测量或显示量之间关系,而最终实验显示结果可能是由复杂的数据处理分析所得.实验结果表明:LC并联谐振可实现电流放大功能,更适合于核磁共振激发;LC串联谐振具有电压放大作用,有利于核磁共振检测.本工作拓展了LC谐振特性的实验测量方法,帮助了学生认识到最终实验显示结果可能并非直接测量原始数据.     

双臂电桥测低电阻接线问题研究及r的测定

双臂电桥测低电阻实验测量精确,方法巧妙,被广泛应用于科技测量中.本文从QJ-19型单双臂电桥的基本结构原理出发,结合学生在双桥实验接线中常出现的两种问题,进行相应的理论分析及实验验证.通过这两种错误接线方式的理论推导及实验测试,均得到了按照正确实验无法获得的参量,即粗导线及相应附加电阻r的阻值.这对学生进一步了解附加电阻的数量级、理解实验原理、分析实验误差及培养创新思维具有重要意义.     

数字示波器测量RLC谐振特性

使用数字存储示波器测量RLC电路的幅频和相频特性,既能更清晰地观察信号相位变化及其物理含意,还可充分发挥其特色功能并采用离散傅里叶变换准确得到信号幅值和相位.由于使用比数字电桥更灵活的扫频设置可以消除测量频率点限制,而外置取样电阻则提高了理解I-V法测量原理的实在感.     

利用磁光克尔效应计算材料的介电张量非对角元

利用磁控溅射的方法制备了Ag和Ag/Co双层薄膜样品.通过椭偏测量和磁光克尔测量,得到薄膜样品的有效光学常量和有效磁光参量,并通过数值分析得到介电张量的非对角元.实验结果表明:用通常公式计算和磁光测量与椭偏测量结合计算非磁样品Ag薄膜的光学常量的结果一致,验证了基于磁光测量方法计算介电张量非对角元的正确性.     

电介质介电系数εr的测量

[引言] 电介质的介电系数ε_r是反映电介质性质的一个重要参数,它不仅是电磁学中一个极其重要的物理量,而且在工程技术中也常常被用来表明各种电介质的电性质。如何测定电介质的介电系数,应该成为电磁学实验的重要内容之一。本文介绍了电桥法和频率法测定液体和固体电介质介电系数的原理、实验方法与实验结果。通过这个实验,不仅可使学生掌握固体、液体电介质介电系数的测量原理和方法,而且可使学生学到万用电桥、频率计的使用技能。     

LC谐振参量的直观测量方法

LC回路是磁共振实验的关键信号检测单元,理解LC电路的幅频和相频特性是掌握核磁共振实验技术原理的重要环节.借助数字存储示波器实时测量信号参量功能,实验方案1提供了简易直观的谐振参量测量方法;利用双通道锁相放大器及其参考同步功能,实验方案2进一步展示了直观测量的教学可操作性.采用不同的幅值表示方法和相位差测量方法,既突出不同技术手段的原理共性,又体现近代物理实验课程承上启下的桥梁作用.     

基于电润湿微棱镜技术的可调光衰减器特性分析

利用电控改变固液界面湿润角的电润湿微棱镜(EMPs)技术以及双自聚焦透镜组合设计了一类新颖的可调光衰减器,并对该衰减器的衰减性能进行了原理分析和实验测量.理论分析和实验结果表明其具有良好的光衰减控制效应,在不大的电压变化范围(例如135—139V)内即可实现2—60dB的光衰减范围.该器件构思新颖,具有结构简单、容易制作的优点,经过优化后将会在光通信领域得到广泛的应用.缺点是工作电压偏高,需要进一步筛选出介电系数高的物质来作为介电绝缘层材料,以便降低工作电压,达到实际可以使用的目的. 关键词： 微流控光学 电湿效应 可调光衰减器 电润湿微棱镜     

基于双层金属开口环谐振器结构的U波段左手材料

基于左手介质的传输线理论,经过估算尺寸后设计出相应的结构并仿真得到散射参量,然后利用Smith的参量提取方法提取有效介电常量、有效磁导率和折射率,对一种双层金属开口环谐振器结构的U波段左手材料的传输特性和电磁参量特性进行分析.数值仿真结果表明,该结构在48.8～59.9GHz频带内有效介电常量和有效磁导率均为负值,同时在该频率范围内具有负折射特性,从而证实了该结构在U波段的左手特性,对左手介质在更高波段的研究具有一定的参考意义.     

基于双层金属开口环谐振器结构的U波段左手材料

基于左手介质的传输线理论,经过估算尺寸后设计出相应的结构并仿真得到散射参量,然后利用Smith的参量提取方法提取有效介电常量、有效磁导率和折射率,对一种双层金属开口环谐振器结构的U波段左手材料的传输特性和电磁参量特性进行分析.数值仿真结果表明,该结构在48.8～59.9 GHz频带内有效介电常量和有效磁导率均为负值,同时在该频率范围内具有负折射特性,从而证实了该结构在U波段的左手特性,对左手介质在更高波段的研究具有一定的参考意义.     

数字锁相放大器中相敏检测技术的基本原理实验

根据锁相放大技术和相敏检测技术的原理,从信号通路的角度解释相敏检测技术的时域、频域特点,剖析该技术中时间常量、滤波器陡降、动态储备3个重要参量,设计针对此3个参量的基本原理实验,并搭建教学实验平台.根据实验结果分析,论证了此3个参量在时域上对数字锁相放大器的测量结果造成的影响.     

用电桥研究光敏电阻的光电特性

利用平衡电桥和非平衡电桥可以研究光敏电阻的光电特性，该实验的原理涵盖电学、光学、半导体物理学等基础知识．通过实验学生可认识到光敏材料的光电特性，并学会一些基本仪器的组装和调试，掌握一种将非电量转化为电量进行动态测量的方法．     

弛豫铁电体介电可调性的研究

无铅弛豫铁电体具有较好的介电可调性,在顺电相有较大的介电常数和极小的损耗,因较大的优值而被广泛地用于微波器件.根据现有的介电可调性理论,通过参量的适当修正,对介电可调性的表达式做了合理的探讨,结论适用于处理实验结果.比较发现,在电场作用下顺电相保持不变的近似得出的结论与实验结果差距较大,而转化为铁电相与实验结果完全吻合.考虑外加电场和自发极化对弹性吉布斯自由能的修正,导出了高电场对介电常数的修正关系,与实验结果相符.提出了介电可调度的概念与计算公式,能够定量表示掺杂对介电可调性的影响.     

对全入射角负折射二维光子晶体结构和电磁参量的研究

利用二维光子晶体的等频线分析原理和平面波展开方法,得到了使二维光子晶体产生全入射角负折射(All-Angle Negative Refraction,AANR)现象时,入射电磁波的频率取值范围.同时,分析了AANR频率范围随着结构参量(晶格类型、介质棒半径与晶格周期的比值)和电磁参量(介质柱介电常量、本底介电常量、入射电磁波偏振方向)变化的行为.结果表明:固定组成光子晶体的一种介质的介电常量,另一介质的介电常量只有达到一定阈值,才有可能使光子晶体出现AANR现象.在给定两种介质介电常量的条件下,存在使AANR频率范围最大化的结构参量和电磁参量.     

数字电表原理及应用技术实验

在普物电学实验中可引入数字电表实验.本文介绍了双斜式模数转换电路的基本工作原理和7107单片模数转换器出脚功能、外围元件作用及参量选择原则,并给出了7107单片模数转换器在电测技术、非电量数字仪表设计和传感器设计中的具体应用.     

探讨热敏电阻温度计的制作及其要领

电桥测电阻实验是高校普通物理教学中的传统电学实验之一.目的是让学生验证电桥平衡原理,掌握电桥的使用方法.实验中学生要做的就是反复多次测量电阻阻值,实验内容比较简单,很快就能完成.针对这种情况,我们对此实验做了适当的改进.让学生在熟悉电桥的使用方法后,利用电桥的功能及热敏电阻的特性,制作一个简易的热敏电阻温度计.热敏电阻是一种广泛应用于温度测量、温度控制、温度补偿等方面的元件,当其温度发生微小变化时,它的阻值就要发生相应变化.通过这个小制作,不仅充实了电桥实验的内容,也可以使学生了解热敏元件的一些特性,同时也提高了学生做实验的兴趣.     

基于NI数据采集卡的铂电阻温度系数测量

基于NI USB-6210数据采集卡,采用LabVIEW设计了铂电阻温度系数测量系统。该系统可定量、实时记录并直观显示非平衡电桥输出电压随温度的变化过程,在同一坐标界面中显示不同参量的多条实验曲线,并实现曲线斜率拟合计算等数据处理功能。实验结果表明,系统操作方便,测量精度高,能够更好的满足科研测试和教学实验的要求。     

相量法在交流电桥实验中的应用

相量法是分析正弦交流电路问题的重要方法之一.它的特点是数学模型简单、直观,可操作性强.本文以交流电桥实验中的电感桥和电容桥为例,展示了相量法在交流电桥平衡的分析与求解过程中的优点.该方法用于交流电桥实验不仅有助于学生巩固相量的概念,而且能深刻地理解交流电桥的测量原理.     

铁电体介电常数和热电系数的测量

自从1920年观察到罗息盐(NaKC4H4O6·4H2O)的电滞回线以来[1],已经发现数以百计的铁电材料.最近几年还不断观察到许多材料具有铁电性质,并在不少的领域得到应用.例如,用作热电红外探测器、电光调制晶体、全息存贮和光纤通讯材料等.当作为红外探测器材料时,需要测量铁电晶体的介电、热电和热学性能,因用于不同频段的探测器的材料优值因子都与这些量有关,所以精确测量铁电体的介电、热电性能也是深入研究热电红外探测器的必要手段之一. 一、电滞回线显示1.照相记录 图1表示测量电滞回线的电滞电桥原理图[2,3]。Cx表示待测的铁电晶体做成的…     

自组织临界的OFC模型在聚丙烯介电弛豫中的应用

将自组织临界中OFC模型的能量传递概念及相关参量α引入极值动力学模型,得到了同时与KWW方程和幂律均相关的介电弛豫的函数关系。用时域介电谱方法测量了聚丙烯在-15～90℃慢极化电荷的释放过程,结果显示：在较低温度,弛豫为幂律;在较高温度,弛豫随时间的增加从幂律过渡到KWW关系。理论分析与实验结果基本一致,由此可知KWW方程的参量β反映了外界温度对材料弛豫单元物影响;参量α反映了能量传递的大小及温度的影响,当β较小或α较大时,弛豫的幂律关系较为明显。