实验31应用计算机测电阻伏安特性Word下载.docx

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3.2.2电压测量

电压测量直接用电压传感器。

实验中电压传感器采集到的电压信号可以接到500型科学工作室模拟通道B或C（A通道输入阻抗为2MΩ，B和C输入阻抗为200MΩ）。

4教学内容

4.1硬件连接

1）按图25-1连接好线路，特别注意电流或电压传感器梅花插头与插座的正确连接，连接线有箭头和TOP标志，标志应向上，不允许错位强行插入。

2）线路详细检查正确后，才能打开稳压电源（电压为10V），以免烧坏500型科学工作室接口。

3）检查500型科学工作室接口A、B、C模拟通道,选A通道为电流接口，B、C通道任选一个为电压传感器输入口。

4）电流传感器接线柱有红和黑两色，电压传感器香蕉插头也有红和黑两色，分别代表正极和负极，不要极性接反，否则，实验结果曲线不会在第一象限。

4.2软件操作

1）熟悉PASCO科学工作室实验系统的功能与使用方法（图25-3）

2）接通500型科学工作室接口电源开关（在背面），点击计算机科学工作室ScienceWorkshop图标，计算机进入自检过程，若屏幕显示找不到一个接口，应检查接口电源指示灯绿灯是否亮或检查RS232串行口连接是否正常，按重试图标按钮；

若自检通过，计算机屏幕将显示图25-3工作界面，系统进入PASCO科学工作室软件平台。

3）根据电流和电压传感器硬件连接，相对应把接口图标拉入ABC图标中，并在选择传感器窗口中，A接口选取用户自订传感器，B或C接口选取电压传感器。

图25-4用户自定义传感器

4）双击用户自订传感器图标，把系统默认电压改成电流，电流

填入高值数据框中，低值填入零。

电压最大值为10V，低值为零，如图25-4所示。

5）用鼠标点取图表，按下右键不放，拖入通道或感应器上，显示数据曲线。

图形显示二维坐标中，纵坐标选A通道，横坐标系统默认时间T,更改为B或C通道的电压输入。

4.3数据采集

1）双击录入REC图标或主菜单实验的下拉菜单“记录”，界面有小光标闪动，表示系统正在数据采集中，匀速移动滑线变阻器触点，从最低点移B到最高点A，点击停止图标，计算机屏幕将自动形成I-V特性曲线。

2）实验过程中，如果发现I-V曲线或电流自定义错误，需要更改，应先在数据框中的数据（系统按顺序编号）全部选中，再按键盘Delete键删除。

3）本实验分别接入三个待测电阻RX，形成三条曲线。

用鼠标点击Data下拉菜单，复选三条数据曲线。

4）点击图形显示最大化，三条直线所在坐标系应满屏幕。

可采用手工调整横纵坐标比例，即用鼠标点击坐标轴，在对话框填入适当数值，或点击坐标自动匹配图标。

5）点击图表设定小图标，写入曲线名称，班级，姓名，学号，如图25-5所示。

6）把实验结果另存在指定的网络共享文件夹中，文件名*.sws，*用学号最后三位数替换。

检查正确后打印结果。

5实验教学组织及教学要点

1）教师在实验课开始前，必需备课、熟悉仪器，并进行实际操作及数据测量；

2）根据所做实验，拟订教案、并进行数据处理；

3）学生必须课前预习，并写出预习报告；

4）实验前，检查学生预习情况，教师抽查提问学生实验中所要求的知识要点、实验步骤、重要参数等掌握状况；

5）根据提问状况，讲解实验原理及操作步骤，侧重讲解其要点及难点；

演示如何测电阻伏安特性，并对测量曲线进行线性拟合；

6）由学生自主动手做实验，通电前教师检查学生接线状况，操作过程中若有疑问教师及时讲解和辅导。

6实验教学的重点与难点

1）如何应用传感器测定电压和电阻；

2）电流传感器如何进行参数设定；

3）提高读图能力及认识采样电阻的作用。

7实验中易出现的问题

1）电流传感器设定错误；

2）横坐标轴与纵坐标轴易搞错；

3）电流传感器与电压传感器的接线位置搞错，使电压传感器负极与虚地不直接连接。

8实验参考数据

利用十叉尺在曲线上找出合适两点，求得电阻值，示值误差可以取十叉尺坐标读数最小分度的5个单位。

用计算机统计功能，逐一对每条I-V直线进行 

曲线拟合（Curvefit）。

电阻伏安特性实验结果图如下：

Rg=97.99Ω，Imax=102.05mA。

表1电阻伏安特性实验数据测量

RUA（v）UB（v）IA（mA）IB（mA）线性拟合a1（mA）a2（mA/V）

10.6677.0002.02221.875y=a1+a2x-0.014353.13794

21.2718.5211.1648.456-0.015671.00275

31.5838.5500.9895.787-0.013080.67674

电流、电压的极限误差△m=0.005，计算结果如表2及表3。

表2电阻伏安特性实验计算结果之一

R

1318.90.0050.00290.0029

2994.20.0050.00290.0029

31452.10.0050.00290.0029

表3电阻伏安特性实验计算结果之二

10.00410.0041

0.2

20.00410.0041

0.8

30.00410.0041

1.6

结果表示：

9实验结果检查方法

1）两点的取值是否达到尽可能的远；

2）拟合结果的1/a2与阻值计算结果比较，是否相差比较大。

10课堂实验预习检查题目

1）认识实验装置、介绍实验装置；

2）本实验测定什么物理量？

3）科学工作室500接口的A、B、C通道识别何种信号？

对于不同物理量如何变换？

试举例说明。

4）何时可以用“用户自定义传感器”定义传感器，如何理解“用户自定义传感器”？

5）试比较电流传感器内接和外接？

6）改变电流传感器内部采样电阻Rg大小，对电路和传感器采样有何影响？