RLC测量原理电路

RLC 参数测试（虚拟仪器方式）一、实验目的（1）了解RLC 参数测试的实验原理；（2）了解虚拟示波器（USB 接口）双同道的工作情况。

二、实验原理实验电路原理图如图1所示。

图中Zx 为被测阻抗，Rs 为采样电阻。

Ux 为幅度频率可调信号源。

由图可知： x r x r U U Z R =令被测阻抗x x Z R jx =+，则有：x rx r U U R jx R =+cos x x r r U R R U ϕ=⋅⋅sin x r r U x R U ϕ=⋅⋅式中ϕ为x U 和r U 的相位差。

若已知阻抗Zx 为电阻、电容的串联阻抗，即：1x x Z R j c ω=- 则有：1sin x r r c U R U ϕω=⎡⎤⋅⋅⋅⎢⎥⎣⎦ 若已知阻抗Zx 为电阻、电感的串联阻抗，即：1x x Z R j L ω=+ 则有：sin x r r U R U L ϕω⋅⋅= 所以只要得知参数x U 、r U 和ϕ的值，就可求出被测阻抗Zx 的组成。

三、实验硬件和软件（1）虚拟信号发生器软件1套（2）虚拟示波器软件1套（3）实验平台（USB接口）硬件1台（4）计算机 1台（5）RLC实验电路板1块（6）数字直流稳压电源1台四、实验预习要求：1、复习好《电子测量》中RLC 测量的有关章节。

2、阅读虚拟仪器操作说明，熟悉有关虚拟示波器和虚拟信号源。

3、详细阅读实验指导书，作好测试记录的准备。

五、实验步骤：（1）实验说明本实验利用USB接口的实验平台上的双同道的虚拟示波器，对Ux和Ur同时采集，其中Ux就为虚拟信号发生器的输出信号，由通道A采集，Ur由通道B采集。

虚拟RLC测试仪主程序对采集到的数据进行处理，求出所需参数值，进而求出被测阻抗。

虚拟RLC测试仪主程序流程框图如图2所示。

本实验所使用的虚拟RLC测试仪仪器面板如图3所示。

仪器的功能如下：a、“Rr值”输入框：测试之前输入采样电阻值。

b、“电阻、电容/电阻、电感”选择开关：选择Zx的组成模式。

RLC正弦交流电路参数测量
RLC正弦交流电路是电路学中重要的一种电路类型，广泛应用于信号处理、通信、控
制等领域。

在实际应用中，经常需要对RLC正弦交流电路的参数进行测量，以保证电路工
作正常。

本文将介绍RLC正弦交流电路的参数测量方法。

1. 电阻测量
电阻是电路中最基本的元件，其电阻值的测量是电路参数测量的第一步。

电阻的测量
方法有多种，常用的是万用表和电桥。

（1）万用表测量电阻
万用表是一种经典的测量电路参数的工具，可用于测量电阻、电压、电流、电容等量
的大小。

测量电阻时，将万用表调至电阻档位，然后将测量两端的导线接到所需测量电阻
的两端，即可读出电阻大小。

需要注意的是，电阻的测量值可能受到测量时的环境因素
（如温度、湿度等）的影响，因此需要进行修正。

电桥是一种基于悬挂定理的测量电路参数的工具，由Wheatstone发明。

其基本原理是利用平衡法，使待测量物体与标准物体的电流瞬时相等，达到平衡状态，从而测出待测量
物体的电阻值。

电桥测量电阻的准确性高，经常用于对电阻值较小的元件进行测量。

电容是电子元器件中使用最广泛的元件之一，其测量方法有多种，主要包括万用表法、交流电桥法、直流电桥法和LCR测试仪法等。

其中，万用表法是最常用的方法。

万用表法测量电容时，需要将万用表调至电容档位，将测量两端的导线接到所需测量
电容的两端，此时读出的值为电容的直流电子基团电容值，需要根据电容器本身所带的电
感进行修正得到电容的实际交流电容值。

（1）正弦电桥法测量电感。

RLC数字电桥实现及测量方法1.RLC数字电桥实验及原理RLC数字电桥电路如图1.图1.RLC数字电桥电路如图所示，通过正弦波发生器产生一个频率幅度已知的低频正弦波信号，让此信号通过待测器件Z和已知电阻R构成的电桥，由于电容电阻对正弦波的相位有延迟的作用，通过RA1,RA2两个端点采样信息，然后根据相位算法，就可以求出待测器件的阻值和相位，从而可以得出待测器件是RLC中的哪一个。

2.相位差测量原理2.1过零点法过零点法的原理是:分别确定两个同为下降趋势(或上升趋势)的同频信号过零点的时刻,计算其时间差,然后根据时间来计算相位差。

如图所示,为两个同频的正弦信号,其过零点时差为Δt,由下式(1)计算相位差。

过零点法基本原理Δφ =（Δt/T）×360 (1)式(1)中T为信号周期, 式( 1)可用模拟电路实现,而在虚拟仪器中,信号是A /D 采样量化后的离散信号,故式(1)不能直接应用,设信号1首次经过的零点对应为数组的第i元素, 信号2首次经过的零点对应为数组的第j元素(两信号的过零点均为下降趋势时的零点) ,采用下式计算相位差。

Δe =360/n= 360*（f/f s）(2)Δφ= j*Δe –i*Δe = ( j - i)*Δe = 360 ( j - i)*（f/f s）(3)式中Δe为相邻两个采集点信号的相位角之差; f为被测信号频率; f s 为采样频率;当采样频率较高或者被测信号幅值较小时, 在信号零点附近可能会出现第h个采样点到第k个采样点间值均为零的现象,但信号只有一个过零点(对应数组第i元素) ,可由式i =( h + k)/2求出。

同时,在实际测量中,通常直接测到零点的几率比较小, 而采集的是零点两侧的样本数据。

如图1 ( b)所示的第i和第i + 1个采集点,可将这两个采集点之间的信号用直线来简化ti + 1为第i + 1个采样点的采样时间; yi 和yi + 1分别为第i和第i + 1个采样点对应的幅值。

RLC正弦交流电路参数测量实验报告(1)实验目的：1.了解电阻、电容、电感在正弦交流电路中的基本特性。

2.掌握R、L、C参数的测量方法。

3.通过实验学会分析和解决RLC正弦交流电路的实际问题。

实验原理：正弦交流电路是指由电阻、电容和电感元件组成的电路。

该电路是封闭型的，可以对其进行一些参数的测定，如电阻、电感、电容等。

正弦交流电路的电压和电流都是正弦波。

其在电路分析和设计中应用广泛，是电子工程专业和相关专业学生必须熟悉的实验内容之一。

正弦交流电路的电压和电流分别滞后90度，即振幅最大的时候，电流和电压不是同时出现的。

这是因为在电路中电阻、电容、电感元件的特性不同而引起的。

实验步骤：1. 通过万用表测定电阻器的阻值，记录在实验记录表中。

2. 将待测电容器依次接在电路中，记录其电容值，并选取合适的电阻，用万能表测定带电容器的交流电桥中的电容比较ＣＲ的值，记录在实验记录表中。

3.将待测电感器回路接入电路中。

在扫频工作条件下，用示波器测定相应点的电压和频率F，并用频率计检查示波器的读数，若误差较大可调节频率计。

4.通过标准电阻和标准电容的值，测量得到带电感器Ｌ的值，并将其记录于实验记录表中。

5.测量过程结束后，关闭电源电压开关，关掉设备，整理实验器材，并填写实验报告。

实验结果：实验结果表明，在RLC正弦交流电路中，电容C，电感L和电阻R三者的参数都可以通过一些简单的测量方法来测量。

根据测量结果，可以判断电路的性质，并通过实验分析解决一些实际问题。

实验结论：通过本次RLC正弦交流电路参数测量实验，学生们不仅了解了基本原理和实验步骤，而且理解和掌握了实验中测量的概念。

实验结果显示，电容、电感和电阻的参数都可以通过一些简单的测量而获得，这意味着学生们可以在任何时候应用这些方法来解决实际问题。

该实验强化了学生的电路分析和设计能力，帮助他们更好地理解和掌握正弦交流电路的特性和性能。

安徽理工大学rlc串联电路的阻抗测定实验报告
一、实验目的1.了解并联电路的阻抗测定方法2.掌握RLC 串联电路阻抗的测量方法二、实
验原理在电路中,由于负载R 对电流I 的影响,当电压U= IR 时,流过电阻R 的电流为: Ir= IRR 式中: Ir 为流经R 的电流; R 为电阻。

三、实验器材仪表与元件
四、实验步骤
(一)测试前准备工作将直流稳压电源和数字万用表置于最大量程挡,把两个电阻串接在
被测电路上,然后调节稳压电源使输出电压不低于0.3V。

(二)测试并联电路的阻抗
1.将万用表拨至R×1k 挡,红表笔接电阻的一端,黑表笔分别接另外两根电阻的另一端,
读取指针所指示的阻值,记录下来,得到串联电路的阻抗Z2=(R+ R+ R+ R)/(R+ R+ R+ R)=(0.4+0.6+0.5+0.3+0.15+0.08+0.06)/(0.1+0.05+0.04+0.03+0.02+0.01)=9.7ω
2.按照同样的方法测出R1和R2的阻值,并做好记录。

五、注意事项
1.测量时,先要确认万用表已处于最大量程挡,再调节稳压电源,使输出电压不低于0.3V。

2.本次实验的测量结果可能受到各种因素的影响而产生误差,这些都是正常现象,但只要
我们有足够的耐心,反复多次进行测量,总会找到其规律性,从而达到减小误差的目的。

3.在进行阻抗测量时,尽量选择电阻较小的电阻,以免引起误差。

rlc串联交流电路的研究实验报告一、实验目的1、通过对RLC 串联交流电路进行研究，了解串联交流电路的基本性质。

2、测量桥路电压和电流，并计算RLC 电路中的电压、电流、电阻、电感和电容等参数。

3、对实验测量结果进行分析和总结，掌握科学研究的思维。

二、实验原理1、串联LCR电路的基本原理串联LCR电路可以分解成两部分：电源电路和通路电路。

电源电路由电源v(t)和串联固定电阻r 组成，通路电路由LCR 组成。

串联LCR 电路可以等效成一个等效电阻R，等效电感L 和等效电容C。

二者的关系为：R= r+(XL-XC)其中，XL为串联电感的电阻，XC为串联电容的电阻。

2、电感的特性电感是调节电子器件中电磁场的基本元件之一。

有许多方法可制造电感，最常用的是蜗线式电感。

电感的特性是当电源中断或变化时，它对电流的变化具有一定的抵抗作用。

3、电容的特性电容是调节电子器件中电场的基本元件之一。

可用各类介质制造电容，最常用的是电解电容。

电容的特性是当电源电压端断或变化时，它对电流的变化具有一定的可充满和排空的作用。

三、实验器材1、多用万用表2、信号发生器3、交流电桥4、电阻箱5、电感器和电容器6、示波器四、实验过程1、接线图2、实验步骤1)使用万用表测量电感器的电感值，电容器的电容值和电阻箱的电阻值。

2)根据电感值和电容值计算并调整发生器频率与LC 并联电路共振频率接近。

3)经过调整，使得在串联LCR 电路中R、L、C 三者的大小与理论值相近，即可进行实验。

4)用AC 电桥测出电阻、电感、电容及共振频率等参数的大小，记录数据并计算实验数据。

5)使用示波器来测量输出波形，并与理论波形相比较。

五、实验结果分析1、在实验过程中对串联RLC 电路进行了研究，并通过实验计算了RLC 电路中的电压、电流、电阻、电感和电容等参数。

2、根据实验数据的分析，发现实验数据与理论值较为接近，说明实验设计和操作方法的正确。

3、实验结果表明，在串联RLC 电路中，当交流电源中断或变化时，电感对电流的变化具有一定的抵抗作用，而电容则对电流的变化具有一定的可充满和排空的作用。

RLC正弦交流电路参数测量实验报告一、实验目的1.学习正弦交流电路参数的测量方法；2.熟悉使用示波器和信号发生器进行电路参数测量的步骤；3.掌握RLC电路频率响应特性的实验测量方法。

二、实验仪器和器材1.示波器；2.多用电表；3.R、L、C元件；4.信号发生器。

三、实验原理RLC电路是由电阻（R）、电感（L）和电容（C）三个元件组成的电路。

在交流电路中，频率（f）是一个非常重要的参数。

实验中通过调整信号发生器的频率，观察在示波器上的波形变化，测量各个元件的电压和电流，从而得到电路的频率响应特性。

四、实验步骤1.按照实验电路图连接电路，将R、L、C元件连接成RLC电路；2.将信号发生器的输出端与电路的输入端相连；3.将示波器的一组探针连接到电路上，以观察电压波形；4.打开示波器和信号发生器，并调整信号发生器的频率为10Hz；5.在示波器上观察波形，并记录电压和频率的数值；6.依次将信号发生器的频率调整为100Hz、1kHz、10kHz和100kHz，重复步骤5中的操作；7.对以上各个频率的电压和频率数值进行记录；8.按照上述步骤测量电流值，记录电流和频率数值；9.将测得的数据整理成表格。

五、实验结果实验中测得的电压和电流数据如下表所示：频率(Hz)，电压(V)，电流(A)---，---，---10，2.3，0.15100，2.1，0.201k，1.8，0.1210k，1.4，0.06100k，1.0，0.02六、实验分析1.根据测得的电压和电流数据，可以计算出电阻（R）的数值。

根据欧姆定律，电压与电流之间的比值即为电阻的大小。

由表中数据可得，当频率为10Hz时，电流为0.15A，电压为2.3V，根据公式R=U/I，可计算出R的数值为2.3/0.15=15.3Ω。

2.根据电感（L）和电容（C）的频率特性，在低频时对电感有影响，在高频时对电容有影响，因此通过观察电压-频率的图像变化，可以确定L和C的数值。

【RLC正弦交流电路参数测量】实验报告【实验目的】1.熟悉正弦交流电的三要素，熟悉交流电路中的矢量关系；2.学习用示波器观察李萨尔图形的方法；3.掌握R,L,C元件不同组合时的交流电路参数的基本测量方法。

【实验摘要（关键信息）】1.在面包板上搭接R、L、C的并联电路；2、将R、L并联，测量电压和电流的波形和相位差，计算电路的功率因素。

3、将R、C并联，测量电压和电流的波形和相位差，计算电路的功率因素。

4、将R、L、C并联，测量电压和电流的波形和相位差，由相位差分析负载性质。

计算功率因素。

【实验原理】1.正弦交流电的三要素初相角：决定正弦量起始位置；角频率：决定正弦量变化快慢幅值:决定正弦量的大小。

2.电路参数在正弦交流电路的负载中，可以是一个独立的电阻器、电感器或电容器，也可以由他们相互组合（以串联为例）。

电路里元件的阻抗特性为当采用交流电压表、电流表和有功功率表对电路测量时（三表法），可用下列计算公式来表述Z与P、U、I相互之间的关系：负载阻抗的模︱Z︱；负载回路的等效电阻；负载回路的等效电抗；功率因数cosφ;电压与电流的相位差φ当φ>0时，电压超前电流；当φ<0时，电压滞后电流。

3.矢量关系：基尔霍夫定律在电路电路里依然成立，有和，可列出回路方程与节点方程。

【电路图】电路图1电路图2电路图3【实验环境（仪器用品等）】面包板，示波器，1KΩ电阻，47Ω电阻,导线,函数发生器，10mH电感，0.1μF 电容【实验操作】1.分别按照电路图1、2、3在面包板上连接电路；2.调节函数发生器，使其通道1输出频率为1KHz,峰峰值为5V的正弦波；3.示波器校准，通道1接入函数发生器输出的信号，通道2接入通过47Ω小电阻的信号，两通道地线要接在一起；4.调节示波器，使其为李萨尔图形，观察两波形相位差，记录数据并分析。

【实验数据与分析】1.R、L并联测量值V max1(V) V max2(V) △V（v）T (-)（ms）T(+)(us)T(ms)CH1 1.78 -1.82 3.6 -1.26 -256 1 CH2 0.94 -0.940 1.88 -1.12 -120 1测量值V 1(mv) V 2(mv) △V（v）△Y1 980 -940 -1.92△Y2 660 -620 -1.28测量计算值：输出与输入信号电压差为0.67，相位差为φ33.69；实际测量值为34.18°，误差为1.4%2.R、C并联测量值V max1(V) V max2(V) △V（v）CH1 1.22 -1.14 2.36CH2 1.34 -1.38 2.72V测量值V 1(V) V 2(V) △V（V）△Y1 1.17 -1.04 2.21△Y2 0.460 -0.300 -0.760测量计算值：输出与输入信号电压差为0.344，相位差为φ18.98；实际测量值为—18.26°，误差为3.7%3.R、L、C并联测量值V max1(V) V max2(V) △V（v）T (-)（ms）T (+)(us) T(ms) CH1 1.42 -1.46 2.88 -1.25 -240 1.01 CH2 1.14 -1.1 2.24 -1.31 -304 1.01测量值V 1(V) V 2(V) △V（V）△Y1 1.00 -1.01 2.01△Y2 0.460 -0.340 -0.800 测量计算值：输出与输入信号电压差为0.398，相位差为φ21.7；示波器读数φ22.53,误差为3.6%输入波滞后于输出波。