灵敏电流计的特性研究实验报告

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灵敏电流计 实验报告

BME8 鲍小凡 2008013215

【实验目的】

（1）了解电流计的工作原理及其线圈的阻尼运动规律。 （2）测量电流计分度值及内阻，并学习分析误差的方法。 （3）学习正确使用和保护电流计。

【实验原理】

一、电流计工作原理及线圈的阻尼运动特性

电流计的基本结构如图 1所示。 （a）是正视图，（b）是俯视图。线圈处在水平的、径向局部均匀的磁场B中。如果线圈中通以电流Ig，在磁场作用下它就会产生转动。要深入了解电流计线圈的运动特性，可写出它的运动方程，并求出其解。设线圈的转动惯量为J，它在转动时受到三种力矩的作用：

（1）通有被测电流Ig的线圈在磁场B中所受的力矩M1，设线圈匝数为N，面积为S，则： （1） （2）跟悬丝的扭转系数W和线圈偏转角a成正比的悬丝的反抗力矩：

（2）

（3）跟线圈角速度d /dt成正比的阻尼力：

（3）

式中 为线圈的空气阻尼系数。 为线圈的电磁阻尼系

灵敏电流计特性的研究

郭蒙蒙 王成园 太春慧 李静

中国石油大学（华东） 理学院 应用物理学09-1班

摘要：灵敏电流计存在三种运动状态，欠阻尼状态、过阻尼状态和临界阻尼状态。根据临界阻尼状态来确定临界外阻，再根据可变电阻和电压的关系求出内阻。 关键词;灵敏电流计，阻尼运动，内阻，临界外阻，电流常数

灵敏电流计也叫检流计，是磁电式仪表。它和其它磁电式仪表一样都是根据载流线圈在磁场中受力矩作用而偏转的原理制成的，只是在结构上有些不同。灵敏电流计的铭牌上一般都会标有临界外阻和内阻值，但是随着仪表的使用，会是阻值有些变化，运用实验所式的方法将临界外阻和内阻测出。

一、实验仪器

AC15/3型直流复射式检流计、电源、电压表、滑线电阻器、标准电阻、电阻箱二个，单刀开关二个、导线等。

二、实验原理

1. 灵敏电流计的结构[1]

灵敏电流计主要由三部分组成，如图3-5-1和3-5-2所示。

⑴ 磁场部分：在永久磁铁的N和S极之间安装一个柱形软铁，使磁极与软铁柱缝隙里的磁场分布呈均匀辐射状。

⑵ 偏转部分：一个用细导线绕制的矩形线圈悬挂于磁隙间，并能以悬丝为轴转动。悬丝是能导电的青铜薄带，具有良好的扭转弹性，悬丝的扭力矩很小（普通电表采

灵敏电流计特性研究

1153605 程锋林 物理科学与工程学院

灵敏电流计是一种测量微小电流的直读式磁电仪表，由于它用细而且弹性极好地金属丝悬挂线圈代替了传统的游丝弹簧，所以能够大幅度的减少轴承摩擦，提高仪器灵敏度（一般可响应的电流为10-10~10-6A）。在实际应用中，它常常被用来测定光电流、生物电流或者是精密电桥、电势差计的指零仪器。因此，掌握灵敏电流计的构造原理和运动的阻尼特性是具有极大地实际意义的。

【目的】

1、了解灵敏电流计的原理和构造；

2、测定灵敏电流计的内阻和电流计常数；

3、观察灵敏电流计的运动状态与外电阻的关系。

【实验原理】

一、灵敏电流计的构造：

灵敏电流计的构造如下图所示：

在极细并富有弹性的金属丝上面悬挂着小镜子MO和线圈C，当线圈通有电流时，线圈所受到的磁力矩M1和金属丝的扭力矩M2平衡时，线圈将偏转一个角度，有以下关系：

M1?N1BS1Ig （1）

M2?D? （2） M1?M2?0 （3）

由以上三式可知：

Ig?D? （4） N1BS1对于小镜子MO在这个结构中发挥的作用，可从下面这个图中看出： 做工时可以把α角做得很小，此时小

用冲击电流计测量电容和高阻

工业上常用元件的电阻值为兆欧，而且要求该元件耐高压。很多常用的测量方法对高电阻不能准确测量，如便携式惠斯通电桥由于受本身绝缘性能和灵敏度的限制，测量上限仅106Ω左右，对更高阻值的电阻不再适用。而冲击电流计是测高阻的重要途径之一，其测量范围可以高达108Ω～1013Ω。冲击电流计不是用来测量电流的，而是直接测量脉冲电量的，或者是测量与电量有关的物理量，如磁感应强度、电容等。 ［实验目的］

1.了解冲击电流计的工作原理及使用方法； 2.学会用比较法测电容； 3.学会用电容放电法测高阻。 [实验原理]

1、用比较法测电容，比较法测电容的原理如图1所示：

冲击电流计 C0 a b Cx c

K d

E 图1比较法测电容工作原理图

在电路a、b端先接入标准电容C0，开关K掷向d端对电容C0进行充电，达到饱和后，把开关合向c 端，对C0进行完全放电，由冲击电流计记下放电电量Q0，则：

Q0?C0U （1）

其中U为电源E的电压。再把C0换成待测电容Cx，保持电压U不变，电源对

Cx进行充电，充电完全后将开关合向冲击电流计，对Cx进行放电，由冲击电流计读出此次的放电电

高等动物神经调节中常涉及电流计指针偏转问题。该部分试题是建立在神经纤维受到刺激后膜内外产生电位变化的基础上的,通过电流计可以测量出电流的有无及方向。下面具体归纳如下。1关于局部电流学说在静息状态下,神经细胞的膜外带正电荷,而膜内带负电荷,使膜内外之间存在电位差,通过电流计可以显示出来。

维普资讯

第2 4卷第 8期20 0 8年

中学生物学Mide S h o oo y d l c o l Bilg

Vo .4 No8 I . 22 o 08

文件编号： 0 3—7 8 ( 0 8 0 10 5 6 2 0 )8—0 5—0 01 2

关亏电‘流计指针偏转问题赵玉柱 (苏省镇江中学 2 2 1 )江 10 7高等动物神经调节中常涉及电流计指针偏转问题。该部分试题是建立在神经纤维受到刺激后膜内外产生电位变化的基础上的，过电流计可以测量出电通流的有无及方向。下面具体归纳如下。 1关于局部电流学说在静息状态下，经细胞的膜外带正电荷，膜神而内带负电荷，使膜内外之间存在电位差，通过电流计可以显示出来。当受到某种刺激时，细胞膜外的 N+ a

23在神经纤维中间刺激 -解析：由于刺激点在中间，以电流同时到达电所

流计两侧，此时因为没有电位变化，以不会出现偏所转。

用冲击电流计测量电容和高阻

工业上常用元件的电阻值为兆欧，而且要求该元件耐高压。很多常用的测量方法对高电阻不能准确测量，如便携式惠斯通电桥由于受本身绝缘性能和灵敏度的限制，测量上限仅106Ω左右，对更高阻值的电阻不再适用。而冲击电流计是测高阻的重要途径之一，其测量范围可以高达108Ω～1013Ω。冲击电流计不是用来测量电流的，而是直接测量脉冲电量的，或者是测量与电量有关的物理量，如磁感应强度、电容等。 ［实验目的］

1.了解冲击电流计的工作原理及使用方法； 2.学会用比较法测电容； 3.学会用电容放电法测高阻。 [实验原理]

1、用比较法测电容，比较法测电容的原理如图1所示：

冲击电流计 C0 a b Cx c

K d

E 图1比较法测电容工作原理图

在电路a、b端先接入标准电容C0，开关K掷向d端对电容C0进行充电，达到饱和后，把开关合向c 端，对C0进行完全放电，由冲击电流计记下放电电量Q0，则：

Q0?C0U （1）

其中U为电源E的电压。再把C0换成待测电容Cx，保持电压U不变，电源对

Cx进行充电，充电完全后将开关合向冲击电流计，对Cx进行放电，由冲击电流计读出此次的放电电

高等动物神经调节中常涉及电流计指针偏转问题。该部分试题是建立在神经纤维受到刺激后膜内外产生电位变化的基础上的,通过电流计可以测量出电流的有无及方向。下面具体归纳如下。1关于局部电流学说在静息状态下,神经细胞的膜外带正电荷,而膜内带负电荷,使膜内外之间存在电位差,通过电流计可以显示出来。

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第2 4卷第 8期20 0 8年

中学生物学Mide S h o oo y d l c o l Bilg

Vo .4 No8 I . 22 o 08

文件编号： 0 3—7 8 ( 0 8 0 10 5 6 2 0 )8—0 5—0 01 2

关亏电‘流计指针偏转问题赵玉柱 (苏省镇江中学 2 2 1 )江 10 7高等动物神经调节中常涉及电流计指针偏转问题。该部分试题是建立在神经纤维受到刺激后膜内外产生电位变化的基础上的，过电流计可以测量出电通流的有无及方向。下面具体归纳如下。 1关于局部电流学说在静息状态下，经细胞的膜外带正电荷，膜神而内带负电荷，使膜内外之间存在电位差，通过电流计可以显示出来。当受到某种刺激时，细胞膜外的 N+ a

23在神经纤维中间刺激 -解析：由于刺激点在中间，以电流同时到达电所

流计两侧，此时因为没有电位变化，以不会出现偏所转。

数字冲击电流计设计

学生： 指导教师：

内容摘要：本设计是基于51系列的单片机进行的数字电流表设计，可以进行电流的数字计数，并

在液晶显示器上显示。数字电流表的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件部分主要由AT89C51单片机，TLC549模数转换器，液晶显示器电路，以及电流采样电路等组成。程序采用C语言编写，可移植性强。

本电流表各模块之间使用标准信号进行传输的，这些标准信号都符合国际标准。国际电工委员会在1973年四月第65次技术委员会通过的标准规定了国际统一信号标准，过程控制系统的模拟直流信号为4到20MA，模拟直流电压信号为1到5伏，我国的DDZ-3型电动单元组合仪表采用了国际的信号标准。

关键词：电流采样 A/D转换器 放大器 AT89C51单片机

I

Digital Design quantometer

Abstract: This design is based on the design of digital ammeter 51 series MCU can be

current digital count, and displayed on the LCD monitor. The d

数字冲击电流计设计

学生： 指导教师：

内容摘要：本设计是基于51系列的单片机进行的数字电流表设计，可以进行电流的数字计数，并

在液晶显示器上显示。数字电流表的设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件部分主要由AT89C51单片机，TLC549模数转换器，液晶显示器电路，以及电流采样电路等组成。程序采用C语言编写，可移植性强。

本电流表各模块之间使用标准信号进行传输的，这些标准信号都符合国际标准。国际电工委员会在1973年四月第65次技术委员会通过的标准规定了国际统一信号标准，过程控制系统的模拟直流信号为4到20MA，模拟直流电压信号为1到5伏，我国的DDZ-3型电动单元组合仪表采用了国际的信号标准。

关键词：电流采样 A/D转换器 放大器 AT89C51单片机

I

Digital Design quantometer

Abstract: This design is based on the design of digital ammeter 51 series MCU can be

current digital count, and displayed on the LCD monitor. The d

武汉大学计算机学院 计算机科学与技术专业

CPU设计实验报告

实验名称:开放式实验CPU设计 课题名称: 计算机组成原理 班 级:

指导教师： 徐 爱 萍 组 长: 组 员:

二零一五年三月

目录

目录 .................................................................................................................................................. 1 1 实验环境 ..................................................................................................................................... 2

1.1 Quartus Ⅱ介绍 ..........................................................................