电路测试实验资料概要

电路测试实验资料概要

实验⼀ 直流电阻的测量

⼀、实验⽬的1．学习复⽤表(万⽤表)的使⽤； 2．掌握伏安法测电阻的⽅法； 3．学习直流单电桥和双电桥的使⽤； 4．学习兆欧表的使⽤。 ⼆、实验原理与说明1．各种导线、线圈、绝缘材料、开关接触处等都有电阻。电阻在数值上可分为低值、中值、⾼值三个范围。低值为1Ω以下，中值为1Ω到1M Ω之间，1M Ω以上为⾼值。不同的电阻值，不同的精度要求，所选择的测量仪器、测量⽅法不同。导线电阻、线圈电阻、开关接触电阻等低值电阻常⽤双电桥测量。中值电阻测量精度要求⾼时，常⽤单电桥测量。⾼值电值中的绝缘电阻⼀般⽤兆欧表测量。 2．伏安法测电阻

伏安法测电阻的理论依据是欧姆定律，如果U 为电阻两端电压，I 为流过电阻的电流，在关联参考⽅向下有R U /I χ=。测量电路见图1-1(a)、(b)。图(a)为电压表接前⽅式，它适⽤于被测电阻R χ较⼤，即A R R χ>>(A R 为电流表内阻)的情况;图(b)为电压表接后⽅式，它适⽤于被测电阻R χ较⼩，即 V R R χ<< (V R 为电压表内阻)的情况。伏安法测电阻的特点是测量结果能反映电阻器在⼯作状态的电阻值，但测量误差较⼤。

（a ） (b) 图1-1 3．电桥法测电阻

⽤单电桥测电阻，测量步骤为：(1)⽤复⽤表粗测电阻;(2)选择⽐率臂；(3)选择⽐较臂；（4）按下电源键；（5）按下检流计按钮；（6）调整⽐较臂；（7）电桥平衡；（8）读数。双电桥测你值电阻，步骤与单电桥相似，只是不⽤复⽤表粗测电阻值。4．测量误差的计算

绝对误差x x 0A A A =- （2-1） 相对误差0100x

r A A =

% （2-2） 式（2-1）、（2-2）中，x A 为仪表⽰值，0A 为被测量的实际值。

三、实验任务1．⽤复⽤表和单电桥分别测量三个未知阻值的电阻器，测量结果记⼊表1-1。

表1-1

项 ⽬ ()x1R Ω()x2R Ω

()x3R Ω

被测量电阻的标称值 复⽤表测量值（1R ） 单电桥测量值（II R ）

相对误差0100x

A r A =

%2．按图1-1（a ）、(b)接线，⽤伏安法测量上述三个电阻器，测量结果记⼊表1-2，并估算最⼤相对误差m r 。 表1-2

测试电路 图（a ） 图（b ）

被测电阻（Ω） x1Rx2R

x3R

x1R

x2R

x3R

测量()U V ()I mA 计算

()x R Ω

m r

3．⽤双电桥测分流器、导线电阻值，记录表格⾃拟。 4．⽤兆欧表测量电缆缆芯对缆壳的绝缘电阻，⾃拟测量线路。 四、实验设备 直流稳压电源 1台 电缆线⼀根 复⽤表 1块 分流器1个

单电表 1台 双电桥 1台 直流电压表 1块 直流毫安表 1块 兆欧表 1块 滑线变阻器 1只 电阻器3只

五、提⽰与思考1.⽤复⽤表电阻档测电阻之前，为什么要先进⾏欧姆调零?

2.被测电阻如何分类?各类电阻测量⽅法有何不同?

3.伏安法测电阻有什么特点?电压表接前或接后分别在什么条件下采⽤?

4.绝缘电阻的测量为什么⼀般使⽤兆欧表，⽽不⽤复⽤表测量? 六、实验报告要求

1.⽐较分析各种电阻测量⽅法的适⽤条件。

2.列出所有记录表格，整理测量数据并分析实验结果产⽣误差的原因。

实验⼆ 电位测量和电路故障的处理

⼀、实验⽬的1.学习电路的连接⽅法；

2.了解简单电路故障的处理； 3．加深对电位概念的理解。 ⼆、实验原理与说明

1.电路实验中正确接线的基本原则是：“先串后并，先分后合，先主后辅”。对于图2—1电路可分为三部分，分别按先串后并的原则将各部分接好，再将三部分合成整体电路。2.电路中某点的电位是该点对参考点的电压。参考点的选择是任意的，对不同的参考点，同⼀点的电位不同，但任意两点间的电压与参考点的选择⽆关。在直流电路中，直流电压表负极接⼿参考点；电压表正偏时，被测点的电位则为正，反之为负。3.电路故障的检查，常⽤电压表法和欧姆表法，欧姆表法检查电路故障须在断电下进⾏ (具体⽅法阅读第⼆部分第⼆节有关内容。)

三、实验任务1.按图2—1接线，⽤复⽤表的电压档确定电路潜在故障点，再⽤复⽤表的欧姆档复查故障点，排除故障。

图2-12.分别以c 点和f 点作参考点,⽤磁电系电压表和数字电压表测量各点的电位值。测量

数据记⼈表2—1中。

表2-1

内 容()a V V ()b V V ()c V V ()d V V ()e V V ()f V V ()g V V

测量仪表c V =0 计算值 测量值

磁电系 测量值 数字表f V =0 计算值

测量值

磁电系 测量值

数字表

四、实验设备 直流多路稳压电源 1台 三端电阻器 1只 电阻器 5只 磁电系电压表 1块 数字电压表 1块 复⽤表1块

五、提⽰与思考1．测量电路中电压、电位时，如何判定测量值的正负？ 2．电位和电压单位相同，它们的测量⽅法有什么不同？ 六、实验报告要求1．根据测量数据，说明某点电位⾼低与参考点选择有关，⽽两点间电压⼤⼩与参考点的选择⽆关。

2．⽐较磁电系电压表与数字电压表所测量的结果，分析仪表内阻对测量结果的影响。 3．总结检查线路故障的⽅法。

附：实验进⾏之前，教师⼈为地设置电路故障。

实验六 设计实验 戴维南定理的研究

⼀、实验⽬的1．验证戴维南定理，加深对等效概念的理解； 2．学习线性有源⼆端⽹络等效电路参数的测试⽅法；

3．学习减⼩仪表内阻对测量结果影响的实验⽅法。 ⼆、实验原理与说明

1．戴维南定理指出：任何⼀个线性有源⼆端电阻⽹络，对外电路来说，可以⽤电压源和电阻的串联组合⽀路等效。电压源的电压等于原来有源⼆端⽹络的开路电压oc U ；⽽电阻等于原来有源⼆端⽹络中所有独⽴电源置零时输⼊电阻0R 。2．戴维南定理的适⽤条件是被等效的有源⼆端⽹络必须是线性的。通过测量有源⼆端⽹络的端⼝伏安特性曲线U f (I ) ，如图6-1所⽰，可以判别有源⼆端⽹络是否为线性。 3．开路电压的测量⽅法(1)⽤⾼内阻直流电压表直接测量。⼀般⼯程测量中认为若电压表内阻是被测电阻的⼀百倍以上，则电压表为⾼内阻表。

(2)补尝电压法。先⽤直流电压表粗测有源⼆端⽹络(A)的开路电压oc U ，然后⽤⼀直流电压源s U 和分压器R 组合得到可调电压，接线见图6-2所⽰。将可调电压U 调⾄稍⼤于⼆端⽹络的粗测开路电压值，利⽤试测法不断改变可调电U ；直⾄毫安表(或检流计)读数为零，此时电压表读数基本

图6-1 图6-2

消除了电压表内阻对⽹络开路电压的影响。(3)负载电阻两值法。按图6-3接线，改变负载电阻R 值两次，分别测得两组电压电流值(1U 、1I )和(2U 、2I )，则开路电压为：1221

21

oc U I -U I U I -I

（6-1）4.有源⼆端⽹络等效电阻的测量⽅法

(1)开路短路法。测量有源⼆端⽹络的开路电压U oc 和短路电流I sc ；为减少电流表内阻等效电阻R 0对测量结果的影响，可采补偿法测短路电流I sc ，见图6-4电路。不断改变电阻R ，即可调补偿电流⼤⼩，直⾄毫伏表读数为零，此时电流表读数基本消除了电流表内阻对

⽹络短路电流的影响。

应当注意如果因短路电流过⼤可能损坏⽹络内部器件时，不能⽤此⽅法。

图6-3 图6-4

（2）伏安法。在可能的条件下，将⽹络S N 的所有独⽴电源置零，此时有源⼆端⽹络变为⽆源⼆端⽹络P ，在P 端⼝加适当电压后，⽤电压表和电流表分别测量端⼝电压U 、电流I ，如图6-5，则

图6-50U

R I

＝

（6-3） 为减少仪表内阻对测量结果的影响。图6-5利⽤开关S 改变电压表、电流表相对连接位置，观察两表读数变化情况。如果电压表读数变化⼤，则说明被测电阻R 0是低值，应采⽤电压表接后（S 合向1位置）；如果电流表读数变化⼤，则说明R0是⾼值，应采⽤电压表接前（S 合向2位置）。

（3）负载电阻两值法。接线与测oc U ⽅法（3）相同，R 0的计算公式为：12

021

U U R I I －＝

－ （6-4）

（4）半压法。⽤⼀内阻⾜够⼤的电压表测出有源⼆端⽹络S N 的开路电压，然后将该电压表与可调标准电阻同时并接在S N的端⼝，改变电阻箱阻值的⼤⼩，使电压表读数降⾄开路电压的⼀半。此时电阻箱的阻值即为R 0。

三、实验任务1.根据实验室提供的电源、电阻⽹络板，⾃拟⼀个有源⼆端⽹络（称原⽹络），测量该⽹络的端⼝伏安特性()U=f I 。要求含12

sc I I =

的数据点。测量的数据记⼊表6-1。 2．根据实验条件，各选⼆种可⾏的实验⽅法测量上述有源⼆端⽹络开路电压U oc 和等效电阻R 0。3．选择上述测得的最⾫U oc 和R 0值，组成有源⼆端⽹络的等效电路，测量其端⼝伏安特性曲线，测量数据记⼈表6—2。

4．利⽤实验设计的基本⽅法，确定实验⽅案，画出每项实验任务中的具体线路，确定实验中所有电源的⼤⼩，计算器件参数：选择仪器设备规格和型号。

表6—1 原⽹络端⼝伏安关系1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ()L R Ω

0 ∞ ()U V

()I A

表6-2 等效⽹络端⼝伏安关系13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ()L R Ω

∞

()U V

()I A

四、实验设备

列出表格，写出⾃选各仪器仪表和设备的名称、型号、规格、数量和编号等。 五、提⽰与思考1．测量有源⼆端⽹络的开路电压和等效电阻的⽅法除实验原理与说明中介绍的外，还有其他⽅法吗?

2．分析补偿法测电压和电流的原理。

3．如果有源⼆端⽹络是封闭的，对外只引出两个端钮m 、n ，且m 、n 端⼝不允许短路，输出电流不允许⼤于N I ，试问如何确定该⽹络的等效电路?4．什么情况下可⽤欧姆表测量有源⼆端⽹络的等效电阻? 六、实验报告要求

1．⾃拟每项任务的实验步骤、实验线路。整理数据，在同⼀⽅格纸上作出有源⼆端⽹络和它的等效⽹络的伏安特性曲线，验证戴维南定理。2．⽐较各种测量U oc 和R 0的结果，哪种⽅法测量更准确？分析原因。

3.利⽤任务1中的数据，讨论有源⼆端⽹络端⼝的功率特性曲线()P f I ＝，总结负载获得最⼤功率的条件。

4．对实验结果出现的误差进⾏分析和讨论。

2.2 基本交流电路模块

实验七 ⽰波器使⽤

⼀、实验⽬的1．熟悉⽰波器⾯板上各主要开关、旋钮的作⽤； 2．学习⽤⽰波器显⽰波形，测量周期；频率和相位等；

次

序

项

⽬

次

序

项

⽬3．了解信号发⽣器⾯板上各开关、旋钮的作⽤。 ⼆、实验原理与说明

⽰波器是⼀种⽤于科学实验和⼯业⽣产的多功能综合测试仪器，它不但能显⽰被测信号波形，⽽且能测量峰值、频率、相位，器件伏安特性曲线等。如果⽰波器内部锯齿波发⽣器⼯作，Y 通道加被测信号，此时⽰波器⼯作状态称Y —t ⼯作⽅式，荧光屏显⽰被测波形。如果⽰波器内部锯齿波发⽣器不⼯作，在X 通道和Y 通道同时外加信号，此时⽰波器的⼯作状态称Y —X ⼯作⽅式，在电路实验中常利⽤这种⽅式显⽰被测器件伏安特性曲线。

三、实验任务1．熟悉⽰波器板⾯各主要旋钮和开关的使⽤ 2．测量信号周期或频率

按图7—1接线，观察信号发⽣器输出的正弦波并测量其周期或频率，记录表格⾃拟。