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基于单片机的电阻测量设计修改

基于单片机的电阻测量设计修改
基于单片机的电阻测量设计修改

基于单片机的电阻测量设计修改

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1.设计目的及其意义

本设计基于单片机和AD 转换器实现电阻的测量。采用ADC0809,实现由模拟电压转换到数字信号,通过单片机系统处理后,由LCD 显示被测量电阻的阻值。测量范围为1Ω~5K Ω,精度大于98%。

2.方案设计

2.1 总体设计思路 本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为电压测量(数据采集)、模数转换、阻值显示等子模块。电路结构可划分为:电压测量,电压转换电阻,阻值显示及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、显示等功能。

从设计的要求来分析该设计须包含如下结构:电压测量电路,电压转换电路,阻值显示电路、单片机及相关的控制软件组成;它们之间的构成框图如图1总体设计框图所示:

图1 总体设计框图

处理器采用51系列单片机AT89C51。整个系统是在系统软件控制下工作的。当测量一个电阻时,经过电压采集,电压转换为电阻,电阻显示三个部分可以在LCD 上显示该被测电阻的阻值。当被测电阻为100Ω范围以内时,通过开关选择测量量程,再次测量该电阻,以减小误差。

电压测

电压转换电阻

AT89C

测量精

2.2 具体电路模块设计

2.2.1 电压测量的设计

如图2所示为被测电阻电压测量。电压经过已知电阻R1和被测电阻Rx 接到地。通过OUT输出被测电阻Rx上的电压。送到ADC0809的IN0口。

图2 被测电阻电压测量图

2.2.2 模数ADC转换的设计

由电压测量得到的电压经过ADC模数转换可得到8位的电压值,经过欧姆定律(即电压之比等于电阻之比)可得到被测电阻的阻值的大小。公式如下

本设计用到的R1的阻值为600Ω和300Ω。

由被测电阻得到的电压值经ADC0809的26脚IN0输入,经过内部的AD 转换,在OUT1~7输出数字电压量,经过上述公式的转变,在P2口上的显示的数字量为被测电阻的阻值数字量。如图3所示为被测电阻电压量转换为阻值量。

图3 被测电阻电压量转换为阻值量图

2.2.3 液晶显示电路的设计

经过ADC0809模数转换得到的电阻值数字量,在MCU的P2口输入,MCU 系统处理后在P0口由LCD1602显示出来该被测电阻的阻值。如图4所示为被测电阻阻值显示。

图4 被测电阻阻值显示图

2.2.4 时钟电路的设计

XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件,XTAL2应不接。

因为一个机器周期含有6个状态周期,而每个状态周期为2个振荡周期,所以一个机器周期共有12个振荡周期,如果外接石英晶体振荡器的振荡频率为12MHZ,一个振荡周期为1/12us,故而一个机器周期为1us。如图5所示为时钟电路。

图5 时钟电路图

2.2.5 复位电路的设计

复位方法一般有上电自动复位和外部按键手动复位,单片机在时钟电路工作以后, 在RESET端持续给出2个机器周期的高电平时就可以完成复位操作[6]。例如使用晶振频率为12MHz时,则复位信号持续时间应不小于2us。本设计采用的是外部手动按键复位电路。如图6所示为复位电路。

图6 复位电路图

2.2.6 电源电路的设计

本设计使用USB接口给电路提供+5V电压。电路中所有的高电平全部接在VCC端,地接在USB接口的4号脚上。通电时红灯LED-R亮。如图7所示为电源电路。

图7 电源电路图

2.2.7 下载电路的设计

本设计使用串口RS232以及烧录芯片MAX232组成的下载电路。MAX232的11和12号脚(R1OUT、T1IN)与MCU的10和11号脚(RXD、TXD)连接,即可向MCU烧录程序。图8所示为下载电路。

图8 下载电路图

2.3 系统硬件电路的选择及说明

硬件电路的设计见附图示,从以上的分析可知本设计中要用到如下器件:STC89C52RC、ADC0809转换器、LCD1602、按键等一些单片机外围应用电路,以及单片机的手工复位,单片机电源电路等。其中R3,R6电阻为已知电阻,R4,R5为不同测量精度下的未知电阻,开始工作时可在LCD上观察到被测电阻的阻值。电路设有2个按键,S1键作为阻值测量精度的选择键,S2键作为电路复位键。

2.4 软件的程序实现 2.4.1主程序工作流程图 按上述工作原理和硬件结构分析可知系统主程序流程图如下图9所示。

图9 主程序工作流程图

系统初始

(重新)放置电阻

选择测量精度开关

结束

开始

最终显示

初次显

无正常

<300

正常

3.软件仿真

本设计通过利用Proteus仿真,将所编写的程序用Keil软件编译,所仿真原理图见附录二。

本设计所要求达到的目标是测量一个电阻,在误差允许范围内,通过LCD1602显示出该电阻的阻值。测量的部分电阻的阻值如下表1所示。

表1 仿真测量电阻阻值

实际电阻(Ω)

仿真测量

(600Ω)

硬件测量

(600Ω)

仿真测量

(300Ω)

硬件测量

(300Ω)

1.22011

1.52011

2.12222

2.62222

3.52233

4.34443

5.44464

67766

6.37466

99788

1099910

1414121312

2019192020

2321212222

4748484747

4948484949

5151515052

9089899092

1009898100100

120121*********

220218222220223

240240245238246

300300300297297

330327338332337

470469477472480

510508516513522

550550567550569

1K99310279961066

2K12084223320902337

3K2985304230263177

3K33323342633423525

3K53535377135253950

4K54500486444815164

4K64675506644815164

4K74675486448005164

5K15066528451645584

6K6052635460727350

6K16052668560757350

6K56354745266548200

8K28400840082009262

4.结束语

本设计研究了一种基于单片机技术的电阻测量。由电路知识可以容易测出一个电阻上的电压,通过欧姆定律又能得到该电阻的阻值。由于测量的电压是模拟量,故用ADC转换器转换为数字量,再由单片机系统处理即可完成电阻的阻值测量。

由于数字量在数值上是离散的,通过此种方法得到的阻值存在着误差,为了尽可能的减小此误差,在选择已知电阻上,试用了很多电阻。通过大量数

据与实际电阻的阻值相比较,以及实验室能提供的电阻,选用了600Ω和300Ω的已知电阻,用不同的量程可以尽可能的减小误差。表1中给出了部分电阻的硬件电路测量结果,从中可以得知,同一电阻,用不同的量程测量得到不同的阻值,存在的误差也很明显。本设计只采用了两种已知电阻,也就是2个量程测量电阻,测量范围从1Ω~5KΩ,精度大于98%。若提高测量精度,只需增加更大的量程,即可完成大电阻的阻值测量。由于硬件电路的连接,元器件不理想等原因,实际测量电阻的阻值与仿真得到的阻值还是有一定误差的。

虽然硬件电路能正常工作,但程序以及元器件的选择不足,使得这次设计并没有达到很好的测量效果,对微欧姆级和K欧姆级电阻无法测量,还是感到不理想。

通过此次设计,尤其硬件电路的焊接,对单片机系统有了更好的认识。在以后的学习中,会更加注重设计原理与硬件电路的相结合,做好每一个设计,达到理想的要求。

参考文献:

[1] 史翔,张岳涛.基于AT89C51单片机微电阻测量系统[J]. 甘肃科技,2007年8月

[2] 周瑞景. Proteus在MCS-51&ARM7系统中的应用百例[M]. 北京:电子工业出版社,2006

[3] 李全利.单片机原理及接口技术[M].2版. 北京:高等教育出版社,2010

[4] 王东峰,王会良.单片机C语言应用100例[M].北京:电子工业出版社,2010

[5] 彭伟. 单片机C语言程序设计实训100例—基于8051+Proteus仿真.北京:电子工业

出版社,2010

附录一设计编程程序

//*************头文件及宏定义*****************

#include "includes.h"

#define TIME0H 0x3C

#define TIME0L 0xB0

#define K1 P1_0

#define CLK P1_1

//******************全局变量*****************

unsigned char uc_Clock=0; //定时器0中断计数

bit b_DATransform=0;

///<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<把电阻值显示在LCD上/>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

void vShowRes(unsigned int uiNumber)

{

unsigned char ucaNumber[4],ucCount;

ucaNumber[0]=uiNumber/1000; //把计算数字的每个位存入数组。

ucaNumber[1]=(uiNumber-1000*(int)ucaNumber[0])/100;

ucaNumber[2]=(uiNumber-1000*(int)ucaNumber[0]-100*(int)ucaNumber[1])/10;

ucaNumber[3]=uiNumber-1000*(int)ucaNumber[0]-100*(int)ucaNumber[1]-10*(int)uca Number[2];

for(ucCount=0;ucCount<4;ucCount++)

{

vShowOneChar(ucaNumber[ucCount]+48); //从首位到末位逐一输出。

}

}

//*************************主函数******************************

void main()

{

//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<设置定时器0>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> TMOD=0x21; //定时器0,模式1。定时器1,模式2

TH0=TIME0H; //对定时器0赋初值

TL0=TIME0L;

TH1=0x14; //对定时器1赋初值

TL1=0x00;

TR0=1; //启动定时器0。

ET0=1; //开定时器0中断。

TR1=1; //启动定时器1。

ET1=1; //开定时器1中断。

EA=1; //开总中断

P1=0xFF;

vdInitialize();

vWriteCMD(0x80); //写入显示起始地址(第一行第一个位置)

vShowChar("Resistance:");

vWriteCMD(0xCD);

vShowChar("(~)"); //显示欧姆符号

while(1)

{

if(b_DATransform==1)

{

b_DATransform=0;

vWriteCMD(0xC4);

vShowRes(uiADTransform());

}

}

}

//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<定时器0中断函数>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

void Time0() interrupt 1

{

if(uc_Clock==0)

{

uc_Clock=5;

b_DATransform=1;

}

else

uc_Clock--;

TH0=TIME0H; //恢复定时器0。

TL0=TIME0L;

}

void Time1() interrupt 3

{

CLK=!CLK;

}

//****************************SMC1602驱动程序************************* //<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<头文件及宏定义>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

#include "SMC1602.h"

//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<把1个命令写入LCD>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> void vWriteCMD(unsigned char ucCommand)

{

vDelay(); //先延时。

LCDE=1; //然后把LCD改为写入命令状态。

LCDRS=0;

LCDRW=0;

LCDPORT=ucCommand; //再输出命令。

LCDE=0; //最后执行命令。

}

//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<把1个数据写入LCD>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

void vWriteData(unsigned char ucData)

{

vDelay(); //先延时。

LCDE=1; //然后把LCD改为写入数据状态。

LCDRS=1;

LCDRW=0;

LCDPORT=ucData; //再输出数据。

LCDE=0; //最后显示数据。

}

void vShowOneChar(unsigned char ucChar)

{

switch(ucChar)

{

case ' ': vWriteData(0x20);break;

case ':': vWriteData(0x3A);break;

case '(': vWriteData(0x28);break;

case ')': vWriteData(0x29);break;

case '0': vWriteData(0x30);break;

case '1': vWriteData(0x31);break;

case '2': vWriteData(0x32);break;

case '3': vWriteData(0x33);break;

case '4': vWriteData(0x34);break;

case '5': vWriteData(0x35);break;

case '6': vWriteData(0x36);break;

case '7': vWriteData(0x37);break;

case '8': vWriteData(0x38);break;

case '9': vWriteData(0x39);break;

case 'R': vWriteData(0x52);break;

case 'a': vWriteData(0x61);break;

case 'c': vWriteData(0x63);break;

case 'e': vWriteData(0x65);break;

case 'i': vWriteData(0x69);break;

case 'n': vWriteData(0x6E);break;

case 's': vWriteData(0x73);break;

case 't': vWriteData(0x74);break;

case '~': vWriteData(0xF4);break; //显示Ω

default: break;

}

}

void vShowChar(unsigned char ucaChar[])

{

unsigned char ucCount;

for(ucCount=0;;ucCount++)

{

vShowOneChar(ucaChar[ucCount]);

if(ucaChar[ucCount+1]=='\0')

break;

}

}

//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<延时函数>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

void vDelay()

{

unsigned int uiCount;

for(uiCount=0;uiCount<250;uiCount++);

}

//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> #include

#define START P3_4 //ATART,ALE接口。0->1->0:启动AD转换。

#define EOC P3_3 //转换完毕由0变1.

#define OUTPORT P2

#define K1 P1_0

//AD转换函数,返回转换结果。

//转换结果是3位数

unsigned int uiADTransform()

{

float uiResult;

START=1; //启动AD转换。

START=0;

while(EOC==0); //等待转换结束。

uiResult=OUTPORT; //输入转换结果。

P1=0xFF;

if(K1==1)

uiResult=uiResult*600/(255-uiResult); //已知电阻为600欧姆,计算未知电阻,测量大电阻,0-9999欧姆

else uiResult=uiResult*300/(255-uiResult); //已知电阻为300欧姆,计算另外的电阻,测量大电阻,0-9999欧姆

return uiResult;

}

14

附录二Proteus 仿真原理图

附录三作品实物照片

附录四部分仿真测量数据

实际电阻(Ω)

仿真测量

(600Ω)

仿真测量

(300Ω)

实际电阻

(Ω)

仿真测量

(600

Ω)

10110501045 22211001100 32211501158 54412001200 87813001288 109914001387 12121215001495 20192016001585 30292917001683 40404018001867 50514919001908 55535520001993 60596021002084 70716921502132 80808022002181 90899023002286 1009810024002400 12011812025002522 14013913926002587 16016116027002726 18018018128002800 20020120029002877 24024023839002958 28027927932003225 30030029733003323 35035034835003535 40040040138003771 48047748040004036 56055955942004181 60059560045004500 64064364448004864 70069669350005066 75075374755005520 80080379260006052 90090089564006354 100099399664006354

基于单片机的机器人用红外测距仪系统设计 (1)

第37卷第4期应用科技 V o.l 37, .4 2010年4月 Appli ed Sc i ence and T echno l ogy A pr .2010 do :i 10.3969/.j issn .1009-671X.2010.04.003 基于单片机的机器人用红外测距仪系统设计 唐秦崴,瞿哲奕,朱熀秋 (江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212013) 摘 要:针对机器人智能倒车防护的问题,提出了以单片机AT 89S52为控制核心,采用红外测距技术设计机器人用红外测距仪系统,由单片机处理环境信息,红外测距仪发出停车提示或直接执行停车,不需要驾驶员亲自根据信息作判断,具有显著的智能化.论文采用红外管和AT 89S52单片机,设计和制作了红外测距仪系统硬件电路,并且开发了相关软件.试验表明:研制的基于单片机的红外测距仪,机器人停车时距预期位置最大误差不超过4c m,工作可靠,性能良好,确保机器人倒车的智能性和稳定性.关键词:单片机;机器人;红外测距仪;系统设计 中图分类号:TP273.4 文献标识码:A 文章编号:1009-671X (2010)04-0011-04 Desi gn of i nfrared range fi nder syste m for a robot based on a si ngle chip m icroco mputer TANG Q in w e,i QU Zhe y,i Z HU Huang qiu (Schoo l of E lectrica l and In f o r m ati on Eng i neer i ng ,Jiangsu U niversit y ,Zhenjiang 212000,Ch i na) A bstract :A i m i n g at the proble m of r obot inte lligent par k i n g pr o tecti o n ,an i n frared range fi n der is designed by u sing the i n frared rang i n g techno logy for par k i n g syste m based on a si n g le ch ip m icr oco mputer AT89S52.The i n fra red range finder can send out par k i n g si g na lpro m ptly or execute parking directly .The driver does not need to j u dge infor m ati o n by h i m se l;f t h e i n for m ati o n is processed by a sing le ch i p m icroco m puter AT89S52,and t h e infrared range fi n der has disti n ct i n telli g ent f u nction.This paper i n troduces t h e soft w are and har dw are c ircuits o f an infrared range finder parking syste m ,w hich are designed and deve l o ped w it h an infrared tube and a si n g le ch i p m i c roco m puter .The experi m ental resu lts have shown that the i n frared range based on a si n g le chip m icroco m puter operates reliab l y and m easures exactl y ,having good perfor m ance w ith the m ax i m um error of no tm ore than 4c m,thus the robo ts 'i n telli g ence and stab ility are i n sured.K eywords :si n g l e ch i p m icroco m puter ;robo ;t i n frared range finder ;syste m desi g n 收稿日期:2009 12 03. 项目基金:国家高技术研究发展计划基金资助项目(2007AA04Z213);江苏省高等学校大学生实践创新训练计划基金资助项目(2008 297).作者简介:唐秦崴(1986 ),男,大学本科,主要研究方向:机器人编程及硬件制作,E m ai:l tqw86107@yahoo .co https://www.doczj.com/doc/e41152565.html, . 机器人智能倒车防护有利于机器人安全可靠运行.目前投入应用的机器人智能倒车防护技术主要有2种:一种是车载雷达(超声波技术)测距倒车防护 [1-4] ;一种是摄像头视觉防护 [5-6] .车载雷达测距 十分精确,智能化程度较高,但造价较为昂贵;摄像头视觉防护虽然可以让驾驶员实时获取身后的环境信息,但对距离的测量则仍需要外加其他设备的辅助,驾驶员仍然需要亲自通过肉眼判断身后的情况,智能化有所不足.基于红外管以及单片机技术的机器人用测距仪采用单片机独立处理环境信息并发出 停车提示或直接执行停车,不需要驾驶员亲自根据信息作判断,能够实现智能化防护提示或停车.采用的红外技术虽然在精准度上不及超声波技术,但对于机器人已经足够,并且对突然出现的行人的敏感度不亚于超声波技术,所以拥有同超声波技术同等的安全性.同时由于红外发射、接受装置以及使用的AT89S52单片机芯片成本低廉,本系统较雷达测距仪更易于商业推广.

《电阻的测量》教案设计

《电阻的测量》教案设计 一、教学目标 【知识与技能】 加深对欧姆定律及其应用的理解,知道测量电阻的原理。 【过程与方法】 通过进行伏安法测量电阻的实验,进一步掌握使用电压表和电流表的方法,学会用伏安法测量电阻。 【情感态度与价值观】 通过做伏安法测电阻的实验并观察试验现象分析结果,培养动手能力和实验设计能力,并养成求真务实、细致严谨的科学态度。 二、教学重难点 【重点】 根据实验原理设计电路图,并且能用滑动变阻器来改变待测电阻两端的电压。 【难点】 组装电路,分析实验,发现规律,以及对电阻概念的理解认识。 三、教学过程 环节一:新课导入 问题引入:如何测定一个定值电阻的大小?先引导学生回顾上一节所学的欧姆定律的知识,然后得出根据欧姆定律的变形公式 ,通过测量通过电阻的电流以及电阻两端的电压得出定值电阻的电阻值的方法。

环节二:新课讲授 设计实验 已经讨论出了实验原理和实验方法,即测量电流和电阻根据公式 得出电阻值。但为了减少实验误差,实际测量中要改变待测电阻两端的电压,多次测量电压以及电流的值,求出每次的电阻值,最后求出电阻的平均数。其中串联一个滑动变阻器,移动滑片,就可以改变定值电阻两端的电压和流过的电流。电路图如图所示: 所用器材有:电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表、电压表、导线若干。 进行实验 首先,根据电路图连接电路。在连接电路过程中要指导学生在实验过程注意哪些问题,比如,连接电路时,开关应处在断开状态;闭合开关前检查滑动变阻器是否处于阻值最大处;电压表电流表的支付接线柱的正确连接等。且应该提醒学生通过“试触”进行测量工具量程的选择,在闭合开关前仔细检查电路连接情况。在学生连接完电路后,应该检查学生的电路连接情况,确保电路连接没有问题。其次,闭合开关,通过移动滑动变阻器的滑片来改变待测电阻两端的电压,注意应提醒学生不能将滑动变阻器调节的太狠,也不能超过测量工具的量程,并且指导学生设计表格将所测量的数据记录在表格中。 最后,断开开关,整理器材,收拾仪器,结束实验。 分析实验,得出结论 让学生利用记录在表格中的数据以及公式,计算出不同电压电流情况下定值电阻的阻值,并求出平均值,各组同学互相讨论看看其他组得到的结果,分析实验结论。 根据所做的实验,可以看出,在各个电压下测量的阻值变化不大,且与平均值较为接近。当定值电阻两端的电压改变时,通过它的电流也随之改变,但

单片机电阻测量

基于单片机的电阻测量方法探究 北京邮电大学张昊 摘要:电阻是任何电路中不可缺少的元件,它的作用很多,可以分压限流,可以进行能量转化,可以应用于传感,电阻阻值的大小直接关系到电路的性能。基于电阻测量的方法有很多,其中利用单片机进行电阻测量是很重要的方法。本次探究中,我们正式是使用了数字化的方法来实现对模拟电路值的间接测量。TI的Cortex- M4总共为我们提供了四种测量电阻的方式,并且均可以在液晶板上显示相应的数值。在具体实验时,我们需要在合适的位置加上跳线帽,并将电阻插在适当的模块上,计算得到我们要测量的电阻。电路的相关原理会在本文中具体的阐释,实验当中也不可避免的会遇见一些问题,我们也对这些问题进行了探究。 关键词:电阻测量单片机恒流源ADS1100 仪用放大 1.背景与意义: 电阻是一类很重要的元件,它的作用极大,分压,分流,限流,有些特性电阻还有一般电路所没有的功能。例如输入电阻是用来衡量放大器对信号源的影响的一个性能指标。输入电阻越大,表明放大器从信号源取的电流越小,放大器输入端得到的信号电压也越大,即信号源电压衰减的少。同时,电阻是产生热损耗与热噪声的重要原因,它的阻值大小直接决定了电路的好坏,因此围绕电阻测量产生了大量的测量方法。常见的测量方法有伏安法,半偏法,电桥法等等,这些都是基本的方法,但普遍精度不高。当前范围内有许多种精确测量电阻的方法,比如对于低值电阻,有采用四线制电流倒向技术测量的方法,高值电阻而言,也有兆欧的欧姆表用于测量。本次探究是基于单片机的电阻测量,它也可以很大程度上提高精度,并且方便简单,由于使用了嵌入式系统,数字化测量方法是其一大特点,对于这一方法的探究很有价值,并且它拥有广阔应用前景。

电阻的测量方法及原理.doc

一、电阻的测量方法及原理 一、 xx 法测电阻 1、电路原理 “xx 法”就是用电压表测出电阻两端的电压U,用电流表测出通过电阻的电流I, 再根据欧姆定律求出电阻R= U/I 的测量电阻的一种方法。 电路图如图一所示。 如果电表为理想电表,即 RV=∞,RA=0用图一(甲)和图一(乙)两种接法测出的电阻相等。但实际测量中所用电表并非理想电表,电压表的内阻并非趋近于无穷大、电流表也有内阻,因此实验测量出的电阻值与真实值不同,存在误差。如何分析其误差并选用合适的电路进行测量呢? xx一(甲)所示电路称电流表外接法,(乙)所示电路为电流 表内接法,则“ xx 法”测电阻的误差分析和电路选择方法可总结为 四个字:“大内小外”。 2、误差分析 ( 1)、电流表外接法

由于电表为非理想电表,考虑电表的内阻,等效电路如图二所示,电压表的测量值 U 为 ab 间电压,电流表的测量值为干路电流,是流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和,故:R测 = U/I = Rab = (Rv ∥R)= (Rv ×R)/(Rv+R) < R( 电阻的真实值 ) 可以看出,此时 R 测的系统误差主要来源于 Rv 的分流作用,其相对误差为δ外 = R/R = (R-R 测)/R = R/(Rv+R) (2 )、电流表内接法 其等效电路如图三所示,电流表的测量值为流过待测电阻和电 流表的电流,电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的 电压之和, 故:R测 = U/I = RA+R > R 此时 R测的系统误差主要来源于RA的分压作用,其相对误差为 : δ内 =R/R = (R 测-R)/R = RA/R 综上所述,当采用电流表内接法时,测量值大于真实值,即 " 大内" ;当采用电流表外接法时,测量值小于真实值,即“小外”。

基于单片机的电阻炉温度控制系统设计

基于单片机的电阻炉温度控制系统设计武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书 概 述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 1 整体设计及系统原 理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 2 硬件设 计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 2.1温度检测电 路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 2.2键盘控制和显示电 路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 2.3加热控制电 路. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 3 心得体 会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 参考文 献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 武汉理工大学《计算机控制技术》课程设计说明书

《电阻的测量》教学设计完整版本

课题电阻的测量执教:赵文明协备:吴雨婷九一班时间: 教 学 目 标 一、知识与技能 1. 知道用电流表和电压表测电阻的原理。 2. 会同时使用电流表和电压表测量导体的电阻。 3. 了解灯丝电阻的特性。 4.理解滑动变阻器在电路中的作用。 二、过程与方法 1. 通过测量小灯泡的电阻,了解欧姆定律的应用。 2. 通过学生选择实验仪器,设计实验,制定实验操作步骤,培养学生的观察、正确读数、数 据处理和分析能力。 三、情感态度与价值观 1. 在实验电路的设计、连接以及测量过程中培养学生学习物理的兴趣,小组成员之间相互协 作的团队精神。 2. 通过本次实验,激发学生学习的积极性和探索未知世界的热情,在实验中注意养成严谨的 科学态度。 重点利用电流表、电压表测小灯泡的电阻。 难点设计科学的、完整的实验操作方案。 教学 方法 实验探究、自主学习、交流讨论。 教具电池组、电压表、电流表、2.5V小灯泡、开关、滑动变阻器、导线若干、投影仪、多媒体课件 教学过程 引入教师活动学生活动设计意图

课 讲授实验电路图和实物图: 电路图 实物图 实验记录表格 测量次数电压U/V 电流I/A 电阻R/Ω 1 2 3 注意事项 1.在连接电路前要调节电流表、电压表 到零刻度。 2.连接电路时开关要断开,连接完电路 要调节滑动变阻器到阻值最大端。 3.连接好电路,在检查电路连接无误后 要用开关试触,在确定电路完好后再闭合 开关S。 4.电压表和电流表要注意选择适当的量 程。 二、例题分析 例1 (小宣用伏安法测量电阻R的阻值 时,并联在电阻R两端的电压表的示数如 图甲所示,与电阻R串联的电流表的示数 如图乙所示,则电压表的示数为 V, 电流表的示数为 ________A,电阻R 的阻值为Ω。 例 2 某同学用伏安法测小灯泡的电阻, 下表为记录的实验数据,从中你发现了什 么?说明原因。 电路图:要求学生自己设计 实物图:要求学生根据电路图连接实 物图 将测量的数据记录在表格上: 然后根据记录的数据计算出电阻,再 取平均值 想想做做 1.将上述实验中的定值电阻换成小灯 泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。 2.多测几组数据,根据实验数据分别 计算出小灯泡的电阻, 3.比较计算出的几个数值,看看每次 算出的电阻的大小相同吗?有什么变 化规律吗? 4.如果出现的情况和测量定值电阻时 不同,你如何解释?与同学交流一下。 法和学生动 手实验的能 力 培养学生自 主学习的方 法和学生动 手实验的能 力 培养学生的 解题能力, 思考能力

基于单片机的电阻测量设计修改

基于单片机的电阻测量设计修改

1.设计目的及其意义 本设计基于单片机和AD转换器实现电阻的测量。采用ADC0809,实现由模拟电压转换到数字信号,通过单片机系统处理后,由LCD显示被测量电阻的阻值。测量范围为1Ω~5KΩ,精度大于98%。 2.方案设计 2.1 总体设计思路 本设计包括硬件和软件设计两个部分。模块划分为电压测量(数据采集)、模数转换、阻值显示等子模块。电路结构可划分为:电压测量,电压转换电阻,阻值显示及相关的控制管理软件组成。用户终端完成信息采集、处理、数据传送、显示等功能。 从设计的要求来分析该设计须包含如下结构:电压测量电路,电压转换电路,阻值显示电路、单片机及相关的控制软件组成;它们之间的构成框图如图1总体设计框图所示: 电压测电压 转换 电阻 AT89C 测量精

图1 总体设计框图 处理器采用51系列单片机AT89C51。整个系统是在系统软件控制下工作的。当测量一个电阻时,经过电压采集,电压转换为电阻,电阻显示三个部分可以在LCD上显示该被测电阻的阻值。当被测电阻为100Ω范围以内时,通过开关选择测量量程,再次测量该电阻,以减小误差。 2.2 具体电路模块设计 2.2.1 电压测量的设计 如图2所示为被测电阻电压测量。电压经过已知电阻R1和被测电阻Rx 接到地。通过OUT输出被测电阻Rx上的电压。送到ADC0809的IN0口。 图 2 被测电阻电压测量图

2.2.2 模数ADC转换的设计 由电压测量得到的电压经过ADC模数转换可得到8位的电压值,经过欧姆定律(即电压之比等于电阻之比)可得到被测电阻的阻值的大小。公式如下 本设计用到的R1的阻值为600Ω和300Ω。 由被测电阻得到的电压值经ADC0809的26脚IN0输入,经过内部的AD 转换,在OUT1~7输出数字电压量,经过上述公式的转变,在P2口上的显示的数字量为被测电阻的阻值数字量。如图3所示为被测电阻电压量转换为阻值量。 图 3 被测电阻电压量转换为阻值量图 2.2.3 液晶显示电路的设计 经过ADC0809模数转换得到的电阻值数字量,在MCU的P2口输入,MCU 系统处理后在P0口由LCD1602显示出来该被测电阻的阻值。如图4所示为被测电阻阻值显示。

基于单片机的电阻炉炉温控制系统

目录 第1章引言 (3) 1.1 课题背景及研究意义 (3) 1.2 计算机在热处理炉炉温控制中的应用 (3) 第2章系统硬件设计 (8) 2.1温度检测及变送器 (8) 2.2控制机构 (9) 2.3 A/D转换电路 (10) 2.4 温度控制电路 (14) 2.5 部分接口电路 (16) 第3章温度控制的算法和程序 (18) 3.1 温度控制的算法 (18) 3.2 温度控制的程序 (20) 第4章对于抗干扰的探究 (34) 4.1 抗干扰的措施 (34) 结束语 (35) 致谢 (36) 参考文献 (37) 附录1 电路图 (38) 附录2 英文专业文摘及翻译 (39)

基于单片机的电阻炉温度控制系统设计 摘要:主要以51系列单片机为核心对电阻炉炉温进行控制,使其温度稳定在某一个值上。最高温度为1000℃,并且有键盘输入给定温度值,由LED数码管显示温度值的功能. 关键词:单片机;电阻炉;温度控制 The design of temperature control system of the resistance furnace based on single chip microcomputer Abstract: Mainly with 51 series single chip microcomputer for the unit of nucleus heats to the control of The resistance furnace, the tallest temperature is 1000℃. And the temperature of keyboard input is constant, LED digitron displays the function of temperature point. Key words: single chip microcomputer;the resistance furnace; temperature control system

基于单片机的红外测距系统设计-开题报告

武汉大学珞珈学院本科生毕业论文(设计)开题报告 论文题目:基于单片机的红外测距系统设计 系:电子信息科学系学号: 20100802041 姓名:钱源 一、论文选题的目的和意义 红外线是不可见光,是电磁波的一种形式,可以用来进行距离的测量,其应用历史可以追溯到上世纪60年代。现代科学技术的发展进入了许多新领域,而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外线测距。其中激光测距是靠激光束照射在物体上反射回来的激光束探测物体的距离。由于受恶劣的天气、污染等因素影响,使反射的激光束在一定功率上探测距离比可能探测的最大距离减少一半左右,损失很大,影响探测的精确度;微波雷达测距技术为军事和某些工业开发采用的装备和振荡器等电路部分价格昂贵,现在几乎还没有开拓民用市场;超声波测距在国内外已有人做过研究,由于采用特殊专用组件使其价格高,难以推广;红外线作为一种特殊的光波,具有光波的基本物理传输特性—反射、折射、散射等,且由于其技术难度相对不太大,构成的测距系统成本低廉,性能优良,便于民用推广。另外红外测距的应用越来越普遍。在很多领域都可以用到红外测距仪。红外测距一般具有精确度和分辨率高、抗干扰能力强、体积小、重量轻等优点,因而应用领域广、行业需求众多,市场需求空间大。 红外测距的研究就非常有意义了。红外线测距仪指的就是激光红外线测距仪,红外测距仪----用调制的红外光进行精密测距的仪器,测程一般为1-5公里。在100米以内则超声波测距更有优势,但是超声波测距的距离一般无法测量1米以内,而红外测距则可以这一段距离的不足,而且有着不错的精度,在本课题中研究的就是这一类情况的红外线测距。 二、国内外关于该论题的研究现状和发展趋势 (1)国内: 根据《国内近年来红外光电测距仪的发展情况》,随着国家对外开放政策的实施和测量工作的需要,近年来国内一些光学仪器厂和电子仪器厂分别从瑞典、瑞士和日本等国引进几种红外测距仪组装线,组装测距仪,我国有关工厂和院校近年来也研制出一些产品。由于微处理机在国产测距仪上的应用,大大缩小了仪器的体积,同时也减少了出故障的几率,使得国产测距仪的性能和质量都较过去有很大的提高。在国家“六·五”计划攻关中,常州第二电子仪器厂研制的DCHZ 型多功能红外测距仪就是一个很好的例证。该产品经国家测绘局测绘科学研究所光电测距仪检测巾心进行全面质量鉴定后认为:该仪器外型美观、体积小、重量

单片机电阻测量

课程设计报告 课程名称:单片机原理及应用课程设计 设计题目:电阻测量 系别:通信与控制工程系 专业:电子信息专业 班级:09级电信二班 学生姓名: 学号: 起止日期: 指导教师: 教研室主任:

摘要 本设计电阻测量是利用A/D转换原理,将被测模拟量转换成数字量,并用数字方式显示测量结果的电子测量仪表。通常测量电阻都采用大规模的A/D转换集成电路,测量精度高,读数方便,在体积、重量、耗电、稳定性及可靠性等方面性能指标均明显优于指针式万用表。其中,A/D转换器将输入的模拟量转换成数字量,逻辑控制电路产生控制信号,按规定的时序将A/D转换器中各组模拟开关接通或断开,保证A/D转换正常进行。A/D转换结果通过计数译码电路变换成BCD码,最后驱动显示器显示相应的数值。本系统以单片机AT89C52为系统的控制核心,结合A/D转换芯片ADC0809设计一个电阻测量表,能够测量一定数值之间的电阻值,通过四位数码显示。具有读数据准确,测量方便的特点。 关键词:单片机(AT89C52);电压;A/D转换;ADC0809 目录

设计要求............................................... 错误!未指定书签。1电路的论证与对比...................................... 错误!未指定书签。 1.1方案一......................................... 错误!未指定书签。 1.2方案二......................................... 错误!未指定书签。 1.3方案的对比与比较............................... 错误!未指定书签。2系统硬件电路设计...................................... 错误!未指定书签。 2.1振荡电路模块................................... 错误!未指定书签。 2.2A/D转换电路模块................................ 错误!未指定书签。 .............................................. 错误!未指定书签。 2.2.2ADC0809芯片的组成原理................... 错误!未指定书签。 2.2.3ADC0809引脚功能......................... 错误!未指定书签。 2.3主控芯片AT89C52模块........................... 错误!未指定书签。 .............................................. 错误!未指定书签。 2.3.2主要引脚功能............................ 错误!未指定书签。 2.4显示控制电路的设计及原理....................... 错误!未指定书签。3系统调试与分析........................................ 错误!未指定书签。 3.1硬件调试....................................... 错误!未指定书签。 3.2软件调试....................................... 错误!未指定书签。 3.3性能分析....................................... 错误!未指定书签。4元器件清单............................................ 错误!未指定书签。5总结与致谢............................................ 错误!未指定书签。6参考文献.............................................. 错误!未指定书签。附一:原理图........................................... 错误!未指定书签。附二:程序............................................. 错误!未指定书签。

基于湿敏电阻实现湿度测量电路的设计

中北大学 课程设计说明书 学生姓名:杨伟光学号:0805014125 学院:信息与通信工程学院 专业:电子信息科学与技术 题目:基于湿敏电阻实现湿度测量电路的设计 指导教师:程耀瑜职称: 教授 李文强职称: 讲师 2011 年 1 月 7 日

中北大学 课程设计任务书 2010/2011 学年第一学期 学院:信息与通信工程学院 专业:电子信息科学与技术 学生姓名:杨伟光学号:0805014125 课程设计题目:基于湿敏电阻实现湿度测量电路的设计起迄日期:12月26日~1月7日 课程设计地点:中北大学 指导教师:程耀瑜,李文强 系主任:程耀瑜 下达任务书日期: 2010 年 12 月 26 日 课程设计任务书

课程设计任务书

目录

1 设计目的 (1) 2 设计意义 (1) 3 湿度的定义与测量方法 (1) 3.1 湿度的定义 (1) 3.2 湿度的测量方法 (1) 4. CHR-01型湿敏电阻 (2) 4.1 CHR-01型湿敏电阻的工作原理 (2) 4.2 CHR-01型湿敏电阻的性能参数 (2) 4.3 CHR-01湿敏电阻的外形尺寸及内部结构示意图 (3) 4.4使用湿敏电阻注意的问题 (3) 5. 实验所用芯片简介 (4) 5.1 OP07AJ简介 (4) 5.2 555定时器简介 (5) 6. 湿度测量方案简介 (6) 7. 电路工作原理 (6) 7.1 由运算放大器构成的湿度检测电路工作原理 (6) 7.2 由555定时器构成的湿度检测电路工作原理 (7) 8. 湿度测量电路原理图与仿真结果 (9) 8.1 由运算放大器构成的湿度检测电路原理图 (9) 8.2 由运算放大器构成的湿度检测电路仿真结果 (10) 8.3 由555定时器构成的湿度检测电路原理图 (11) 8.4 由555定时器构成的湿度检测仿真结果 (12) 9. 实验数据采集与分析 (13) 10. 实验总结与感想 (14) 附录一所需元器件清单 (16) 附录二参考文献 (17) 1.设计目的

基于单片机的炉温控制系统设计毕业设计

基于单片机的炉温自动控制系统设计 摘要:在工农业生产中,温度是工业生产对象中主要的被控参数之一。电阻炉是通过电流流过电阻体产生热量来加热或熔化物料的一种电炉。电阻炉广泛地应用在化工、冶金等行业。它对温度控制的要求较高,温度控制的好坏直接影响着产品质量及生产效率,因此电阻炉的温度控制在科学研究、工业生产中具有重要的意义。 本设计采用单片机作为数据处理与控制单元,以电阻炉作为控制对象,用热电偶作为测量元件,用晶闸管作为输出控制元件来实现对电阻炉温度自动控制。该系统利用K型热电偶温度传感器,把检测到的电阻炉温度的信号送入MAX6675芯片,经过信号放大等一系列转换后,再将信号送到单片机STC89C52内进行PID运算,同时可以通过键盘调节PID参数。经PID运算后,比例调节输出量改变晶闸管控制量,变晶闸管的导通角,从而控制电阻炉的加热强度。从而控制电阻炉的炉温。 关键词:电阻炉;MAX6675;单片机STC89C52;PID控制 Abstract:SummaryIn the industrial and agricultural production , the temperature is accused of one of the main objects of industrial production parameters . Furnace current flowing through the resistor generates heat to a furnace for heating or melting the material . Resistance furnace is widely used in chemical, metallurgical and other industries. It requires a higher temperature control , temperature control has a direct impact on product quality and production efficiency , and therefore resistance furnace temperature control is of great significance in scientific research , industrial production. The design uses a single chip for data processing and control unit to resistance furnace as a control object , as the measuring element with thermocouple with thyristor as a control element to achieve the output resistance furnace temperature control . The system uses K -type thermocouple temperature sensor , to detect resistance furnace temperature signal into the MAX6675 chip , after a series of converted signal is amplified and then signal to the microcontroller STC89C52 PID operation , and can adjust the keyboard PID parameters. After the PID operation , adjust the output volume ratio of the amount of change in thyristor controlled , variable thyristor conduction angle, so as to control the intensity of the resistance heating furnace . To control the furnace temperature resistance furnace . Key words:The resistance furnace; MAX6675; SCM STC89C52; PID contro 目录

基于单片机的红外测距系统设计

武汉大学珞珈学院毕业论文 基于单片机的红外测距系统设计

摘要 现代科学技术的发展,进入了很多新领域,而在测距方面先后出现了激光测距、微波雷达测距、超声波测距及红外光测距。为了实现物体近距离、高精度的无线测量而采用了红外发射接收模块作为距离传感器,单片机作为处理器,编写A/D转换和显示程序,完成了一套便推式的红外距离测量系统,系统可以高精度的实时显示所测的距离,本系统结构简单可靠、体积小、测量精度高、方便使用。 红外测距的探测距离较短,一般在几十厘米之内,本文介绍的一种基于AT89C52单片机设计的红外测距仪,可以测量距离。 首先,在绪论中,介绍了红外线及红外传感器的分类和应用、AT89C52单片机的应用与说明以及MCP3001芯片的简介。其次,阐述了与红外测距的工作原理基本结构,对红外测距传感器也做了详细说明。再次,介绍了红外测距的硬件设计和软件设计。 在硬件设计中,介绍了红外测距实现的构想,给出红外测距硬件电路原理图,并说明了红外测距传感器、键盘、A/D转换电路、LCD显示电路工作原理及AT89C52单片机的管脚分配。在软件设计中,说明了整个程序流程及各程序设计的函数。最后,是对整个设计的结论,说明了红外测距实现的可行性。 关键词:红外测距 A/D转换实时显示红外线单片机

目录 第1章绪论 (1) 1.1 课题研究的背景和意义 (1) 1.2 本课题研究的热点及发展现状 (2) 1.3 本课题研究的目的 (2) 1.4 本课题研究的内容 (3) 第2章红外测距的工作原理与基本结构 (4) 2.1.方案及设计思想: (4) 2.2 红外测距系统的基本结构 (5) 第3章红外测距的硬件设计 (6) 3.1红外收发模块 (6) 3.2 A/D转换模块 (7) 3.3 LCD显示模块 (10) 3.4 AT89C52单片机概述 (11) 3.5整个红外测距系统显示 (13) 第4章红外测距的软件设计 (15) 4.1 程序流程图 (15) 第5章系统软硬件调试 (17) 5.1 硬件调试 (17) 5.2 软件调试 (17) 5.3测试结果绘图 (17) 5.4 调试中遇到的问题 (19) 结论 (20) 参考文献 (21) 附录 (1) 后记 (29)

热电阻的单片机测温系统

摘要 电子温度计是日常生活中最普遍的电子产品之一,常用的转换元件有热电阻、热敏电阻、热电偶等,通常我们将这些转换元件通过非电量转化电量的检测方法,结合电量和温度之间的关系,我们可以计算出其温度值。在本课题中将介绍一种利用电阻电桥失衡输出的电压转换温度的设计。在设计中,利用AT89S系列单片机作为控制器,计算铂电阻(PT100)电量与温度的转换,并在LED显示温度。 关键词:AT89S52 ADC0832 Abstract Electronic thermometer isin daily lifethe mostcommon oneof electronicproducts, and thecommoninterface element havehe at resistance,thermal resistance, thermocouple,etc., usually we will these interface element through the non-electricity into electricity d etection methods, combined with power and the relationshipbetween the temperature, we can calculate the temperature value. In this topicwill introducea kind of makeuse of the resistance br idgeunbalanced output voltage transition temperature design. In the design,the use of AT89S seriesmicrocontrolleras the controller, calculationof platinum resistance(PT100) powe rand temperatureconversion, and intheLEDdisplay temperature. ?Keyword:AT89S52 ADC0832

基于单片机的电阻炉温度控制系统开题报告报告-毕业设计开题报告1

一、本课题研究的主要内容、目的和意义 1、研究主要内容 本文所要研究的课题是基于单片机控制的水温控制系统的设计,主要是介绍了对水箱温度的显示,实现了温度的实时显示及控制。水箱水温控制部分,提出了用DS18B20、STC89C52单片机及LCD的硬件电路完成对水温的实时检测及显示,而炉内温度控制部分,由DS18B20检测炉内温度,用中值滤波的方法取一个值存入程序存取器内部一个单元作为最后检测信号,并在LCD中显示。控制器是用STC89C52单片机,用设定的算法对检测信号和设定值的差值进行调节后输出PWM控制信号给执行机构,去调节电阻炉的加热功率,从而控制炉内温度。它具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点,特别适合于构成多点的温度测控系统,可直接将温度转化成串行数字信号供微机处理,而且每片DS18B20都有唯一的产品号,可以一并存入其ROM中,以便在构成大型温度测控系统时在单线上挂接任意多个DS18S20芯片。从DS18S20读出或写入DS18S20信息仅需要一根口线,其读写及其温度变换功率来源于数据总线,该总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电,而且不需要额外电源。同时DS18B20能提供九位温度读数,它无需任何外围硬件即可方便地构成温度检测系统。而且利用本次的设计主要实现温度测试,温度显示,温度门限设定,超过设定的门限值时自动启动加热装置等功能。而且还要以单片机为主机,使温度传感器通过一根口线与单片机相连接,再加上温度控制部分和人机对话部分来共同实现温度的监测与控制。 本文具体研究了如下几方面: (1)水温控制系统硬件的设计 主要包括STC89C52单片机、温度传感器模块、温度控制模块、显示模块、按键模块的硬件选择及论证。 (2)水温控制系统软件的设计 借助Keil C51开发工具,以C语言为开发语言,开发了单片机系统的温度检

pic18单片机热敏电阻测温查表程序

//;************************************************* 1.//;* heat.c ** 2.//;************************************************* 3.//;* 本程序为热敏电阻输入处理模块程序 4.//;* 将温度值在LCD特定位置显示 5.//;* 占用I/O RA1,RB5,RB4,RB3 6.//;* 使用RAM 7.//;* 程序包括: 8.//;* - tempdeal 热敏电阻输入处理子程序 9.//;* - heattab 温度值校准表 10.//;* 11.//;* 入口参数无 12.//;* 出口参数 TempH,TempL (温度值) 13.//;************************************************* 14.#include // ;定义所用单片机的头文件 15.#define TSRCLK TRISD5 16.#define TRCLK TRISD4 17.#define TSER TRISD3 18.#define SRCLK RD5 19.#define RCLK RD4 20.#define SER RD3 21. 22. 23.void preled(void) 24.{ 25. TSRCLK=0; 26. TRCLK=0; 27. TSER=0; 28. SRCLK=0; 29. RCLK=0; 30. SER=0; 31.} 32.void moniled (unsigned char led_data) 33.{ 34. //MONILED; 入口参数LED_DATA,需要为 35. //;芯片全部在时钟上升沿完成动作,故需在低电平期间完成数据的变 化。先发送高位 36. unsigned char i; 37. for(i=8;i!=0;i--) 38. { 39. if(led_data&0x80) 40. SER=1; 41. else

高中电学实验第一讲:电阻的测量方法及原理

高中电学实验第一讲:电阻的测量方法及原理 一、伏安法测电阻 1、电路原理 “伏安法”就是用电压表测出电阻两端的电压U,用电流表测出通过电阻的电流I,再根据欧姆定律求出电阻 R= U/I 的测量电阻的一种方法。 电路图如图一所示。 如果电表为理想电表,即 R V=∞,R A=0用图一(甲)和图一(乙)两种接法测出的电阻相等。但实际测量中所用电表并非理想电表,电压表的内阻并非趋近于无穷大、电流表也有内阻,因此实验测量出的电阻值与真实值不同,存在误差。如何分析其误差并选用合适的电路进行测量呢? 若将图一(甲)所示电路称电流表外接法,(乙)所示电路为电流表内接法,则“伏安法”测电阻的误差分析和电路选择方法可总结为四个字:“大内小外”。

2、误差分析 (1)、电流表外接法 由于电表为非理想电表,考虑电表的内阻,等效电路如图二所示,电压表的测量值 U 为ab间电压,电流表的测量值为干路电流,是流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和,故:R测 = U/I = Rab = (Rv∥R)= (Rv×R)/(Rv+R) < R(电阻的真实值) 可以看出,此时 R测的系统误差主要来源于 Rv 的分流作用,其相对误差为δ外= ΔR/R = (R-R测)/R = R/(Rv+R)

( 2)、电流表内接法 其等效电路如图三所示,电流表的测量值为流过待测电阻和 电流表的电流,电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和, 故:R测 = U/I = RA+R > R 此时R测的系统误差主要来源于RA的分压作用,其相对误差为: δ内= ΔR/R = (R测-R)/R = RA/R 综上所述,当采用电流表内接法时,测量值大于真实值,即" 大内";当采用电流表外接法时,测量值小于真实值,即“小外”。 3、电路的选择 (一)比值比较法 1、“大内”:当 R >> RA 时, ,选择电流表内接法测量,误差更小。

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