时间：2023-03-21 17:07:09
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇电阻测量论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
论文关键词：为何只用一只电压表测量
探究导ks5u.com体电阻与其影响因素的定量关系的实验是人教版物理3-1中的探究实验，教材实验电路如图1所示，图中a、b、c ks5u.com、d四条不同的金属导体.在长度、横截面积、材料三个因素方面，b、c、d跟a相比分别只有一个因素不同物理论文，b与a ks5u.com长度不同；c与a横截面积不同，d与a材料不同. 由于四段导体是串联的，每段导体的电压与它们的电阻成正比，因此用电压表分别测量a、b、c、d两端的电压，由电压之比就得到ks5u.com电阻之比.
该实验与旧教材测定金属的电阻率实验相比，实验的重点不是测量待测导线的具体电阻值，而是运用比值法和控制变量法的思想去探究电阻与其影响因素的定量关系，体现了新课程实验重在培养学生科学思想和探究能力的特色.然而物理论文，不少老师发现教材电路图是用一只电压表分别测量a、b、c ks5u.com、d电压的（图中用虚线表示的），为何不用四只相同的电压表同时测量电压（如图2）呢？是不是电路图画错了呢？为此，下面从实验的误差角度来分析这一问题.
为便于分析，现将问题简化为比较用一只电压表分别测两只电阻丝的（如图3）电阻之比和用两只电压表测量两个电阻丝（如图4）电阻之比的误差.
为简化分析，先讨论电源内阻r=0的理想化的情形.设电源电动势为E，电阻丝a、b的电阻分别为Ra、Rb，图3中电压表的测量值分别为Ua、Ub，图4中电压表的测量值分别为、物理论文，电压表内阻为RV.
电阻丝a与电压表并联时，电阻,ks5u.com
电阻丝b与电压表并联时，电阻,
图3中 ，
整理得，即
图3中 ，
整理得，即
所以，在不考虑电源内阻的情况下物理论文，用一只电压表测得两只电阻丝的电阻之比比用两只电压表测得两只电阻丝的电阻之比的误差小.
在实际实验中，电源有内阻，还要接入滑动变阻器.假设滑动变阻器接入电路的阻值和电源内阻之和为R0，再来比较图3、图4两种测量结果的误差.
图3中 ，
整理得
即
图4中 ，
整理得，即
比较与的大小.因，无论为真、假分数物理论文，根据不等式的性质可知比更接近于1，所以用一只电压表测得两只电阻丝的电阻之比比用两只电压表测得两只电阻丝的电阻之比的误差小.
上述分析方法和结论同样适用于四个电阻丝接入电路的情形，只是计算较为繁琐而已.
可见，在探究导ks5u.com体电阻与其影响因素的定量关系的实验中，用一只电压表分别测量导体a、b、c、d的电压得到的电阻之比比用四只相同的电压表分别测量a、b、c、d两端的电压得到的电阻之比误差小，所以教材电路中将电压表的连线画成虚线是科学的和正确的.
参考文献
张维善主编.普通高中课程标准实验教科书，物理选修3-1.人民教育出版社，2007.56
论文关键词：电表，反常规用法
电表的反常规用法是近几年高考的热点问题，相对学生来讲也恰恰是一个难点问题。电表的反常规用法一般有这么两种设计方案，其一就是用电流表来测电压，题目里往往把已知确定阻值的电流表当作电压表使用或把一个电流表和一个定值电阻改装为电压表适用；其二就是用电压表来测电流，解题时需要把确定阻值的电压表当作电流表使用。
例1、现有一块灵敏电流表 ，量程为200，内阻约为1000，要精确测出其内阻R1教育学论文教育论文，提供的器材有：
电流表 (量程为1mA，内阻R2=50)；电压表(量程为3V，内阻RV约为3k)；
滑动变阻器R(阻值范围为0~20)；定值电阻R0(阻值R0=100)；
电源E(电动势约为4.5V，内阻很小)；单刀单掷开关S一个，导线若干。
(1)请将上述器材全部用上，设计出合理的便于多次测量的实验电路图，并保证各电表的示数超过其量程的1/3，将电路图画在图示的虚框内。
(2)在所测量的数据中选一组，用测量量和已知量来计算 表的内阻，表达式为R1=I2(R0+R2)/I1，表达式中各符号表示的意义是I1表示 表的示数，I2表示表的示数，R2表示 表的内阻，R0表示定值电阻的阻值毕业论文开题报告。
解析：此题目的本意是要考查学生对伏安法测电阻原理的掌握情况，但是该题目中所给出的电压表量程过大，只能用于保护电路使用。因此没有合适的电压表可以直接利用教育学论文教育论文，这时候我们必须依照伏安法测电阻的基本原理做出适当的改进，将电流表 和定值电阻R0改装成电压表，题目就迎刃而解了。
例2、从下面所给出的器材中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A1的内阻r1。要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，并能测得多组数据。
电流表A1(量程100mA，内阻r1约40，待测)
电流表A2(量程50，内阻r2=750)； 电压表V(量程10V，内阻r3=10k)；
电阻R1(阻值约100，作保护电阻用)； 滑动变阻器R2(总阻值约50)
电源E(电动势1.5V，内阻很小)；电键S，导线若干
(1)在虚线方框中画出电路图，标明所用器材的代号。
(2)若选测量数据中的一组来计算r1，写出所用的表达式并注明式中各符号的意义。
r1=r2I2/ I1 其中I1和I2分别表示A1和 A2的电流。
解析：本题给出了电压表和电流表，若采用下图所示的电路进行测量时教育学论文教育论文，电压表的示数不到满量程的1/20，测量值不准确，因为电表的示数没有接近量程的一半或一半以上。
因此，用上图所示的电路不能较准确的测量A1的内阻。这时候我们可以把已知电阻的电流表A2当做电压表来使用，电流表A2两端的电压可以由其示数和内阻推算出来，A2两端的电压也就是A1两端的电压，这样就可以较准确的测量出A1的内阻了毕业论文开题报告。
例3、使用以下器材测量一待测电阻Rx的阻值(900-1000)。电源E，具有一定内阻，电动势约为9.0V；电压表V1，量程为1.5V，内阻r1=750；电压表V2，量程为5V，内阻r2=2500；滑动变阻器R，最大阻值约为100；单刀单掷开关K，导线若干。
(1)测量中要求电压表的读数不小于其量程的1/3,试画出测量电阻Rx的一种实验电路原理图。
或
(2)若电压表V1的读数用U1表示，电压表V2的读数用U2表示教育学论文教育论文，则由已知量和测得量表示Rx的公式为Rx= U1r1 r2/( U2 r1—U1 r2)或(U2—U1 )r1/U1
解析：该题目还是测未知电阻Rx的阻值的，显然本题目并没有给出电流表，我们不难发现本题里面已知两个电压表，而且电压表的内阻都是已知的，用电压表的读数除以本身的内阻就可得到通过自身的电流了，因此，我们完全可以把电压表当电流表来使用。
总而言之，类似的实验都是考查伏安法测电阻的基本原理，只要实验目的明确，充分利用题目所给出的器材，不难找出解题思路。
（作者信息：吴志民 1980.06 男 汉 甘肃 中学一级 理学学士 课堂教学及课堂互动研究）
关键词：电阻挡,二极管正向电阻
晶体二极管是电子技术中最常用的半导体器件之一，在使用前，通常先要判别其极性、检查其好坏，否则电路不仅不能正常工作，甚至还有可能烧毁二极管和其它元件。在电子技术教学、生产实践过程中，常用万用表的电阻挡来测量晶体二极管极间的正反向电阻，以判别其正负极、检查其单向导电性能的好坏。对于正常的晶体二极管，反向电阻应很大（硅管：万用表指针一般不动，锗管：指针只启动一点），正向电阻应较小。测量时，由于R×1挡电流较大容易使小电流晶体二极管损坏，R×10k挡电压较高容易使低耐压晶体二极管损坏，因此通常选用R×100或R×1k挡。但当我们用万用表不同电阻挡测同一晶体二极管的正向电阻时，会发现电阻值是不同的。例如用MF30型万用表测得某2CZ52B晶体二极管的正向电阻如下：拨到R×10挡时，阻值为58Ω；拨到R×100挡时，阻值为450Ω；拨到R×1k挡时，阻值为3.5kΩ。
为什么会出现这种情况呢？这得结合万用表电阻挡测量电路和晶体二极管正向电阻测量电路两方面来分析。论文参考网。
一、万用表电阻挡测量电路分析
万用表的直流电阻挡实际上是一只多量程的欧姆表，原理如图1所示。图1中：E为电池电压，Rc为表头内阻，R为串联电阻，Rx为被测电阻。根据欧姆定律，图中的电流I=E/(Rc+R+Rx)。显然，I与Rx成非线性关系。由于Rc和R都为已知值，所以被测电阻Rx阻值大，电流I就小，相应的指针偏转角也小。当Rx→∞时，电流I=0，指针不偏转；当Rx=0时，电路中电流最大，指针偏转角最大，为满刻度，此时回路中的电阻为Rc+R，这就是欧姆表的总内阻；当Rx=Rc+R时，电路中的电流恰好为最大电流的一半，指针偏转角为满刻度的一半，指针位于标度尺中间，因此，总内阻Rc+R也被称为欧姆中心值。
为了能测量各种阻值的电阻，欧姆表都制成多量程的，一般万用表中的欧姆挡有R×1，R×10，R×100，R×1k等。对不同量程的电阻挡，在测量电阻时由于采用同一标度尺读数，因而采用不同的分流电阻来改变流过表头的电流，使指针偏转角不同，其原理电路如图2所示。图中，R 3 、R 4 、R 5 、R 6 组成闭路式分流器，使欧姆表分为R×1、R×10、R×100、R×1k四个倍率挡。低阻挡用小的分流电阻，高阻挡用大的分流电阻。例如，R×1挡的分流电阻是R 3 ，R×10挡的分流电阻是R 3 +R 4 。当被测电阻R X 的阻值较大时，则转换开关应接到高阻挡。这时，虽然整个电路的电流因R X 的增大而减小，但由于分流电阻也相应增大，分流减小，所以流过表头的电流仍保持不变，同一指针位置所表示的电阻值相应扩大。因此，被测电阻的实际值应等于标度尺上的读数乘以所用电阻挡的倍率。图2中，R 1 和R 2 组成分压式欧姆调零器。调零电阻R 2 和电阻R 1 串联，可使支路的分流作用限制在一定范围内，R 7 、R 8 和R 9 为各相应挡的串联电阻，它们的作用是使各挡总内阻都等于该挡的欧姆中心值。因此电阻挡不同，欧姆中心值也不同。例如MF30型万用表当拨到R×1挡时，欧姆中心值为25Ω；拨到R×10挡时，欧姆中心值为250Ω；拨到R×100挡时，欧姆中心值为2.5kΩ；拨到R×1k挡时，欧姆中心值为25 kΩ。
由此可以看出，不同电阻挡，欧姆中心值也不一样，当电阻挡越大时，欧姆中心值也越大，此时整个电路的电流将减小，即流过被测电阻的电流就越小。
二、晶体二极管正向电阻测量电路的直流图解分析
若把图1中的被测电阻R X 改为晶体二极管，如图3所示，则该图即为晶体二极管正向电阻测量电路。由于晶体二极管为非线性器件，因此该测量电路属非线性电路，而欧姆定律只适用于线性电路，因此图3电路宜采用图解法分析。图中u D 下端晶体二极管支路伏安特性表达式为i D =f(u D )=I S (e uD/uT －1) ，其对应正向伏安特性曲线如图4中OQP，为一非线性曲线；u D 上端线性支路的特性方程为u D =E-i D (R+Rc)，该方程所描述的是图4中的直线MN，其斜率等于-1/(R+Rc)。论文参考网。直线MN与晶体二极管正向伏安特性曲线相交于Q点，Q点即为直流工作点，它反映了晶体二极管直流工作时的正向电压和电流。
图3测量电路中的晶体二极管处于正向直流工作状态，此时所呈现的电阻为正向直流电阻R D 。对应于图4，R D =U Q /I Q ，显然R D 值等于直流工作点Q与原点O间所连直线OQ的斜率的倒数，当工作电流I Q 不同时，Q点会沿着伏安特性曲线而移动，这时Q点与原点间所连直线OQ的斜率就不同，正向电阻R D 值也就不同，而且I Q 越小，R D 越大。
由此可知，当流过被测晶体二极管的正向电流越小时，晶体二极管的正向电阻就越大。
综合上面两个方面的分析，由于万用表电阻测量电路中，电阻挡越大，欧姆中心值越大，流过晶体二极管的电流就越小，又由于晶体二极管正向电阻测量电路中，流过晶体二极管的电流越小，直流工作点Q就越低，直线OQ的斜率越小，因而正向电阻就越大。因此，当用万用表不同电阻挡测同一晶体二极管的正向电阻时，测得的结果是不同的，电阻挡越大，正向电阻也越大。反之，则越小。
那么，究竟用哪一电阻挡测得的电阻值作为晶体二极管的正向电阻呢？一般情况下，取万用表R×1k挡测得的电阻作为其正向电阻。论文参考网。其实，同一晶体二极管在用同一万用表不同电阻挡测时正向电阻不相同，用不同万用表相同电阻挡测时也是不相同的。也就是说，在改变测量条件时，晶体二极管的正向电阻也将随之改变。因此，用万用表电阻挡测量晶体二极管的正向电阻和反向电阻，通常仅仅是用来判别其正负极或检查其单向导电性能的好坏而已，正向电阻具体数值的多少并无实际意义。
参考文献：
［1］文春帆，金受非主编．电工仪表与测量（第二版）．北京：高等教育出版社，2004
［2］童诗白，华成英主编．模拟电子技术基础（第三版）．北京：高等教育出版社，2001
［3］闵锐，徐勇，孙峥编著．电子线路基础．西安：西安电子科技大学出版社，2003
关键词：自然电位测井，影响因素，解决方法
一：自然电位的成因
在钻井剖面上煤岩层形成的自然电位场，是由煤岩层和井液间的电化学作用产生的。按其成因可分为两大类：一是由电子导电性矿层和井液形成的氧化还原电位。免费论文参考网。这种氧化还原电位多发生在高阶质煤层上。另一类是由井液和孔隙性煤岩层形成的离子性的扩散吸附电位、过滤电位。
1：氧化还原电位形成机理
氧化还原电位是由矿层和井液的氧化还原反应形成的。当矿层在井液中处于氧化环境中，矿层中的物质成份由于被氧化而失去电子带正电，井液物质成分由于获得电子带负电。这样在矿层和井液的界面处当氧化环境达到平衡时就形成电位差。这时我们就可以测量到该矿层的自然电位的负异常。
当矿层在井液中处于还原环境时，矿层中的物质成份由于被还原而得到电子带负电，井液物质成份由于失去电子带正电，这样也在矿层和井液的界面处当还原环境达到平衡时就形成电位差。这时就可以测量到该矿层的自然电位的正异常。
2：扩散吸附电位形成机理
扩散吸附电位一般形成于孔隙性地层和含水层中。是由于井液离子向地层渗透过程中，在井液和地层的界面处的离子浓度差形成的，与煤岩层的孔隙度大小有关。也与井液的矿化度有关。
一般负离子的移动速度大于正离子的移动速度。当地层水的矿化度Cw大于井液的矿化度Cf时，地层水中的负离子向井液中扩散，扩散达到平衡时，地层水中就有较多的正离子而带正电，井液中就有较多的负离子而带负电。在井液和地层之间就形成电位差。这种电动势主要取决于两种溶液的活度（矿化度）比值。并与溶液的温度和离子成份有关。该电动势的大小可表示如下：
E=K*Log (Cw/Cf)
式中 k 为扩散电动系数，单位 毫伏，Cw 为地层水的电化学活度， Cf 为井液泥浆的电化学活度。
二：自然电位测井的干扰因素及解决办法
目前，自然电位测井大多采用井下M电极，地面N电极的测量方式。免费论文参考网。而且测井时大多和电阻率测井共用M电极。所以自然电位测井的影响因素较多。
1：电极极化电位的影响及解决办法
测井时，测量电极M和地面电极N同时存在着和泥浆井液间的电极极化电位，这种电极极化电位主要取决于电极采用金属材料的电化学活性，活泼金属的电极电位大且不稳定，不活泼金属的电极电位小且稳定。所以测井电极一般采用不活泼的金属材料制作。电极电位的存在使得自然电位测井时曲线产生漂移现象。同时电极表面经长期使用产生凸凹锈蚀，使得和井液接触时产生较大的电极极化电位，同样使自然电位曲线产生漂移。
解决办法一般采用不活泼的金属铅做视电阻率测井和自然电位测井的供电及测量主电极。而且在测井前使 M , N 电极表面光滑、干净。可以减少这类干扰因素的影响。
2：电阻率测井漏电干扰及解决办法
目前煤田测井中，普遍采用视电阻率和自然电位共用测量电极M同时测量的方式，有时产生测得的自然电位曲线和视电阻率曲线倒形相似现象。在实际工作中经多方面分析研究认为：视电阻率测量地面供电B电极和电阻率与自然电位测量共用地面N电极之间距离有关，同时也与井液泥浆的矿化度有关。供电B电极一般放在井口，N电极一般在泥浆池。二者距离短时有时就会产生这种现象。分析其原因是B电极和N电极之间的接地电阻大小有关。
在实际测井工作中经多次验证。将视电阻率测井和自然电位测井时共用的地面N电极改用电缆铠皮作N电极可以消除这一现象。或将地面B、N电极距离加长至消除这一现象。免费论文参考网。
三：总结及建议
自然电位测井的影响因素较多，如工业杂散电流的影响、绞车滑环接触电阻的影响、仪器面板插座接触不良的影响等。希望我们今后在实际测井工作中及时发现问题及时解决。另外希望仪器制造厂家最好将测量电路做在探管中，以数字脉冲码的方式向地面仪器传送测量信号，这样可以减少很多干扰因素的影响。
参看文献：
(1)：李舟波孟令顺 梅忠武编著，资源综合地球物理勘查，地质出版社，2006
关键词：压力传感器，薄膜，敏感栅
随着社会的发展，信息处理技术、微处理器和计算机技术的快速发展和广泛应用，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。现在非电物理量的测试与控制技术，已越来越广泛地应用于航天、航空、常规武器、船舶、交通运输、冶金、机械制造、化工、轻工、生物医学工程、自动检测与计量、称重等技术领域[1]，而且也正在逐步引入人们的日常生活中。免费论文参考网。可以说测试技术与自动控制技术水平的高低，是衡量一个国家科学技术现代化程度的重要标志。传感器是信息采集系统的感应单元，所以，它是自动化系统和控制设备的关键部件，作为系统中的一个结构组成，在科技、生产自动化领域中的作用越来越重要[2]。
传感器亦称换能器，是将各种非电量（包括物理量，化学量，生物学量等）按一定的规律转换成便于处理和传输的另外一种物理量（一般为电量、磁量等）的装置[3]，它能把某种形式的能量转换成另一种形式的能量。传感器一般由敏感元件、传感元件和测量电路3部分组成，有时还需加上辅助电源。免费论文参考网。其原理如图1所示。
其中：①敏感元件直接感受被测物理量，如在应变式传感器中为弹性元件；②传感元件将感受到的非电量直接转换成电量，是转换元件，如固态压阻式压力传感器；③测量电路是将传感元件输出的电信号转换为便于显示、控制和处理的有用电信号的电路，使用较多的是电桥电路。由于传感器元件输出的信号一般较小，大多数的测量电路还包括放大电路，有的还包括显示器，直接在传感器上显示出所测量的物理量；④辅助电源是供给传感元件和测量电路工作电压和电流的器件。
国际电工委员会IEC则将传感器定义为测量系统中的一种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号[4]。传感器是传感器系统的一个组成部分，是被测量信号输入的第一道关口。对传感器在技术方面有一定的要求，而同时亦要考虑尽可能低的零点漂移、温度漂移及蠕变等[5]。近年来，传感器有向小型化、集成化、智能化、系列化 、标准化方向发展的趋势[6]。
电阻式传感器的工作原理是将被测的非电量转换成电阻值，通过测量此电阻值达到测量非电量的目的。这类传感器大致分为两类：电阻应变式和电位计式。利用电阻式传感器可以测量形变、压力、力、位移、加速度和温度等非电量参数。
压力传感器是将压力这个物理量转换成电信号的一种电阻应变式传感器。传统的电阻应变式压力传感器是一种由敏感栅和弹性敏感元件组合起来的传感器[7]。如图2所示，将应变片用粘合剂粘贴在弹性敏感元件上，当弹性敏感元件受到外施压力作用时，弹性敏感元件将产生应变，电阻应变片将它们转换成电阻变化，再通过电桥电路及补偿电路输出电信号。它是目前应用较多的压力传感器之一，因具有结构简单、使用方便、测量速度快等特点而广泛应用于航空、机械、电力、化工、建筑、医学等诸多领域。
传统的电阻应变式压力传感器的电阻敏感栅是刻录在一层绝缘脂薄膜上，而薄膜又通过粘结剂粘合到弹性基片上，由于弹性元件与粘结剂及绝缘脂膜之间的弹性模量不同，弹性元件的应变不能直接传递给敏感栅，而是要通过粘结剂、绝缘脂膜才能到达敏感栅，从而产生较大的蠕变和滞后，影响传感器的灵敏度、响应度、线性度等性能。另外，由于粘结剂不能在高温条件下使用，这也使它的应用范围受到限制。
为了消除绝缘薄膜层和粘结剂层对传感器性能的影响，可以尝试采用真空镀膜方法及光刻技术，在弹性元件上直接刻录敏感栅，弹性元件与敏感栅直接接触，以克服常规工艺导致的滞后和蠕变大的缺陷。另外，如果弹性材料和结构选择恰当，还可制成耐高温、耐腐蚀的全隔膜式薄膜压力传感器。
一、器件研制
采用真空镀膜技术在弹性基片上蒸镀一层约300nm金属栅材料的薄膜，用半导体光刻技术，在弹性基片上直接形成电阻敏感栅，最后利用耐高温、耐酸碱腐蚀的环氧树脂粘结剂，将制作好的芯片封装在工件中，组成压力传感器探头。经过热老化、电老化，待封装应力趋于稳定后，进行电性能测试。
在制作薄膜电阻应变式压力传感器中，采用的工艺流程如图3所示。
关键词：钙钛矿锰基氧化物，复合，颗粒表面，晶界，低场室温磁电阻效应
1 引 言
Re1-xMexMnO3(Re=La, Y, Me=Ca, Ba, Sr, Pb, K)型钙钛矿锰氧化物由于具有庞磁电阻效应（CMR）而成为当前材料科学领域的研究热点[1-4].
钙钛矿锰氧化物与Ag形成二相复合体系，分离出来的非磁性金属相Ag和磁性钙钛矿相交错，形成丰富颗粒表面[5-6]，从而有效提高材料室温磁电阻效应。本文以La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3为母相材料，与不同摩尔比的AgNO3掺杂，研究了非磁性Ag离子的掺杂对复合材料电输运特性以及磁电阻效应的影响。
2 实 验
2.1 样品制备
利用甘氨酸－硝酸盐法[7]（GNP）法制备了La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3纳米粉末。取适量该纳米粉末分别与AgNO3按照10:1，10:2，10:3摩尔比混合低场室温磁电阻效应物理论文物理论文，将其在600℃马弗炉中热处理4小时后，在玛瑙研钵中充分研磨,将样品在10MPa压强下压成直径12mm,厚约1mm圆片。在空气环境下，将样品在提拉式炉中逐步升温到1300℃，烧结5小时后自然冷却，从而得到La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3/xAg纳米复合材料（x＝0.1；0.2；0.3）。
2.2 性能测试
样品的XRD图谱由X射线衍射仪测得；利用扫描电子显微镜（SEM）观察样品平均晶粒尺寸，并研究样品形貌；样品的磁性用振动样品磁强计（VSM）测量；电阻率及磁电阻值采用标准四引线法在DSZ-1型磁电阻测试仪上测量。
3 结果与讨论
图1所示是样品La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3/xAg的X射线衍射图谱（x＝0；0.1；0.2；0.3）。谱图与标准X光卡片对照,样品均是单相正交钙钛矿结构。图谱中没有AgNO3的峰出现，可推断AgNO3完全分解成金属Ag，而且Ag的掺杂并没有影响母相锰氧化物的本征结构。
图1. 样品La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3/xAg的XRD图谱（x＝0；0.1；0.2；0.3）
图2所示是样品La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3/xAg的SEM观测到的形貌图（x＝0；0.1；0.2；0.3）。可以清楚地看到添加Ag后的样品有很多小孔，且在大多数小孔中都有一两个直径大约是3~5um小亮珠。对这些小圆珠做能谱分析，结果显示这些亮珠是金属银的颗粒。由于这些金属银发生了团聚现象，在测量样品XRD时也没有银的特征峰出现。由此得出结论：Ag没有进入La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3的晶格，由于Ag在1000摄氏度以下熔化，所以Ag会发生团聚。
ab
cd
图2 a、b、c、d分别是的扫描电镜图（x＝0；0.1；0.2；0.3）
图3是用VSM测量了外加磁场为1T时，La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3/xAg系列样品的磁矩M和温度T曲线。从图中可以看到添加Ag后的样品磁矩降低，但是居里温度Tc没有变化，都在310K左右。样品饱和磁矩降低，是因为掺杂的Ag为无磁性的物质低场室温磁电阻效应物理论文物理论文，对母相材料的磁性产生稀释作用。Ag填隙在晶粒间，不影响母相材料的固有结构，所以所有样品的Tc都应该与母相材料相同。
图3 La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3/xAg的M－T曲线（x＝0；0.1；0.2；0.3）。
如图4所示是样品La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3的电阻率和温度曲线及磁电阻效应曲线。样品的零场ρ－T关系曲线表明:高温时样品表现为绝缘体导电行为，电阻率随温度的升高而减少；低温时表现为金属导电行为，电阻率随温度的升高而增大。伴随着绝缘体相向金属相的转变（转变温度为TP为250K）,此时电阻率最大。磁电阻计算公式MR=Δρ/ρ(T,H)=. 在低温100K附近的CMR效应是21％，随着温度的升高磁电阻值迅速下降。而在居里点附近，出现了个室温磁电阻效应的峰值为5.2%。
图4 La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3的图5 La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3/0.1Ag的
ρ－T和CMR效应曲线 ρ－T和CMR效应曲线
图6 La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3/0.2Ag的图7 La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3/0.3Ag的
ρ－T和CMR效应曲线ρ－T和CMR效应曲线
图5、图6、图7依次是Ag添加比为0.1、0.2、0.3的样品电阻率ρ和温度T曲线及磁电阻效应曲线。比对几个样品零场ρ－T关系图可以看出：随着Ag的逐渐增加，转变温度TP均没有变化都是250K左右,但样品的电阻率却明显降低，这主要是因为Ag没有改变母体材料的结构，所以样品的转变温度就没发生变化，但由于Ag的良导电性，在晶粒表明又起到稀释磁性和电阻的作用，因此电阻率有所降低。从几个样品的MR－T关系图中可以看出：在居里点310K附近，掺杂0.1Ag的样品室温CMR为5%；掺杂0.2Ag的样品室温CMR为6.5%；掺杂0.3Ag的样品室温CMR为7 %。随着Ag比例的增加，样品的室温磁电阻效应增强。这可以解释为，Ag掺杂在晶粒之间，有效的改善了样品的晶粒边界低场室温磁电阻效应物理论文物理论文，同时降低边界上的磁无序状态，从而增加本征磁电阻效应。
4 结 论
对于甘氨酸－硝酸盐法制备的La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3/x Ag（x＝0；0.1；0.15；0.2）系列样品的微观结构、磁性、磁电阻性质的研究表明：Ag没有改变母相锰氧化物的本征结构，因此没有改变样品的转变温度TP (250K)和局里温度Tc(300K)；但所有样品的磁性和电阻率随Ag的掺杂量增加而降低，这是由于Ag 填隙在晶粒间，并具有良导电性，在晶粒表面起到稀释磁性和电阻的作用；Ag掺杂量的增加，使得La2/3(Ca0.45Sr0.55)1/3MnO3/x Ag体系的室温磁电阻效应逐渐增强到7 %，这是由于Ag掺杂有效的改善了样品的晶粒边界，同时降低边界上的磁无序状态，从而增加本征磁电阻效应。
参考文献
[1]T.Terai，T. Kakeshita，T.Fukuda, T. Saburi,N.Takamoto, K.Kindo, M. Honda,
Phys.Rev.B. ,58(1998),17908.
开展物理实验科技竞赛，即要达到提高教师“教”的积极性，又要实现激发学生“学”的热情的目的。大学物理实验科技竞赛是一项推广物理概念，培养学生动手能力的活动。在搭建适合物理实验科技竞赛的平台方面，要尽可能采用综合设计性实验项目，该实验项目应是全开放式的，只提要求，不设限制［8］，要求学生在任课老师指导下对自己在科学和技术范畴感兴趣的内容进行研究或设计，设计的内容可以是对某些自然现象的科学理论分析；也可以是对仪器设备的创新设计制作；或是对现有仪器设备的原理和设计进行改进；或是独特的测试方法和手段等。将其理论研究成果或设计思想、设计原理、实验结果等，以科技论文的形式提交，并将该内容与科技竞赛结合起来，开展全校性的大学物理实验科技竞赛活动，以此来提高学生对物理实验学习的积极性和兴趣。进而提高物理实验的效率和教学质量。
2科技竞赛的组织实施
2．1科技竞赛项目及要求
首先关于举办大学生物理实验科技竞赛的通知。竞赛分为初赛、实验操作和答辩三个环节进行，报名与参赛均以组为单位，每组两人。初赛以笔试形式考查报名选手的基本知识和基本实验技能。实验操作考察学生的动手能力和灵活运用所学知识设计实验的能力，参照我校现有仪器和条件，提出竞赛项目及要求：（1）学生在校期间完成的物理思想清晰，物理知识点明确的实验制作或测试方法和手段。（2）学生在校期间完成的物理思想清晰、与实验相关的科研论文和教学论文。教学论文包括物理实验内容和方法的改进、现代测量技术在物理实验中的应用以及实验数据处理优化等。（3）对物理实验现有仪器进行改进，使操作更加便捷、测量更加精确；对物理实验现有仪器进行重新组合，开发新的实验项目，完成新的实验功能；基于物理课现有实验项目，提出新的实验方法。实验操作中要求两名选手团结协作，按照自己的设计方案在规定时间内完成仪器调试、数据测量、提交报告。
2．2评判标准
由任课教师对学生提交的论文进行评定，要求论文的物理思想清晰，物理知识点准确，论文结构合理，语言描述流畅，符合科技论文的基本要求。
2．3评奖办法
由任课老师在每自然班筛选出三组同学进入最终的竞赛，评奖小组由所有任课教师和物理实验老师共同组成，最终采用答辩方式确定前三等奖，并颁发获奖证书及奖金。其成绩可按一定比例计入大学物理实验课程的总成绩。很明显，这种充分体现学生实践能力的竞赛项目及评奖活动，会充分激发教师和学生做好物理实验的积极性和“教好”与“学好”的热情，可有效地将老师和学生结合成统一的整体。
2．4科技竞赛项目实例
竞赛项目：利用万用表检测较为复杂的集成电路故障所需仪器：万用表；集成电路操作过程分析：首先要根据故障现象，判断出故障的大体部位，然后通过测量，把故障的可能部位逐步缩小，最后找到故障所在。集成电路中总有一个接地脚与印制电路板上的“地”线是接通的，由于集成电路内部都采用直接耦合，因此，集成块的其他引脚与接地脚之间都存在着确定的直流电阻。可通过用万用表测量各引脚的内部等效直流电阻来判断其好坏，若各引脚的内部等效电阻与标准值相符，说明这块集成块是好的；反之若与标准值相差过大，说明集成块内部损坏。当然，由于集成块内部有大量的三极管、二极管等非线性元件，在测量中单测得一个阻值还不能判断其好坏，必须互换表笔再测量一次，获得正、反向两个阻值。
只有当内部直流等效电阻正、反向阻值都符合标准时，才能断定该集成块完好。也可采用在路测量。先测量其引脚电压，如果电压异常，可断开引脚连线测接线端电压，以判断电压变化是由元件引起，还是集成块内部引起。在路检测集成电路内部直流等效电阻时可以不必把集成块从电路上拆下来，只需将电压或在路电阻异常的脚与电路断开，同时将接地脚也与电路板断开，其他脚维持原状，测量出测试脚与接地脚之间的内部直流等效电阻的正、反向阳值便可判断其好坏。效果与不足：学生通过竞赛对万用表的使用方法和注意事项有了更加深入的理解，通过对复杂的集成电路故障的分析检测，对各种仪器设备的电路故障分析检测能力有了明显的提升，懂得了学以致用的乐趣，对其他的物理实验项目也有了浓厚的兴趣。不足之处是每个自然班只有三组同学参加竞赛，竞赛的影响面不够宽广，今后要进一步扩大参赛同学的人数。
3结论
关键词：单片机；交流阻抗特性；等效电路参数
中图分类号：TP216 文献标识码 A 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临DyLW.neT
Design of Equivalent Circuit Parameter Analyzer for
Two Port Passive Circuit
TANG Zhengming1 ， ZHANG Sanmei2 ， Zeng Jing1
（1 School of Electronic Information and Engineering， China West Normal University， Nanchong Sichuan 637009，China；
2 Experiment Center， China West Normal University， Nanchong Sichuan 637009， China）
Abstract： Equivalent circuit parameter is very important for the process of circuit analysis and design. Based on the refined numerical algorithm of AC impedance， a digital equivalent circuit parameter analyzer is designed. In this system， MCU is used to control frequency synthesizer to generate excitation signal. By adjusting the capacitance and current trends ， the load impedance characteristic is determined. Finally， the AC impedance and equivalent circuit parameter are displayed， which can be obtained under different operating frequency.
Keywords： MCU； AC Impedance Characteristics； Equivalent Circuit Parameters
0引 言
电路交流阻抗随信号源的频率变化，其具体表现为一定电阻R、电容C和电感L的串联、并联或混联在给定信号频率下所得到的等效阻抗。频率相对较高时，电路还可能产生相对较大的寄生电容、电感，从而出现寄生阻抗。如何快捷准确地获取电路在不同工作频率下的等效电路参数，对电路的分析与设计来说有着特殊重要的现实意义[1]。
已有的交流参数测试仪，其测量对象主要锁定在对交流电路频率、有效值、功率，或者单个元件阻值、电感量、电容量的测试，而对交流阻抗的智能化测量的探讨研究仍旧较少，且未曾涉及到负载为黑盒子电路（其可能为RLC元件，某用电器或电路模块，以下统称为负载电路）的等效参数测量[2-6]。本设计所实现的电路交流等效电参数分析仪的核心即为交流阻抗特性分析，通过采用单片机产生激励信号，能分析出给定工作频率下负载电路的交流阻抗特性，并进一步得到其等效电路参数。
1硬件电路
系统原理框图如图1所示。主要电路模块包括单片机（MCU）、放大电路、整流滤波电路、含双可调电容的RC振荡器等[7-8]。
图1 等效电参数分析仪原理图
Fig.1 Schematic diagram of equivalent circuit parameter analyzer
MCU的型号为MSP430F169。放大电路用于将采集到的弱信号放大，再送入整流滤波电路，便于单片机（MCU）接收识别，放大电路型号为AD620。整流滤波电路，用于将采样信号转化为单向脉动波并滤除附带产生的杂波信号，使有用信号免受干扰，易于下一级电路的操作处理。可变电容C结合555定时电路模块构成RC振荡器，所产生的信号频率送入单片机识别，进而确定出接入电路的电容值。其中，可调电容C与电路的连接通过开关控制，该可调电容C为特制的双可调电容（构成RC振荡器的电容与接入测量电路的电容相同，并由同一旋钮控制调节），这样，可在隔离电路影响的情况下，获得接入电路电容的精确值。 为定值电阻，主要起限流作用，如当电路串联谐振时，使电路电流不至于过大，损坏仪器。 为采样电阻，为小阻值锰铜电阻，用于将负载电流转换为电压信号，再送入放大电路。 为负载电路。
2算法设计
根据有效值、功率因素的计算结果[9]，可得到电路总阻抗
（1）
其中， 、 、 分别表示电路电压有效值、电流有效值、功率因素。 的正负与负载的特性有关，若负载为非电容性；则 ，若负载为非电感性则 。令 ，则有
（2）
系统采用调节可变电容C并结合单片机采集到的电流大小变化情况的方法，确定（2）中的正负符号，即实现负载阻抗特性的判定。由于可调电容与被测负载并联，设被测负载的电导和电纳分别为 和 ， 可调电容电纳为 ，其等效电路如图2所示。
图2 阻抗特性的判断原理图
Fig.2 Schematic diagram for the judgement of impedance characteristic当端电压有效值恒定时，电流有效值
（3）
即： （4）
可见，当 与 同号，即被测负载为电容性时，电容增大，电流 单调上升；而当 与 异号，即被测负载为电感性负载时，电容增大，电流 将先减小而后增大。因此，单片机可根据电容调节过程中采集到电流变化情况，判断出负载的阻抗特性。在此基础上，设负载 的等效阻抗为 ，由于测量电路为可调电容C与负载 并联，然后再与定值电阻 串联，根据电路串并联关系，则有：
（5）
联立（1）-（2）和（5），在已判断得到负载的特性的情况下，便可以解出 中的电阻R和电抗X。结合频率值即可得
（6）
（7）
因此，对于给定负载（如某单元电路），该测试仪能够获得给定工作频率下的交流等效电路参数，便于电路的分析与设计。
3 系统测试
系统设计完成后，通过键盘设定激励信号幅值和频率，调节电容旋钮，即可读出负载的等效电路参数。首先测试并选取了三个R、L、C电路元件，其参数值分别为10，10mH，1uF。再将电路元件安插在万用板上，借助万用板连接线使其形成简单的串联电路和并联电路，并同时具有典型的二端口结构，然后分别测试了信号频率为1KHz时，负载的等效电路参数。用 Idealization（I）和Test （T）分别表示理论值和测量值，结果如表1所示。
表1 测试结果
Tab.1 Test results
电阻（） 电感（mH） 电容（uF） 串联（；uF） 并联（，mH）
I T I T I T I T I T
10 10.02 10 10.33 1 0.97 10 ； 1.65 9.97；1.59 9.91；0.15 10.04；0.23
测量 结果表明，在1KHz频率下，所搭建的串联电路具有阻容特性，而并联电路具有阻感特性。等效电路参数测量结果与理论值存在一定差异的可能原因主要在于：除工艺等因素外，导线等所引入的分布阻抗。
4 结束语
本文设计了一种电路交流等效电参数分析仪，可用于完成无源二端口电路的等效电参数测量。在测量交流等效参数时（特别在用作RLC测试仪的情况下），若测量频率较高，分布参数影响将较为显著，对低标称值元件的测量尤为不利。如何减小分布参数对测量结果的影响，还有待进一步研究。
参考文献：
[1]陈鹏，李固，边雁，等.采用RLC激励的EMAT圆柱探头设计参数分析[J].传感器与微系统2012，31（2）：77-80. 本文由wWW. DyLw.NeT提供，第一 论 文 网专业写作教育教学论文和毕业论文以及服务，欢迎光临DyLW.neT
[2]王秀霞 电阻电容电感测试仪的设计与制作[J].电子技术，2012，30（2）：47-49.
[3]任斌， 余成， 陈卫等.基于频率法和 MCU 的智能 RLC测量仪研制[J].微计算机信息，2007，23（10）：129-130.
[4]陈小桥，黄恩民，张雪滨，等.基于单片机与 AD9851 的信号发生器[J].实验室研究与探索2011，30（8）：98-102.
购物车(0)