最新微小电流测量讲解学习
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测量微小电流的实验技巧和放大器校准方法在现代科学领域,测量微小电流是一项非常重要的实验技巧。
微小电流测量有着广泛的应用,并且在许多领域中都是必不可少的。
然而,由于微小电流的特殊性质,测量过程中会面临一些挑战。
本文将介绍一些微小电流测量的实验技巧和放大器校准方法,以帮助读者更好地理解这一领域。
首先,为了准确测量微小电流,我们需要选择合适的测量设备。
通常情况下,我们可以使用电流表或电压表来进行测量。
然而,由于微小电流的值非常小,常规的电流表或电压表可能无法提供足够的灵敏度。
因此,我们需要借助专门的微小电流测量设备,如电流放大器或电压放大器。
其次,为了确保测量的准确性,我们需要注意一些实验技巧。
首先,应该尽量减小测量电路的杂散电容,因为电容会对微小电流产生影响。
我们可以通过使用低电容的电缆和连接器、避免长时间暴露在潮湿环境中等方式来减小杂散电容的影响。
此外,还可以采用差动测量技术,通过将两个相反极性的测量信号相减,来降低测量误差。
另外,放大器的校准也是确保微小电流测量准确性的重要步骤。
放大器的校准可以通过比较待测信号与已知信号之间的差异来完成。
具体而言,我们可以向放大器输入已知大小且稳定的电流信号,然后调整放大器的增益,使输出信号与输入信号匹配。
这样一来,当我们用该放大器测量微小电流时,就可以根据已知电流信号的校准结果来计算出待测微小电流的准确值。
当然,在进行实验测量时,我们还需要注意电路的稳定性和环境的干扰。
微小电流往往会非常敏感,甚至微小的环境干扰都可能产生较大的影响。
因此,我们应该选择一个稳定的实验环境,避免电路中的杂散干扰。
此外,还可以采取一些屏蔽和隔离措施,如使用屏蔽电缆、金属屏蔽罩等,来减少外部干扰对测量结果的影响。
综上所述,测量微小电流是一项具有挑战性的实验任务,但通过合适的测量设备、实验技巧和放大器校准方法,我们可以确保测量的准确性。
在进行实验测量时,我们应该注意电路的稳定性和环境的干扰,以获得真实可靠的测量结果。
微电流测量(nA级交流、直流)一、直流微电流测量基于I-V变换的弱电流测量方法是常用的弱电流检测方法,其中的反馈电流放大型测量电路结构较简单,转换的线性较好,电路频率响应特性较好,在加入有效的硬件和软件抗干扰措施后,可以提高测量精度和稳定性。
因此测量的电路是按照基于反馈式电流放大器型I-V转换原理进行设计,其基本电路如图1所示。
图1 I/V转换原理图假定运放为理想运放,利用运算放大器的虚地概念和结点电流代数和为0的定律得出(1)输出电压V o与测量电流I s成线性比侧关系,比例系数为R f,因此根据放大要求选取R f值即可获得所需的放大倍数。
电流测量电路整体框架如图2,其中反馈电流放大电路采用的是两级放大方式。
图2 电路整体框图由于待测电流信号为10-9A,所需放大倍数较高,若采用一级放大,则需要R f约为1010Ω。
当R f过大时会产生较大的电阻热噪声电流,增大了分布电容,同时要求运放的输入电阻更大以减小分流;根据式(1),一级放大后信号与输人为反相,所以采用两级放大电路,这样可以通过调整每一级放大倍数,来选择阻值适当的R f,减小由R f引起的误差;并通过两次电压反相,使放大电路的最终输出电压与输入信号同相,两级放大电路如图3。
图3 两级放大电路图为减小噪声干扰和运算放大器负担,通常要求输出电压应比运算放大器的噪声电压值至少大两个数量级或更高;但输出电压太大,必然要增大R f,同时增大对运算放大器性能的要求。
所以第一级放大器输出电压应设计为50~100mV,由式(1),R f应为100MΩ。
图3中C f表示R f引入的杂散电容,通常为0.5pF。
当R f为100MΩ时,电路的截止频率约为0.3kHz,严重影响放大电路的频率响应特性。
为改进频率响应,可以引入补偿电容C来消除C f的影响。
根据运算放大器以及流入节点电流与流出节点电流相等特性,得出(2)由于R f1为kΩ级电阻,其杂散电容可忽略,可得(3)代入式(2),拉式变换并消去V x(s)后,得出传递函数为(4)为消除C f影响,取RC=R f C f,得(5)由式(3)可知,截止频率为无穷大,理论上频带已经扩展到整个区域,因此频率响应得到改善。
电气测量的基本方法:电流的测量1.小电流测量小电流测量指毫安级及以下直至微安级的测量。
通常采用检流计及各类放大器来达到所需要的灵敏度。
2.中等量级电流测量(1)用直读仪表测量。
这是测量电流最常见的方法,虽准确率不高,但却十分简便。
测量电流时电流表应与负载串联,测量电路如图-1所示,串入测量的仪表内阻RA 应远小于负载电阻,当被测线路有接地时,应把电流表接在低电位端。
用这种方法测量电流,主要取决于指示仪表的准确度。
(2)用直流电位差测直流电流。
接线如图-2 所示,图中p、p 是标准电阻的电位端钮,c、c是其电流端钮。
用电位差计测此电位差UX,即可求得被测电流。
使用电流电压转换标准电阻器RA时应注意:通过RA的电流不超过其允许电流;RA 电流端钮接被测电流,而电位端钮则接电位差计。
图-1 用直读仪表测量电流图-2 用直流电位差测直流电流(3)交流电流的有效值精确测量。
由于直流量单位的传递可由基准开始,所以有较高的准确度,而交流量却没有实物基准,交流量有效值的精确测量,可先用交直流比较仪将交流量与直流量进行比较,然后再对与其等效的直流量进行测量,而得到交流量的精确值。
常用的交直流比较仪有热电式比较仪、电动式比较仪、静电式比较仪、电子变换器等。
3.大电流测量大电流通常指百安以上的电流。
测直流大电流可用分流电阻来扩大指示仪表的量限,或用专门的大电流测量仪(如霍尔大电流测量仪)来测量。
测量交流工频大电流,常用电流互感器来扩大指示仪表的测量范围。
(1)用外附分流器扩大指示仪表量限。
标准外附分流器的额定电流从几十安培至一万安培。
它是一个具有4个端钮的标准电阻器,当电流端通过额定电流时,在电压端将产生75mV额定电压。
使用时被测电流IX从电流端接入,并将具有相应量限的毫伏计接至电压端钮,测得毫伏计读数为UX,则式中,IH、UH分别为分流器的额定电流和额定电压。
霍尔大电流测量仪可测电流范围为103~104的直流大电流。
电流测量基础知识全解析关于电流的测量知识点,可以按照以下结构进行清晰的归纳和总结:一、电流的基本概念1.定义:电流是表示电流强弱的物理量,用符号“I”表示。
2.单位:国际单位为安培(A),简称安。
常用单位还有毫安(mA)和微安(μA)。
单位换算关系是:1A = 10^3mA = 10^6μA。
二、电流的测量1. 电流表及其使用●作用:用于测量电路中的电流大小。
●构造:电流表内阻很小,可看做零,相当于一根导线。
●量程:常用电流表具有两个量程,如0-0.6A和0-3A。
●使用要点:o必须和被测的用电器串联。
o电流从电流表的正接线柱流入,负接线柱流出。
o被测电流不能超过电流表的最大测量值。
o绝对不允许不经过用电器直接把电流表连到电源两极上。
2. 电流表的使用规则●调零:使用前要先调零,再观察电流表的量程和分度值。
●串联:电流表必须和被测量的用电器串联。
●接线柱:+-接线柱的接法要正确,确保电流从+接线柱流入,从-接线柱流出。
●量程选择:若不能预先估计待测电流的大小,应选用最大量程进行试触。
3. 电流表读数●确定量程:先明确所选电流表的量程。
●确定分度值:确定电流表的分度值,即表盘的一个小格所代表的电流大小。
●读数:接通电路后,观察电流表指针总共向右偏过了多少个小格,以此计算电流大小。
三、测量方法1.直流和低频电流:常用标准电阻降压法,此法量程大,精确度高。
2.高频电流:o热电法:量程范围宽,精确度高,是用得最多的方法。
o测辐射热器法:利用测辐射热器阻值变化仅与所加的功率大小有关而与频率无关这一特性进行测量。
四、注意事项●电流测量系统中,由于被测件与测量仪器是串联接入,负载效应较大,因而增加了测量的困难。
●在使用电流表时,务必遵循上述的使用规则,以避免损坏电流表或电路。
以上是关于电流测量知识点的清晰归纳和总结,希望能对您有所帮助。
测量电流的方法和步骤
测量电流的方法和步骤:
1. 准备工作:先确认所使用的电流表的量程是否适合待测电流,如果不适合,需要更换合适的电流表。
同时,确保电路处于断开状态,并采取相应的安全措施。
2. 连接电流表:将电流表的两个测试引线连接到待测电路中的串联位置。
一个引线连接到电流源的正极,另一个引线连接到电流源的负极。
3. 选择测量范围:根据待测电流的估计值选择合适的电流量程。
4. 打开电流电源:手动打开电流电源,让电流流过电路。
5. 读取电流数值:观察电流表上的示数,并记录测量结果。
6. 关闭电流电源:关闭电流电源。
7. 断开连线:断开待测电路中与电流表的连接。
8. 处理测量结果:根据需要对测量结果进行处理,如转换单位或进行数据分析。
注意事项:
- 在测量电流前,要确保电路处于断开状态,以免损坏电流表。
- 在连接电流表时,要保持引线与电路的良好接触。
- 选择适合的量程可以保证测量的准确性,过大或过小的量程都可能导致不准确的测量结果。
- 测量过程中,不要将电流表接在高电压、高功率电路上,以免损坏电流表或发生危险。
- 在测量完毕后,要及时关闭电源,并将电流表与电路断开,避免产生任何危险。
电流的方向与大小实验探索电流的方向和大小的测量方法电流的方向与大小实验探索:电流的方向和大小的测量方法引言:电流(Current)是描述电荷在导体中流动的物理量。
在电路中,了解电流的方向和大小对于电路设计和故障排除非常重要。
本文将通过实验探索电流的方向和大小的测量方法,帮助读者更好地理解电流。
1. 实验一:探索电流方向的测量方法1.1 用方向标志物观察法为了测量电流的方向,我们可以使用方向标志物观察法。
首先,建立一个简单的电路,例如,一个电池与一个灯泡串联。
然后,在电路的某一点位置放置一个可移动的指南针或铁屑。
观察指南针或铁屑的移动情况,可以确定电流的方向。
当指南针或铁屑受到电流影响时,它们会指向电流的方向。
1.2 用磁力观察法除了方向标志物观察法,我们还可以使用磁力观察法来测量电流的方向。
通过将导线通电并穿过一个探测线圈,可以观察到线圈受到的磁力情况。
根据线圈受力的方向,可以确定电流的方向。
根据右手定则,电流方向与线圈内感应的磁力方向应该相互垂直。
2. 实验二:探索电流大小的测量方法2.1 用电流表测量法电流表是测量电流大小最常用的仪器。
在实验中,将电流表连接到电路中,将电流通过电流表进行测量。
电流表通常有不同的量程,根据实际情况选择合适的量程。
在测量时,将电流表与电路的串联处断开一小段,插入电流表,然后闭合电路,读取电流表上的数值即可得到电流的大小。
2.2 用电压测量法除了电流表测量法,还可以使用电压测量法来间接测量电流的大小。
根据欧姆定律(Ohm's Law),电流与电压成正比,电阻成反比。
因此,通过测量电路中的电压和已知的电阻值,可以计算出电流的大小。
使用万用表或电压表测量电路的电压,并根据欧姆定律进行计算,即可得到电流的大小。
结论:通过实验探索电流的方向和大小的测量方法,我们可以应用这些方法来准确地测量和理解电流。
方向标志物观察法和磁力观察法可以帮助我们确定电流的方向,而电流表测量法和电压测量法可以帮助我们测量电流的大小。
王文勋13125955 1306班微电流测量在很多有关物理学的部门中, 如电离真室测量、光电流、X射线、核物理等, 都必须测量非常微弱的电流。
在传统意义上的电流测量当中,一般是将电流表串连到被测回路当中去,因此,该回路将被引入两个测试点。
理想状态下,电流表的接入是不会引起任何误差的,但是在实际的测量当中,电流表的接人将改变电路的参数,从而将会带来测量误差。
一、基本测试电路的等效模型下图为基本测试电路的等效模型。
图中,A和B分别为表计串人回路的测试点,理想电压源V和电阻R s构成了被测试信号源的等效电路,而电流表的等效模型可以由图中测试点右边和电路所表示。
其中,R sℎ是由连接到电流表的测试电缆所引起的并联在回路里的等效电阻,I c是由电缆和电流表的非理想连接引起的等效的噪声电流,G是理想的电流计表头,R G是串连在回路中的等效电阻。
当被测的电流在常值范围内时(典型值大于1mA),由旁路电阻R sℎ、噪声电流I c和串联电阻R G所引起的误差是可以忽略不计的,此时电流表所显示的电流可以认为是实际的电流值加上或者减去表计本身所固有的不确定度。
但是当测量的电流比较微弱时,由上述因素所引起的误差就不能忽略不计了。
二、微电流测量方法一般说来,对于微弱电流测量有两种方法。
一种是取样电阻法,也叫做分流器法,其根本原理是采用在回路中接人取样电阻的方法,把电流转化成电压来测量。
数字万用表和指针式电流表通常使用取样电阻法,老式的静电计电缆分布电容较大,采用反馈原理测量的时候往往会引起很多问题,因此也采用取样电阻法。
新型的皮安表和静电计还增加了另外一种测量方法,即运算放大器电流反馈法。
皮安表和新型静电计的区别在于皮安表只能用来测量电流,而静电计是一种多功能的仪表;而静电计的灵敏度也往往比皮安表要高出几个数量级。
取样电阻法测量电流的原理图如图所示。
电路的输出为:E 0=E 1(R 1+R 2R 2)=I In R s (R 1+R 2R 2) 由于电流很小,为了保证较高的分辨率和灵敏度,通常要求取样电阻的值应该比较大,但是也不是越大越好。
万用表测量微弱电流方法宝子们,今天咱们来唠唠万用表测量微弱电流这事儿。
万用表这东西可神奇啦,就像个多功能小助手。
那要测微弱电流呢,咱得先把万用表调整到合适的挡位。
一般来说,有专门测电流的挡位,而且要选那种小量程的,就像你挑衣服得选合适尺码一样重要哦。
要是量程选大了,就像大鞋子套小脚丫,那微弱电流的变化就很难精确测出来啦。
然后呢,咱得把万用表正确接入电路。
这就像给小电流找个专门的通道让它走。
要注意连接的地方得紧紧的,可不能松松垮垮的,不然电流可能就会偷偷溜走一部分,那测量就不准啦。
就好比你给小宠物搭个小窝,要是有缝儿,小宠物可能就跑丢了。
在测量的时候啊,周围环境也很重要呢。
要是周围有很强的磁场或者电场干扰,就像有调皮的小妖怪在捣乱,那测量结果肯定也会受影响的。
所以尽量找个安静、没有太多干扰源的地方来测量。
还有哦,万用表的表笔也得好好检查检查。
要是表笔有破损或者脏污,就像小助手的手脚不干净利落了,那电流传输也会有问题。
所以要保证表笔是完好无损、干干净净的。
要是测量的时候发现数值一直在跳来跳去,别慌。
这可能是因为电流本身就很微弱,再加上周围有点小干扰。
你可以多测量几次,取个平均值,就像你考试的时候多做几遍题,取个靠谱的答案一样。
如果测量结果感觉不太对呢,也别轻易就觉得是万用表坏了或者自己操作失误。
可以换个类似的电路再测测看,说不定是电路本身有点小毛病呢。
就像你觉得自己做菜不好吃,可能不是你的厨艺问题,而是食材本身有点小问题哦。
总之呢,万用表测量微弱电流虽然有点小讲究,但只要咱们细心一点,就像照顾小宝贝一样照顾好测量的每一个环节,那肯定能得到比较准确的结果哒。
宝子们,加油哦!。
小电流测量方法
嘿,朋友们!今天咱就来聊聊小电流测量方法。
这事儿啊,就好像是在一堆沙子里找那几颗特别的小宝石。
你想想,电流那么小,就像个害羞的小孩子,藏得可深了。
那咱怎么才能把它给找出来呢?这可得有点小窍门。
首先呢,咱得选对工具。
就好比你要去抓鱼,得拿个合适的渔网不是?测量小电流也有专门的仪表,那可不能马虎。
这仪表就像是你的得力小助手,得靠它才能精准地抓住那小小的电流。
然后呢,测量的环境也很重要啊!周围不能有太多干扰的东西,不然那小电流都被吓跑啦!这就跟你想安安静静看书,旁边却总有人吵吵闹闹一个道理。
还有啊,操作的时候可得细心细心再细心。
就像走钢丝一样,稍微有点差错可能就前功尽弃咯!你得轻轻地、慢慢地去摆弄那些仪器,可别毛手毛脚的。
咱再打个比方,测量小电流就像是在黑暗中寻找一根细细的线,你得有耐心,还得有技巧。
要是随便瞎弄,那线不就断了嘛!
有时候啊,我就觉得这小电流测量就像是一场小小的冒险。
你得小心翼翼地前进,不断探索,才能找到那隐藏的秘密。
这过程可不简单,但当你成功测量出那小电流的时候,哇,那成就感,简直没法形容!
大家可别小看这小电流测量啊,很多大工程、大发明可都离不开它呢!它就像是一个小小的螺丝钉,虽然不起眼,但却至关重要。
总之呢,要做好小电流测量,就得有耐心、细心,还要选对工具和环境。
这可不是一件随随便便就能搞定的事儿,但只要咱认真对待,就一定能成功。
所以啊,大家加油吧,让我们一起征服这小小的电流世界!。
《电流及其测量》电流测量法,简单易学在我们日常生活和科学研究中,电流是一个非常重要的物理量。
无论是家用电器的正常运行,还是复杂电子设备的精确控制,都离不开对电流的准确测量和理解。
那么,什么是电流?又该如何测量它呢?电流,简单来说,就是电荷在导体中的定向移动。
就好像在一条道路上,一群有序行进的人群,他们的流动就形成了电流。
电流的单位是安培(A),它表示每秒通过导体横截面的电荷量。
电流的测量方法多种多样,下面我们来介绍几种常见且简单易学的电流测量方法。
第一种是使用电流表直接测量。
电流表就像是电流的“计数器”,能够直观地显示出通过电路的电流大小。
在使用电流表时,首先要选择合适的量程。
如果量程选得太小,电流可能会超过量程,损坏电流表;如果量程选得太大,测量的精度就会降低。
所以,在测量之前,需要对电流的大致范围有一个估计。
然后,要正确连接电流表。
电流表必须串联在电路中,也就是说,电流要依次流过电流表和其他元件。
连接时还要注意正负极的接法,一般电流表上会有“+”和“”的标志,电流要从“+”接线柱流入,从“”接线柱流出。
第二种方法是通过电阻测量电流。
我们知道,根据欧姆定律,通过电阻的电流等于电阻两端的电压除以电阻的阻值。
所以,只要测量出电阻两端的电压和电阻的大小,就可以计算出电流。
在实际操作中,我们可以使用电压表测量电阻两端的电压,然后已知电阻的阻值,通过简单的计算就能得到电流。
这种方法在一些不能直接接入电流表的电路中非常实用。
第三种方法是利用霍尔效应测量电流。
霍尔效应是指当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差。
通过测量这个电势差,就可以计算出电流的大小。
霍尔电流传感器就是基于霍尔效应制成的,它具有精度高、响应快、线性度好等优点,在电力系统、工业控制等领域得到了广泛的应用。
除了以上几种方法,还有一些其他的电流测量技术,如罗氏线圈测量法、磁通门测量法等,但这些方法相对较为复杂,不太适合初学者。
电流的方向和大小的测量电流是物质内部正电荷和负电荷的移动形成的电荷流动的现象,是电路中的重要参数之一。
测量电流的方向和大小对于电路的分析和设计至关重要。
本文将介绍常见的电流测量方法以及仪器设备。
一、电流方向测量电流的方向可以根据电荷的正负性来确定。
正电流是指正电荷由正极向负极流动,即电流的流向与电子流动的方向相反。
负电流则是指负电荷由负极向正极流动,方向与电子流动的方向相同。
在实际测量中,我们需要使用仪器来确定电流的方向。
1. 电流表电流表是一种用来测量电流大小和方向的常用仪器。
它采用电磁感应原理,通过在导线中引入一个可移动的铁磁性杆,当电流通过导线时,产生的磁场作用于杆,使其发生偏转。
根据偏转方向可以确定电流的方向。
2. 示波器示波器是一种用来显示电信号波形的仪器,也可以用来测量电流的方向。
通过将示波器的探头接在电路中,它可以显示出电流的波形图像。
根据波形图像的上升和下降方向,可以确定电流的流向。
二、电流大小测量为了准确测量电流的大小,我们需要使用合适的仪器和测量方法。
下面介绍几种常见的电流测量方法。
1. 安培表安培表是一种用来测量电流大小的仪器。
它通过在电路中串联一个很小的电阻,并测量通过该电阻产生的电压来确定电流的大小。
根据欧姆定律,电流等于通过电阻的电压除以电阻值。
2. 钳形电流表钳形电流表是一种非接触测量电流大小的仪器。
它利用电磁感应原理,通过将电流表的钳口夹在被测导线的周围,测量感应到的电压来确定电流的大小。
钳形电流表适用于测量高电流或无法中断电路的情况。
3. 分流器法分流器法是一种间接测量电流大小的方法。
它通过在电路中串联一个已知阻值的电阻,测量通过该电阻的电压来确定电流的大小。
通过根据分流器电阻与被测电阻值的比例关系,可以计算出电流大小。
4. 恒流源法恒流源法是一种精确测量电流大小的方法。
它通过引入一个稳定的恒流源,将被测电阻与此恒流源连接,测量产生的电压来确定电流的大小。
总结:电流的测量对于电路的分析和设计非常重要。
电流的大小与方向的测量教学方案引言:电流的大小与方向的测量是电学中的重要内容,对于学生来说,了解电流的测量方法以及掌握测量技巧是理解电路原理和解决实际问题的基础。
本文将介绍一种教学方案,旨在帮助学生准确测量电流的大小与方向并能够运用所学知识解决实际问题。
一、实验前准备在进行电流测量实验之前,需要准备以下实验器材和材料:1. 电流表或安培表;2. 直流电源;3. 若干不同电阻值的电阻器;4. 连接线、插头等。
二、实验目的通过本实验,目的是让学生:1. 掌握使用电流表测量电流大小的方法;2. 了解电流的方向及其测量方法;3. 培养学生分析和解决实际问题的能力。
三、实验步骤1. 首先,我们将电流表调整到适当的量程,将红表笔连接到电流表的正极(用+表示),黑表笔连接到电流表的负极(用-表示);2. 接下来,将电流表与待测电路进行串联连接。
具体方法是将电流表的红表笔连接到待测电路的一端,黑表笔连接到待测电路的另一端;3. 当连接完成后,打开电路开关,记录电流表上显示的数值。
若电流表显示的数值超过了所选量程,则需要调整电流表的量程;4. 在测量电流方向时,可以观察电流表上的正负号。
若电流表的指针偏向正方向,则电流的实际流动方向与红表笔所连接的一端指向的方向一致;若电流表的指针偏向负方向,则电流的实际流动方向与黑表笔所连接的一端指向的方向一致。
四、实验注意事项在进行电流测量实验过程中,需要注意以下几点:1. 实验中应保证电路连线正确,接触良好,以防止电流测量不准确;2. 选取合适的电流量程,避免过大或过小的测量范围,影响实验结果;3. 测量精度要求较高时,可以进行多次测量并取平均值,提高测量的准确性;4. 实验结束后,需要关闭电路开关并注意安全。
五、实验拓展为了让学生更好地理解电流的测量方法以及运用电流测量解决实际问题,可以拓展以下实验:1. 给定一个未知电阻的电路,通过测量电流大小和已知的电压,计算出待测电阻的阻值;2. 比较不同电阻值的串联和并联电路中的电流大小,探究电阻对电流的影响;3. 制作一个简易的电流表,让学生自己动手并观察电流的测量过程。
教学备课讲解如何在电路中测量电流在电路中测量电流是电路实验中常见的操作之一,也是电路分析和故障排查的重要手段。
本文将为您详细介绍如何进行电流的测量,并提供教学备课讲解。
一、实验目的通过实验,学生应能掌握以下知识和技能:1. 了解电流的概念和单位;2. 掌握电流的测量方法;3. 学会使用万用表进行电流的测量。
二、实验原理电流指的是电荷在单位时间内通过导体截面的数量,单位为安培(A)。
电流的测量方法主要有两种:串联法和分流法。
1. 串联法串联法是指将电流表串联在待测电路中,通过电流表的示数来测量电路中的电流。
采用串联法测量电流需要满足以下条件:(1)串联法测量电流的电路应断开电源;(2)采用合适的档位和量程,电流表的量程应大于待测电路中的电流;(3)正确接线,将电流表的正负极分别与电路中的正负极连接。
2. 分流法分流法是指将一个已知电阻与电流表并联在电路中,通过测量电阻上的电压和电阻值,来计算电路中的电流。
采用分流法测量电流需要满足以下条件:(1)分流法测量电流的电路应断开电源;(2)选择合适的电阻值,使得电流表的量程能够适应;(3)测量电阻上的电压,可以使用万用表的电压档位。
三、实验步骤1. 串联法测量电流(1)断开电路的电源;(2)选择合适的量程,将电流表的正极与电路中的正极相连,将电流表的负极与电路中的负极相连;(3)打开电路的电源,此时电流表将显示电路中的电流。
2. 分流法测量电流(1)断开电路的电源;(2)选择合适的电阻值,将电阻与电流表并联,电流表的正负极分别与电路中的正负极相连;(3)打开电路的电源,使用万用表测量电阻上的电压;(4)根据欧姆定律,计算电路中的电流。
四、实验注意事项1. 测量电流前,务必断开电路的电源,以免发生触电等危险;2. 选择适当的量程和电阻值,以保证测量的准确性;3. 正确接线,确保电流能够顺利通过电流表或电阻。
五、实验扩展1. 对于较大电流的测量,可采用电流变压器进行测量;2. 对于交流电流的测量,需要通过电流互感器进行测量。
电流的测量(基础)【学习目标】1.知道电流的单位、符号,以及生活中常见用电器的电流;2.理解电流的概念;3.知道电流表的用途、符号、使用规则;4.能将电流表正确的接入电路,并能够画出相应的电路图。
【要点梳理】要点一、电流的强弱1、概念:表示电流的强弱(大小)的物理量,常用符号I表示。
2、单位:安培(A)、毫安(mA)、微安(μA)①安培(Andre M.Ampere1875-1836):法国物理学家,数学家。
●安培是个数学天才,年纪很小已学会数学的基本知识和几何学;12岁开始学习微积分;18岁时已能重复拉格朗日的《分析力学》中的某些计算。
●他不但创造了“电流”这个名词,又将正电流动的方向定为电流的方向。
●根据电流的性质发明了探测和量度电流的电流表。
● 1827年,安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中,这是电磁学史上一部重要的经典论著。
②单位换算:1A=1000mA 1mA=1000uA3、常见电流值:要点二、电流表1、电流表的结构①电流表的符号:②两个量程:0--0.6A(大格0.2A,小格0.02A)0--3A(大格1A,小格0.1A)。
③三个接线柱:甲图为两个量程共用一个“- ”接线柱,标着“0.6”和“3”的为正接线柱;乙图为两个量程共用一个“+”接线柱,标着“0.6”和“3”的为负接线柱。
④调节点:调节电流表的指针指零。
2、电流表的使用规则①电流表要和被测用电器串联;②接线柱的接法要正确,使电流从正接线柱流入,从负接线流柱出;③被测电流不要超过电流表的量程;在不知被测电流的大小时,应采用试触的方法选择量程。
④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源两极。
3、电流表量程的选择:①如果能够估测出电流的大小,可以根据估测值选择合适的量程;②如果不能估测可用“试触法”选择合适的量程,如下图所示,电流表不要全部接入电路,闭合开关后用线头A点试触较大的量程,如果指针示偏转较小选择小量程,如果指针示偏转较大选择大量程的量程。
电流的测量知识点在我们的日常生活和科学研究中,电流是一个非常重要的物理量。
无论是家里的电器设备运行,还是各种电子设备的工作,都离不开电流。
而要准确了解电流的大小和变化,就需要进行电流的测量。
下面,让我们一起来深入了解电流测量的相关知识。
首先,我们来明确一下什么是电流。
电流,简单来说,就是电荷在导体中的定向移动。
就好比在一条道路上,有很多人按照一定的方向有序地行走,这些“行人”就是电荷,他们的移动就形成了电流。
电流的单位是安培(A),它表示每秒通过导体横截面的电荷量。
那么,如何测量电流呢?常见的测量电流的工具是电流表。
电流表在电路中的连接方式很关键,它必须与被测电路串联。
这就好比要测量一条河流中某一段的水流大小,你得把测量工具放在这段河流中间,让水流全部通过测量工具,才能得到准确的测量值。
如果电流表与电路并联,就会导致短路,这可是非常危险的!在实际测量中,我们还要根据电流的大小选择合适量程的电流表。
如果被测电流超过了电流表的量程,不仅会损坏电流表,还可能引发安全事故。
就像你用一个只能称 10 斤东西的秤去称 50 斤的重物,秤肯定会被压坏。
所以,在测量之前,要对电流的大致范围有个估计,选择合适量程的电流表。
如果不能确定电流大小,可以先选择大量程进行试测,然后再根据测量结果选择更合适的量程进行精确测量。
除了传统的指针式电流表,现在还有数字式电流表。
数字式电流表读数更加直观、准确,而且功能也更加丰富。
它可以直接显示电流的数值,有的还能记录测量数据、进行数据传输等。
再来说说电流表的读数。
指针式电流表的读数要看清指针所指的刻度和量程,然后进行换算得出电流值。
而数字式电流表则直接读取显示的数字即可。
在一些复杂的电路中,可能会同时存在多个支路,需要测量不同支路的电流。
这时,我们就需要逐个支路进行测量,确保每个支路的电流都能被准确测量。
另外,还有一种测量电流的方法是通过电阻的电压来间接测量电流。
根据欧姆定律,电流等于电压除以电阻。
测控电路设计专业:测控技术与仪器班级:07050342姓名:曹青学号:12微小电流测量仪器的设计本系统设计要求:设计一微小电流测量仪,可将较小电流以数字的方式直观、准确的显示出来。
被测信号是石英钟平均功耗电流,是一微小的不规则的电流。
测量范围:0 ~ 200μA。
1.设计分析:被测信号如图1所示。
石英电子钟的整机功耗包括两部分:一部分是石英钟集成电路的功耗;另一部分是步进电机的功耗。
石英钟集成电路包括:振荡器、分频器、窄脉冲形成器、驱动器等。
由驱动电路输出的脉冲信号,输入到步迸电机线圈绕组时,产生转位力矩,推动电机转子转动。
测量一个电路的电流,通常可以用直流或交流电流表直接测量。
但是对于测量石英钟脉动的电流,例如测量石英电子钟整机功耗这样的微安级电流,就不能简单地将电流表串入电路中去测量,而需要一套将被测信号转换成可以直接测量并用数字直观地显示出来的电路。
微小电流测量电路由数据采集转换电路、功能控制系统及显示电路三部分组成。
2.方案论证与设计:微小电流测量电路系统包括三个部分:(1)数据采集转换电路、(2)功能控制系统、(3)显示电路。
整个系统框图如图2。
图2整个系统框图被测信号数据采集转换电路功能制系统显示电路第一部分是数据采集转换电路。
本部分包括的电路有取样电路、电子模拟开关、隔离电路、积分电路、A/D转换电路。
1、取样电路是将被测的电流信号转换成电压信号,并对微小信号进行放大。
该电路应有调零和调增益的功能,以取出的信号不失真为最好。
方案:采用采样保持器LF398AH。
2、电子模拟开关相当于一扇门。
开门时,数据通过;关门时,数据不能通过。
开、关门的控制信号由数据选择端控制。
开门电平为+12V,开门时间为2S,由取样控制电路提供开门时间,采用芯片CD4051BCM,其直流供电电压(VDD)−0.5伏直流电+ 18伏直流电,输入电压−(VIN),每升1级+ 0.5 VDD 0.5 VDC伏直流电。
3、隔离电路将前、后级的电路隔开,提高电路带负载能力,使后一级的输入信号不影响前一级的输出。
方案:采用电压跟随器电路,显著特点就是,输入阻抗高,而输出阻抗低即可以起到隔离的作用。
4、积分电路其作用是取2秒内被测信号的平均值,要求有调零功能,输出信号电压应小于2V。
方案:可以采用集成运放的积分电路。
该电路和反相比例放大电路的不同之处在于用电容代替反馈电阻,利用“虚地”概念,可知输出信号与输入信号成积分关系。
理想积分器表达式为:01U UidtRC=-⎰积分之后,应保持一定时间,以供A/D转换只用,然后再将积分器上的电压放掉,以备下一次测量之用。
第二部分功能控制系统.时序信号发生器要求产生一个周期为4s、占空比1;1方波信号,即时序信号发生器输出f=0.25Hz、T=4s的信号。
采用石英晶体振荡器输出频率稳定性好,精度高。
因为积分电路的信号要送到A/D转换,A/D转换器需要转换时间,然后延迟一段时间显示数据,最后将积分器的电压放掉,准备下一次积分,所以设置了时序电路。
时序电路包括:T1模数转换时间、T2延时显示时间和T3清除时间。
要求:T1=0.25s;T2=0.3s;T3=0.3s,输出幅度为+5V。
时序电路可以采用单稳态电路组成。
,A/D转换器选用AD0809。
第三部分显示电路。
显示器件用LED,将A/D转换器输出的信号输入用单片机,通过驱动LED来显示。
3、系统原理框图:微小电流测量仪电路的原理框图如图2所示4、安装、调试电路4.1单元电路安装调试电路设计好之后,便可进行安装、调试。
通常应该是插接一个单元的电路、检查无误、通电调试,通过之后再进行下一个单元电路的插接、检查和调试。
在面包板上安装集成电路芯片时要注意管脚上网排列方向、管脚不能弯曲;外界元器件要注意根据电路原理图各部分的功能,确定其在面包板上的位置,按照信号的流向,将元器件顺序连接,以易于调试;连接导线要求紧贴在面包板上,避免接触不良,裸线部分大约0.5毫米左右,直接插入面包板的插孔中;器件和导线不允许跨接在接触芯片上,一般从芯片周围通过,尽量做到横平竖直,这样便于检查和更换元器件;还要特别注意的是,各组电源之间要共地。
4.2整机调试全部电路调通之后要进行整机调试,进行电路性能、参数的测试。
一般分为3步:第一步系统调零。
方法是:将取样电路输入端悬空,不接输入信号,用示波器观察积分电路的输出信号或者通过数字电压表测量输出信号。
若电路输入为零,输出不为零,应该调整调零电路,使其输出为零。
第二步是定标,将一个已知电路输入到取样电路的输入端,测量积分电路的输出或者通过数字电压表观察输出信号。
方法是:取一个10K标准电阻,一端接在1.5V电压上,另一端接入取样电路的输入端,根据欧姆定律,可知被测电流应为150uA,所以电路的输出应显示150uA。
若测量值不是150uA,应该调整测量电路的放大倍数。
第三步是测量并且记录各点波形。
将被测石英钟信号接入测量电路的输入端,此时电路的输出显示即是被测信号的准确值,循着信号的流向,用示波器分别测量各点波形。
注意观察波形的幅值、形状、相位关系5 、提高性能的措施要测量微电流,放大器必须降低噪声、提高性能,除了选择高性能运算放大器,我们采取了以下措施。
5.1 降低运算放大器的工作温度由运算放大器的温度特性可知,温度每升高1O℃,运算放大器的偏置电流将增加倍I3,从而降低微电流测量的灵敏度和准确度。
为此,尽可能降低电源电压,增大负载电阻(大于10kl2),以减小运算放大器的工作电流,降低工作温度。
5.2 不接运算放大器的平衡电阻实验证明,在高内阻电流源的微电流放大器中,运算放大器接平衡电阻不仅很难使输入电阻平衡,反而增加电路噪声,运算放大器同相端不接平衡电阻,而是直接接地5.3 减小PCB漏电流在微电流测量中,提高PCB的绝缘强度和减少漏电流非常重要。
假设运算放大器的同相端与反相端的绝缘电阻为1OQ,通常认为该绝缘电阻已相当大了,但当输入电压为1V时,运算放大器同相端与反相端的漏电流将达到10pA,是ICL7650偏置电流的7倍,严重影响电流的测量。
为了减少PCB的漏电流,我们采取以下措施:选用漏电流远小于pA级的高绝缘电路板,如环氧玻璃板;输入信号采用绝缘好、不产生静电,吸湿性小的聚四氟乙烯接线柱;在电路板上用接地屏蔽环将运算放大器的同相、反相输入端被包围起来,使其等电位,保证它们之间漏电流为零;电路安装好后,清除残留杂质,元件、电路板作清洁、干燥、防潮处理。
5.4 提高信噪比电阻选低噪声的1 精度金膜电阻;电容选低噪声的瓷介、云母或钽电容;电源两级LC滤波,降低噪声;电源线尽量远离输入信号线;信号输入线用尽量短的屏蔽电缆;在电源部分和放大器的输出部分大面积敷铜,放大器的输入部分大面积敷铜,与电源一点接地;整个微电流放大器用金属屏蔽。
6、小结本次设计了一个微小电流测量仪,可将较小电流以数字的方式直观、准确的显示出来本次本设计体现出了“用软件实现硬件”的思想。
利用单片机的强大功能配以多种外围电路实现了测量的目的。
在实际应用中应该有很大的市场,比较适合测量微小电流测量范围:0 ~ 200μA。
图3多模块电路图4 数码显示和A/D转换电路图教育学试卷一一、单向选择题(在每小题的备选答案中选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在题干的括号内,每小题1分,共20分)1.教育的直接和首要目标是( A )A. 影响人的身心发展B. 促进社会发展C. 提高人的素质D. 促进人类和谐2. 人类社会第一部以教育为专门研究对象的著作(D)A. 《教育学》B. 《民主主义与教育》C. 《普通教育学》D.《大教学论》3.教育的出发点是( D )。
A. 社会B. 学校C. 家庭D. 人4.在一定的前提下,对个体的发展中起着相对的主导作用的是( A )。
A. 学校教育B. 家庭教育C. 社会影响D. 自学5.“按教育规律办事”的前提是( A )。
A. 认识教育规律B.认识客观事物C.利用教育规律D.发挥主观能动性6.探讨把受教育者培养成什么样的人的问题是关于(D)问题。
A.教育政策B. 教育制度C.教育艺术D.教育目的7.为实现一定时期的教育目的而规定的教育工作的总方向是( A )。
A.教育方针B. 教育制度C.教育艺术D.教育目的8.雅典教育中“缪司”是指(C )。
A.体育B. 德育C.智育和美育D. 教育场所9.教育改革与发展的强大动力是( B )。
A. 教育需要B. 教育理论的创新C. 学校发展D. 教育政策10.学校教育职能的主要实施者是(B)。
A. 领导B. 教师C. 学生D. 校长11.标志我国师范教育的开始的文件是(D)。
A. 《关于教师地位的建议》B. 《国家为21世纪的教师作准备》C. 《中华人民共和国教师法》D. 《钦定学堂章程》12.教育活动的核心是(B)。
A.教师B.课程C.学生D.教材13.在学校教育中,处于中心地位的是( A )。
A.教学B.领导C.实践活动D.党团活动14.教师中心说的理论体系的构建者是( B )。
A.杜威B. 赫尔巴特C. 布鲁纳D. 昆体良15.教学过程结构的实质是(C)。
A.空间结构B.三维结构C. 时间结构D.立体结构16. 教学方法概念的基点是(A)。
A. 教学目标B. 教学内容C. 教学原则D.教学过程17.下列以引导探究为主的教学方法是( C )。
A. 谈话法B.讨论法C. 发现法D.将受法18.现代德育的核心应该是( A )A.道德价值培养B.青春期教育C.心理健康教育D.兴趣培养。