电阻测量论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇电阻测量论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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1. 事件描述

2010年2月16日，在CPR1000核电站首台机组岭澳核二期3号首次进行机组热态功能试验（3HFT）期间，高压缸进气温度测量元件（ 3GME581YT /591YT）与汽缸的连接部位发生较大面积蒸汽泄漏，现场立刻采取了加强紧固的方式临时处理，保证热态功能试验的继续进行。在热态功能试验结束之后，施工现场对泄漏的温度测点进行拆卸检查，发现高压缸本体及高压主汽门的大部分热控测量孔密封面存在较严重的加工不平整、管座与测量套管不同心等问题，致使高温压蒸汽进入后产生较大面积蒸汽泄漏。

2. 原因分析

通过图纸核对和外方专家的技术确认，我们了解到，CPR10

00核电站首台机组的高压缸属于我国首次引进的核电百万千瓦级半速汽轮机组（原型机为法国阿尔斯通半速机），汽轮机的进气压力约是6.8MP。高压缸本体的热控测量孔是圆锥形的孔，采用六面形垫片密封，六面形垫片的A /B密封面分别和锥形面和热控测量接座密封面接触，密封线较窄（约2毫米），六面形垫片的材质为Q235材质，较一般的铜垫片硬，不易变形，且对加工面配合要求较高。（图1）

在针对高压缸热控测量孔的生产过程的加工处理上，工厂直接参考了外方的设计图纸，但忽视了图纸上对加工精度和密封面的较高配合的要求。导致发货到现场的热控测量接座、六面形垫片、锥形密封面三者之间的配合效果不佳 。

施工现场在安装前进行了简单检查，发现部分热控测量孔的锥形密封面在工厂内加工不平整、有划痕及点坑，各密封面间的配合不佳。虽然联系工厂进行确认，但未得到各方足够的重视，而工厂提供的相关的安装程序文件中也没有对安装前后检查做具体的要求。

在泄漏事件发生后，现场各方对锥形密封面进行了蓝油检查，发现较多数量的接触面存在断续，未接触、加工不平整、划痕及点坑等缺陷（图2），这是是产生蒸汽泄漏的主要原因。

3. 采取措施

针对上述的原因，经过现场各方讨论，采取如下措施：

（1）采取紧急修复措施

生产厂家派出技术人员携带专用工具对现场岭澳二期核电站3号机高压缸及主汽阀门的热控测量孔密封面进行精研磨加工，保证密封面的平整性和有效接触。

（2）完善安装程序中对热控测量孔安装和检查具体要求如下：

1） 安装前对应密封面进行目视检查，并使用蓝油对密封面的平整性和垫片接触有效性进行核查。

2） 对目视和蓝油检查不合格的测量孔，使用专用工具进行研磨处理，研磨直至蓝油检查合格；

3） 安装时使用力矩扳手将螺纹拧紧，采用高温螺纹密封脂（牌号GRN50），拧紧力矩值460NM。

通过以上的措施，对岭澳二期3号高压缸及主气门热控测量孔的蒸汽泄漏问题进行了修复，修复之后，在岭澳核电站3号机的汽轮机多次冲转和商运中都没有再次出现类似泄漏问题，说明这次泄漏处理方案是成功的。

4. 经验反馈

CPR1000核电站首台机组岭澳二期核电站3号机作为国内首台核电半速汽轮机组，在消化和吸收国外成熟技术中的过程中，第一次使用锥形密封面和六面形垫片密封的形式，对制造和安装过程有较高的工艺要求，通过在制造和安装过程中对热控测量点漏气问题的处理，我们得到如下经验总结和反馈：

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引言

HMP45D温湿度传感器是芬兰VAISALA公司开发的具有HUMICAP技术的新一代聚合物薄膜电容传感器，目前大连周水子国际机场空管气象部门已投入业务运行的自动气象站[1]，均采用该传感器。论文范文，。由于该传感器的测量部分总是要和空气中的灰尘和化学物质接触，从而使传感器在某些环境中产生漂移。论文范文，。而仪器的电气参数会随时间的推移、温度变化及机械冲击产生变化，因此传感器需要进行定期维护和校准。

1.HMP45D温湿度传感器的结构

HMP45D温湿度传感器应安装在其中心点离地面1.5米处。其中，温度传感器是铂电阻温度传感器，湿度传感器是湿敏电容湿度传感器[2]，即HMP45D是将铂电阻温度传感器与湿敏电容湿度传感器制作成为一体的温湿度传感器，如图1所示。

图1 HMP45D温湿度传感器外型图

2.HMP45D温湿度传感器的工作原理

2．1 温度传感器工作原理

HMP45D温湿度传感器的测温元件是铂电阻传感器Pt100，其结构如图2。铂电阻温度传

感器是利用其电阻随温度变化的原理制成的。标准铂电阻的复现可达万分之几摄氏度的精确度，在-259.34～+630.74范围内可作为标准仪器。铂电阻材料具有如下特点：温度系数较大，即灵敏度较大；电阻率交大，易于绕制高阻值的元件；性能稳定，材料易于提纯；测温精度高，复现性好[3]。

图2 铂电阻温度传感器结构图

由于铂电阻具有阻值随温度改变的特性，所以自动气象站中采集器是利用四线制恒流源供电方式及线性化电路，将传感器电阻值的变化转化为电压值的变化对温度进行测量[4]。铂电阻在0℃时的电阻值R0是100Ω，以0℃作为基点温度，在温度t时的电阻值Rt为

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式中：α，β为系数，经标定可以求出其值。由恒流源提供恒定电流I0流经铂电阻Rt，电压I0Rt通过电压引线传送给测量电路，只要测量电路的输入阻抗足够大，流经引线的电流将非常小，引线的电阻影响可忽略不计。所以，自动气象站温度传感器电缆的长短与阻值大小对测量值的影响可忽略不计。论文范文，。测量电压的电路采用A/D转换器方式。

2．2 湿度传感器工作原理

HMP45D温湿度传感器的测湿元件是HUMICIP180高分子薄膜型湿敏电容，湿敏电容具有感湿特性的电介质，其介电常数随相对湿度的变化而变化，从而完成对湿度的测量。湿敏电容主要由湿敏电容和转换电路两部分组成，其结构如图3所示。它由上电极(upper electrode)、湿敏材料即高分子薄膜(thin-film polymer)、下电极(lower electrode)、玻璃衬底(glass substrate)几部分组成。

图3 湿敏电容传感器结构图

湿敏电容传感器上电极是一层多孔膜，能透过水汽；下电极为一对电极，引线由下电极引出；基板是玻璃。整个传感器由两个小电容器串联组成。湿敏材料是一种高分子聚合物，它的介电常数随着环境的相对湿度变化而变化。当环境湿度发生变化时，湿敏元件的电容量随之发生改变，即当相对湿度增大时，湿敏电容量随之增大，反之减小，电容量通常在48～56pF。传感器的转换电路把湿敏电容变化量转换成电压量变化，对应于湿度0～100%RH的变化，传感器的输出呈0～1V的线性变化。由此，可以通过湿敏电容湿度传感器测得相对湿度。

3．HMP45D温湿度传感器的校准和维护

对HMP45D 传感器的维护，要注意定期清洁，对于温度传感器测量时要保证Pt100 铂电阻表面及管脚的清洁干燥。论文范文，。在清洗铂电阻时一定要将湿度传感器取下，使用酒精或异丙酮进行清洗。其具体步凑如下：

1） 旋开探头处黑色过滤器，过滤器内有一层薄薄的白色过滤网，旋出过滤网，用干净的小毛刷刷去过滤网上的灰尘，然后用蒸馏水分别将它们清洗干净。

2） 等保护罩和滤纸完全风干之后，将其安装到传感器上。然后再将传感器通过外转接盒连接到采集器上，再和湿度标准传感器一起放入恒湿盐湿度发生器进行对比。恒湿盐容器的温湿参数[4]如表1。

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万用表具有用途多、量程广、使用方便等优点，是进行设备维护、维修的常用工具之一。熟练掌握万用表的使用方法及使用技巧，是设备维护人员及学校的电教工作者必须掌握的技能。万用表不仅可以测量如电压、电流、电阻阻值等常见物理量，还可以进行如电子元器件好坏的判断、电池容量的测定、及电声器材好坏的判断等。下面逐一进行介绍。

实用方法一：测量电子元件的好坏

设备维修中的常见操作之一是判断电子元器件的好坏。电子元器件的种类很多，但随着集成电路的发展，许多分立元件逐渐被集成电路板代替，维修中用户可以处理的器件越来越少。但诸如电阻、电容、二极管、三极管等器件的测量还是会经常遇到的，下面以指针式万用表为例简要介绍相应的测量方法。

1、 电阻的测量

用万用表判断电阻的好坏有离线测量和在线测量。离线测量即是将电阻从电路板上取下进行测量，在线测量即是在电路板上直接测量电阻的阻值。

离线测量时，先根据被测电阻的阻值选择万用电表欧姆档的合适量程，进行机械调零，然后进行欧姆调零，最后进行测量。将万用表的表笔接在被测电阻两端，若测得阻值与实际阻值相同和接近，则说明电阻正常；若阻值大于标称值，则说明该电阻阻值变大或内部开路。电阻一般不会出现阻值变小的现象。由于人体的电阻阻值为几十千欧，因此在测量阻值较大的电阻阻值时，不要用手同时抓住被测电阻的两只引脚。否则，人体电阻和被测电阻并联科技小论文，导致测量值变小。

在线测量一般用于小阻值电阻的测量。一般由于电路中还有其他元器件和电阻并联，检测的结果往往会小于电阻的实际值。在线测量一般仅做初步判断，必要时必须将电阻从电路板上断开测量。

2、 电容的检测

电容具有储存电荷的功能，可以对电容充电，也可以使电容器放电。在电路中，电容具有隔直流通交流，阻低频通高频的耦合作用，另外电容还具有滤波、延时的作用。

如果被测电容储存有电荷，在检测前要将电荷放掉，避免击伤人或损坏仪器。若电容的容量较小，储存的电荷较少时，可以用诸如螺丝刀等金属工具或万用表的表笔将电容的两只引脚短接，将电放掉。若电容储存的电荷较多时，可以用较大阻值的器件诸如用电烙铁插头的两只插脚和电容的两只引脚接触，将电容器储存的电荷通过电烙铁的电热丝放电，这样不会对人和仪器造成损坏。

在用万用表的欧姆档检测电容之前，首先要根据电容容量大小来选择恰当的档位核心期刊。在将电容放电后，用红黑表笔和电容的两个引脚接触，通过观察表针的偏转角度来判断电容是否正常。若表针快速向右偏转，然后慢慢向左退回原位，则说明电容是好的。如果表针摆起后不再回转，说明电容已经击穿，如果表针摆起后逐渐停留在某一位置，则说明该电容漏电。

实用方法二：测量电池的容量

电池是常用的耗材。如果电池的容量不足会影响器材的使用效果，如无线话筒常用的5号电池，在电量不足时会导致音量过低和噪声太强的故障。用万用表测量电池的容量主要是了解电池的电压和短路电流。测量电压时用万用表的直流电压档，新的五号电池的电压约为1.7至1.8伏左右，旧电池的电压常常低于1.3伏特。在测量电池的短路电流前，先将万用表的红表笔插在5安培位置，将黑表笔插在万用表的COM位置，万用表的档位调到直流电流的5A位置，红表笔的金属端接电池的正极，黑表笔的金属端接电源的负极，观察万用表表盘的示数。新的5号电池的短路电流的大小约为2.5安培，而旧电池的短路电流低于1安培。判读电池的容量要根据电流的大小进行，如有的电池虽然电压降低不多，但短路电流太小，说明电量消耗较大，应该弃用。如电压为1.2伏的旧电池科技小论文，其短路电流只有0.5安培左右。

实用方法三：测量电声器件

用万用表还可以判断电声器件如扬声器和耳机的还坏。检测时，将万用表置于R×1档（因扬声器的阻抗一般为几欧姆），用红表笔接音圈的一个接线端子，用黑表笔点击音圈的另一个接线端子，如扬声器能够发出“喀喀”的声音，说明扬声器正常，否则说明扬声器的音圈或引线开路。

用万用表还可以判断扬声器的极性。扬声器必须按正确的极性连接，否则会因相位失真而影响音质。多数扬声器会在接线支架上通过标注“+”、“－”的符号指示两根引线的正负极性，而有的扬声器并未标注。为了使扬声器更好的将声音还原，需要对这种扬声器进行极性判断。具体操作为：将万用表置于R×1档，用两只表笔分别点击扬声器音圈的两个接线端子，在点击的瞬间仔细观察扬声器的纸盆的振动方向，若纸盆向上振动，说明黑表笔接的端子是扬声器的正极；若纸盆向下振动，说明黑表笔接的是扬声器的负极。

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石英晶体生  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产中，要进行石英晶体微调、石英晶体分选等多个重要的生产加工环节。在不同的生产加工环境中，用到的石英晶体测试环境是不一样的。石英晶体微调环境要使用带两个金属夹片的测试夹具，该测试夹具间存在着杂散电容，其必然会对精确测量石英晶体元件的参数造成影响。

目前，我国作为石英晶体生产元器件生产大国，虽然总体产量很高，但与发达国家相比，产品质量、技术水平和科研能力等存在较大的差距，特别是石英晶体电参数测试技术和设备的水平较低[2]。目前国内石英晶体电参数测试设备大多依赖进口，这些设备价格昂贵，严重限制了我国石英晶体制造行业的发展。目前国内研制的石英晶体测试仪器，对于测量夹具电容采用的是单点校准方法，每测量一个频率的晶体元件都要进行一次附加相移补偿，制约着测试系统的应用普遍性。因此，测量夹具电容对石英晶体频率测量的影响与补偿方法的研究，对于提高石英晶体串联谐振频率测量水平具有十分重要的意义。

1 基本测量原理

1.1 石英晶体的等效电路模型

石英晶体具有压电效应，当给石英晶体加一交变电场时，石英晶体将产生机械振动，机械振动通过压电效应与系统相耦合，其效果相当于在电路中串一个由电阻、电容和电感组成的回路，等效电路模型如图1所示。

图1中：C0为石英晶体两极间的电容，称为石英晶体的静电容，值为几个pF；C1为石英晶体的动电容，其范围10-1～10-4 fF；L1称为石英晶体的动电感，其范围10-5～10-3 H；R1表示晶体在振动时的损耗，称为石英晶体的串联谐振电阻，其范围在101～103 Ω之间。

1.2 π网络法的测量原理

石英晶体具有压电效应，当其施加于交变电场中时，它就可以等效于由电阻、电容和电感组成的LC回路。该回路有一固有串联谐振频率，当电路谐振时，石英晶体对外呈纯电阻状态，且阻抗最小。本研究采用IEC推荐的π网络[3]，如图2所示，π网络由对称的双π型回路组成，R1，R2和R3构成输入衰减器，R4，R5和R6构成输出衰减器，它们的作用是使π网络的阻抗与测量仪表的阻抗相匹配，衰减来自测量系统的反射信号。Y1为被测石英晶体，Va为π网络输入矢量电压信号，Vb为输出矢量电压信号。

在测量时，通过不断改变Va的频率，并检测Vb的幅值以及Va和Vb的相位差，当Vb幅值达到最大或者相位差为零（理论上，两者对应的频率相等）时，π网络处于谐振状态，此时Vb信号的频率就为石英晶体的串联谐振频率，这就是π网络法的测量原理。

1.3 串联谐振电阻的测量原理

在图2所示理想状态下的π网络模型中，Va，Vb分别为π网络输入端和输出端电压，利用节点电压法可得石英晶体等效阻抗Ze为：

[Ze=2KVaVb-1?Zs]

式中：Zs为π网络等效阻抗，当π网络为纯电阻网络时其值约为25 Ω，K为常数，是在初始校准，把25 Ω基准电阻器插入π网络时，输出通道与输入通道电压读数的比值。石英晶体处于串联谐振状态时，Zs即为石英晶体串联谐振电阻[4]。故用π型网络零相位法测量石英晶体元件谐振电阻的基本步骤如下：

（1） 把25 Ω基准电阻器插入π网络，分别记下A道和B道的电压读数Va0和Vb0，计算：[K0=Vb0Va0]；

（2） 用被测晶体元件替换基准电阻器插入π网络，读出相位差为零时的频率值，并分别记下A道和B道电压读数Va和Vb；

（3） 用式（1）计算谐振电阻：

[R1=2K0VaVb-1·t×25 Ω] （1）

2 测试夹具电容对串联谐振频率测量的影响及

补偿

2.1 误差分析

理论上，石英晶体处在串联谐振状态时，它对外呈纯电阻特性，阻抗最小，输入信号Va经过π网络时压降就最小，也即Vb达到最大。 在实际测量中，由于测量夹具电容、引线对地电容以及引线电感的存在，π网络并不是纯电阻网络，它会产生附加的相移，根据π网络零相位法的测量原理，当待测石英晶体处于串联谐振状态时，π网络两端信号的相位差为零。但由于π网络本身附加相移的存在，此时石英晶体没有处于串联谐振状态。根据课题前期研究成果可知π网络实际等效电参数模型如图3所示。

在石英晶体微调测试环境下，使用的测量夹具是两块相对的金属片，这时测试夹具间引入的电容会较大，会对测试结果有很大影响。而IEC标准中所提出的测量方法中规定接触片之间的杂散电容应小于0.05 pF，但是在实际成品测试环境下，金属片之间的电容达到了4.65 pF。因此，在这种测试条件下，需要考虑这种并电容的影响。在假设其他影响因素不存在的情况下，单独分析研究测量夹具电容CX的影响。

通过不断改变输入信号的频率，测试输入信号和输出信号的相位差是否为零，来判断待测石英晶体是否处于谐振状态，当石英晶体两端相位差为零时表示石英晶体已处于谐振状态，即：

[tanφ= 2L1ω2C0′C1+L1ω2C21-R21ω2C0′C21-ω4C0′C21L21-C0′-C1R1ωC21=0] （2）

由式（2）得：

式中：[C0′=C0+CX]。

在实际测量中，由于引入金属片之间的电容CX，也就是使并电容C0的值变大。显然在这种测试条件下，用π网络零相位法测得的串联谐振频率的值与理想电路模型下的理论值有误差。

2.2 硬件补偿

根据石英晶体串联谐振频率测量原理，在金属测量夹片引入电容，使并电容C0变大，而其他参数不变的情况下，需通过适应改变串联谐振电阻R1的值对串联谐振频率的测量进行补偿。

如图4所示，采用并联电阻的方法，对CX进行补偿。并联电阻RP之后，会使输出电压Vb变大。根据石英晶体谐振电阻R1的测量方法，计算出的谐振电阻R1值会变小。通过这种对CX的补偿，可以使之能够在串联支路的频率的零相位处直接测量串 联谐振频率。石英晶体元件理想电路模型两端间的阻抗：

[ZAB=1jωC0R1+jωL1-1ωC1R1+jωL1-1ωC1-1ωC0=Re+jXe] （4）

由式（4）可得：

[tanφ=2L1ω2C0C1+L1ω2C21-R21ω2C0C21-ω4C0C21L21-C0-C1R1ωC21] （5）

并联电阻RP对CX进行补偿后，在串联谐振频率附近，整个被测电路（晶体元件和调谐到晶体频率的并联补偿电路）的相位由下式给出：串联谐振频率是在规定条件下晶体元件本身的电纳等于零的一对频率中较低的一个。根据π网络零相位法测量串联谐振频率的测量原理可知，当理想电路模型的相位差为零时输入的频率就是需要测量的串联谐振频率。比较两式的分子项可知，要想使串联谐振频率得到补偿，即[ω=ωP]，需相应调整谐振电阻[R1′]的值，来抵消引入电容CX的影响，使之能够在串联之路的频率的零相位处直接测量。

2.3 测量数据建模

要消除π网络测量夹具间引入电容CX带来的影响，根据π网络零相位法测量石英晶体串联谐振频率的测量原理公式可知，需在谐振电阻的数值上进行相应的改变来补偿静电容对串联谐振频率测量值的影响。实验过程中，采用Multisim电路仿真软件对电路进行仿真分析，输入端使用1 V输入电压，在电路输出端放置一个“测量探针”，运用“AC Analysis”法进行仿真分析，即可得到输出电压值，从而计算出谐振电阻的值。以51.2 MHz石英晶体为例具体说明。250B测量系统对石英晶体测量结果为：Fr=51.30 825 083 MHz，L1=5.66 mH，C0=4.4 pF，C1=1.7 fF。

（1） 把25 Ω基准电阻器插入π网络，输入电压Va0使用1 V，记下输出电压度数：Vb0=0.033 V，计算K0：K0=Vb0/Va0=0.033；

（2） 将晶体元件插入π网络中，读出相位差为零时输出电压值Vb：Vb=0.032 V，此时读出串联谐振频率：Fr=51 308 240.82 Hz；　（3） 计算理想状态谐振电阻：

R1=[2K0（Va/Vb）-1]×25=25.628 Ω；

（4） 引入电容CX为4.65 pF，电路中并联可变电阻进行补偿，改变补偿电阻的值，使测量出相位差为零时的串联谐振频率值为51 308 240.82 Hz，分别记录此时的补偿电阻RP和输出电压Vb：RP=70 Ω，Vb=0.038 V；

（5） 计算补偿电路中谐振电阻的值：

[R1′=2K0VaVb-1×25=18.716 Ω]

RP即为所需的补偿电阻。为了提高测量精度，可对不同频段的晶体分别求得补偿电阻，然后取平均值作为最终补偿电阻。

3 实验结果

用带有补偿电阻的测试π头对6只不同频段的石英晶体的串联谐振频率进行测试，并与美国S&A公司的250B型π网络石英晶体测试仪的测试结果进行比对，测试结果如表1所示。

表1 比对测量实验结果

从实验结果可以看出，采用硬件补偿后石英晶体串联谐振频率的测量精度可以达到±2×10-6，补偿效果较好。

4 结 论

由以上分析可知，π网络中测量夹具间引入的电容对石英晶体串联谐振频率的测量是有影响的，如不对其进行适当的补偿，测量结果会有很大的误差，尤其是对高频率的石英晶体的测量。采用以上补偿方法可以很好的补偿夹具间电容对测量结果的影响。

参考文献

[1] 杨军.晶体的杂散阻抗对晶体测量参数的影响[J].测试技术学报，2008，22（6）：499?504.

[2] 李璟.石英晶体负载谐振电阻测试技术研究[D].北京：北京信息科技大学，2009.

： IEC， 1989.

[4] IEC. IEC 60444?4， Method for the measurement of the load resonance frequency FL， load resonance resistance RL and the calculation of other derived values of quartz crystal units， up to 30 MHz [S]. [S.l.]： IEC， 1998.

[5] 王艳林，李东，刘桂礼.石英晶体测试中的π网络零相位检测技术[J].航天制造技术，2004（2）：16?20.   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

[6] 刘解华，张其善，杨军.石英晶体元件串联谐振频率快速测量技术的研究[J].中国测试技术，2006，32（2）：58?61.

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高考中有一个重要的考点，那就是实验中的关于实物连接问题，而分压器的实物连接则是最具有代表性的。所以，本文仍然以分压器的实物连接来说事。

1．分压器的电路分析

如图1所示、如图2所示分别为内接法和外接法的分压器电路图。他们都有两个部分组成，其一为伏安法测量电阻的电路，其二为分压器连接电路。

（1）伏安法测量电阻电路：此电路的中心部分是待测电阻与电流表的串联，辅助部分则是电压表，如图3所示。

若为内接法，则电压表并接在串联电路的两端，如图4所示。

若为外接法，则电压表并接在带测电阻两端，如图5所示。

注意：①电压表与电流表的量程；②电压表与电流表的正负极。

（2）分压器电路：此电路是一个闭合电路。即电源、电键、滑动变阻器的最大值串联成一个闭合回路，如图6所示。

（3）两部分电路的关系：将两个部分连接在

一起形成一个分压器电路。

注意：①两部分连接在一起是时要注意电流的流向要与电压表、电流表的正、负极相匹配；②开始时分压器的输出电压要得以满足。

2．实物连接程序

（1）伏安法测量电阻电路的实物连接

①先将待测电阻与电流表串联成一路。注意电流表的量程和极性，标明此电路的高、低电势。如图7所示。

②再用导线将电压表并接与如图7所示的电路中。注意电压表的极性和量程。若为内接电路，则

并接在图7电路的总电路上，如图8所示；

若为外接电路，则并接在图7电路的待测电阻两端，如图9所示论文下载。

（2）分压器电路的实物连接

将电源、电键，以及滑动变阻器的最大电阻串联成一个闭合回路。即连接滑动变阻器的两个导线应接在滑动变阻器的下面的两个接线柱上。

注意：滑动变阻器的滑动触头的位置以及电源的正负极。如图10所示。

（3）电路的两个部分的连接

两部分连接时，测电阻电路的两个导线一定要与接在滑动变阻器的四个接线柱中的两个接线柱上初中物理论文初中物理论文，以避免电键的连接不当。

其一、若滑动变阻器的滑动触头p不在滑动变阻器的两端，电路的两个部分的连接可以采用：

①测电阻电路的高电势接在整个电路的最高电势处，即高电势点接在a接线柱上，则低电势接在“中高”电势上，即接在c、d两个接线柱上的任意一个皆可。如图11所示。

②测电阻电路的低电势接在整个电路的最低电势处，即低电势点接在b接线柱上，则高电势接在“中高”电势上，即接在c、d两个接线柱上的任意一个皆可。如图12所示。

其二、若滑动变阻器的滑动触头p在滑动变阻器的某一端，则要求电路接通时分压器的输出电压为零，则上述两种连接只能由一种是合理的。

如滑动变阻器在右端，则只能接成：“测电阻电路的高电势接在整个电路的最高电势，即高电势点接在a接线柱上，则低电势接在“中高”电势上，即接在c、d两个接线柱上的任意一个皆可”。如图13所示。反之，“测电阻电路的低电势接在整个电路的最低电势处，即低电势点接在b接线柱上，则高电势接在“中高”电势上，即接在c、d两个接线柱上的任意一个皆可”，这样就不符合要求了。如图14所示中的电键闭和时滑动变阻器的输出电压就是最大值。

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1、引言

水的浊度是一种光子效应，即光线透过水层时受到阻碍的程度，表示水层对于光线散射和吸收的能力。它不仅与悬浮物的含量有关，而且还与水中杂质的成分和颗粒大小，形状及其表面的反射性能有关[1]。免费论文，前置放大。浊度是评价出厂水水质的主要依据之一。光在水中的散射信号是极其微弱的，也很容易受到环境因素的干扰，甚至被淹没在北京噪声中。因此，散射光的测量显得尤为重要。本文将介绍一种实用的散射光式浊度测量电路。

2、测量原理

由物理学光学的知识，当一束平行光由空气垂直照射到被测的水中，在水的深度Y处，其光强可表示为[2]：

(1)

其中：K0表示入射角为0°时光从空气到水中的透射系数，K1为溶液对光的吸收系数。I0为入射光强度，T为浊度。免费论文，前置放大。当溶液中微粒大小均匀时，在Y轴方向的某一区域的dy，在某方向的散射光也与浊度成正比：

（2）

其中：为溶液对光的散射系数，为Y处的光强。

水下散射光测量法原理图如图1所示：

图1 水下散射光测量法原理图

水平轴下面充满水，有一光束强度为I0入射到水面，一部分经表面反射，另一部分进入水面传播，则在Y坐标的小区域内即dy，其X方向的散射光，可由式(1)和式(2)得到[18]：

（3）

因为X方向的散射光经水的X方向吸收后过段距离后才能进入光电池（关于光电池的知识将在后文介绍），故实际到达光电池的散射光强为：

（4）

式中X为散射光到达光电池的距离。免费论文，前置放大。因此从0到Y0，X方向的总散射光强为：

(5)

对进行泰勒展开，可以得到：

在浊度较低的情况下，可以省略2阶及2阶以上的小量，则可以得到：

(6)

同理，(7)

并且在浊度很小的情况下，即<<1的情况下，（8）

将简写式(7)和式(8)代入式(5)中得到线性公式（9）：

≈(9)

即到达光电池的光强与入射光强I0和浊度T成正比[3]。免费论文，前置放大。

3、前置放大电路设计

系统的光电转换器件选用硅光电池，硅光电池将散射光信号转换成电流信号，但电流信号非常微弱，0-10，需要经过放大器放大，然后输送至控制芯片。设计时参考了大量的关于微电流放大的电路图，并做了相应的实验。根据测量原理设计的浊度调理电路，如图2所示：

图2 浊度调理电路图

该浊度调理电路是由美国intersil公司的CA3140芯片和通用TL082芯片构成的精密匹配电路。其中起放大作用的器件是运放CA3140，它具有输入阻抗高、低偏置电流、低噪声、高增益等特点，主要用来完成阻抗匹配、降低测量噪声、提高系统稳定性等。免费论文，前置放大。而TL082是电压跟随器，提高输入电阻，降低输出电阻，提高带负载能力。它们使用的供电电源皆是±12V。

图2中标有Au和Ag符号的为调理电路的信号输入端，其中Au接硅光电池的正端，Ag接光电池的负端。因为光电池是一电流源，内阻很大，电流很小，这么小的电流不足以驱动，需要将其叠加在一个直流信号上，来测量变化量。因此设计了如图2中的a）图所示的直流信号电路产生电路。免费论文，前置放大。由电压跟随器TL082的3脚输入端连接滑动变阻器P201，滑动变阻器P201和电容C201、电阻及三端稳压器LM336相并联。通过调节滑动变阻器P201，使得滑动端对地电压在一定值（本课题为0.7125V），然后利用了电压跟随器的特点，由电压跟随器TL082的1、2、3脚按如图所示的连接对这一定值电压加以固定。

图2中标有Nout符号的为调理电路的信号输出端，送入C8051F020单片机[4]。放大器CA3140的输入和输出端并联反馈电阻R203和电容C202，在放大器CA3140的两脚间连接一个可调电阻P202，放大器CA3140的另一端连接电阻R202后接地。考虑到低浊度，散射光非常微弱，经过多次试验，通常在0～3（<3）范围内，因此在选择运算放大器CA3140的外围反馈电阻进而选择调节信号的放大倍数时，同时兼顾和带有模数转换的C8051F020单片机的内部模数转换基准电压（2.43V）相匹配，如电路图所示，选择的反馈电阻R203阻值约为820KΩ，这样由信号调理电路的输出电压：

R203（10）

计算出信号的实际输出电压范围约在0～2.43V之间，如若水质较浑浊，使得输出电压超出了单片机内部基准电压的最大值，可以通过编程来改变单片机内部的可编程增益放大器PGA的大小来解决。电压跟随器TL082的6、7脚的输入和输出端并联一个反馈电阻R205和电容C203，5脚串接电阻R206后接地。在此，同样利用了电压跟随器的特点，TL082对由运算放大器CA3140放大后的电压信号予以稳压。

4、结束语

该检测电路非常简单，实用，可以根据用户的实际需要进行检测通道的扩展,实现一路到几十路的浊度检测，实际效果是很理想的。该方案已经成功应用到多参数检测系统中，保证了系统的正常运行。

参考文献：

[1]Burlingame,G.A.,M.J.Pickel,andJ.T.Roman.PracticalApplicationsofTurbidityMonitoring[J].JOURNALAWWA，1998.90(8):57-69.

[2]HartJohnsonandLetterman.AnAnalysisofLow-levelTurbidityMeasurements[J].JOURNALAWWA,1992,84(12):40.

[3]StevenA.Siano.AsimplemethodofcorrectionforforwardRayleighscatteringinturbiditymeasurement[J].AppliedOptics,1993,32(34):4646-4651.

篇（7）

 

物理学是一门实验科学。物理实验为理性认识提供了发现物理规律所需的感性材料、检验物理理论和假说的正确依据、开拓了物理学应用的新领域。在新课标高考中实验考查占有的比例逐年增加，与传统考查相比有下列趋势：①从机械记忆实验转向分析理解实验、理解物理实验原理转变。②从既定的学生分组实验转向变化的创新实验。既定的学生分组实验已经从高考试题中逐渐退出，取而代之的是学生尚未接触过的实验，而与学生做过的实验有着联系的实用性、创新性实验。从考查内容上看呈现如下特点：①实验的基本原理和思想方法是考查的核心内容。②实验数据处理是实验的重要环节，也是高考的重要方面。③基本仪器的使用是高考的热点。④实验的实际操作是考查的重点。⑤设计性实验是考查的难点。面对这些方面，学生感到慌乱，没有行之有效的复习方法cssci期刊目录。结合实际我采取了利用歌诀复习物理实验，收到了较好的效果。

在复习《验证牛顿第二定律》时，利用了这样的歌诀：控制变量法，验证牛二律；实验第一步，平衡摩擦力；合力等于盘码重，必须满足关系式（m?M）; 验证a­M成反比，注意选好坐标系。这一歌诀的第一句“控制变量法”，说明了本实验的实验思想方法，即“控制变量法”；第二句“验证牛二律”，说明了本实验的实验目的，即“验证牛顿第二定律”；第三四两句“实验第一步，平衡摩擦力”，强调了本实验的注意事项之一，即消除摩擦力对实验结果的影响；第五六两句“合力等于盘码重，必须满足关系式（m?M）”，说明本实验中小盘及砝码的总重力视为小车受到的拉力，必须满足关系式（m?M）；第七八两句“验证a­M成反比，注意选好坐标系”，说明本实验中在处理数据时，a­M图像是曲线，寻找关系不够明显，为了解决这一问题，纵轴选a，横轴选，这样就可化曲为直，很直观地发现a和M的反比关系。利用了这一歌诀，不仅本实验的实验目的思想方法、注意事项、数据处理技巧等都进行了复习，而且提高了学生学习兴趣，从而使学生在轻松的情况下掌握了本实验的知识，提高了学习效率。

在复习《测定金属的电阻率》时，利用了这样的歌诀：两个定律把ρ测，测U测I测直径；测D（直径）要用测微器，读数规则要注意；L测量莫松动初中物理论文，为减误差A外接；通过电流要适宜，变阻器使用记心中。第一句“两个定律把ρ测”，两个定律说明了本实验的实验原理，即电阻定律和欧姆定律，把“ρ测”说明了本实验的目的，即测定金属的电阻率；第二句“测U测I测直径”，说明了本实验需要测量的物理量，即导体两端的电压、通过导体的电流以及导体的直径；第三四两句“测D（直径）要用测微器，读数规则莫忘记”，强调了本实验应用的一个重要仪器―螺旋测微器以及螺旋测微器的读数规则；第五句“L测量莫松动” 强调测量长度时一要注意是接入电路中的有效长度，二要注意测量时导体不能松动；第六句“为减误差A外接”，伏安法测电阻，测量电路中电流表有外接法和内接法，本实验中为了减小误差测量电路中的电流表要用外接法；第七句“通过电流要适宜”，在用伏安法测量电阻时，通过待测导线的电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中明显增大；第八句“变阻器使用记心中”，变阻器接入电路中有分压式和限流式，在本实验中，由于待测导线的电阻不大，变阻器接入电路时用限流式。利用了这一歌诀，使学生快速掌握实验原理、思想、注意事项，提高了学习效率。

除了上述实验外，其它一些实验也可以采取这一方法复习。如《验证力的平行四边形定则》歌诀：白纸钉在木板处，两秤同拉有角度，读数画线选标度，再用一秤拉同处，作出力的矢量图。如《研究匀变速直线运动》歌诀：测a要用计时器（打点计时器），速度等于位移时间比，使用刻度尺量位移，打点周期0.02秒，交流电压4—6伏，利用推论（?s=aT2）求加速度。

篇（8）

 

曹 鑫

延安市计量测试所

本文列举了在实际操作中的一些实例以供大家参考书

随着电子汽车衡的广泛应用，其维修工作随之日渐需求，然而由于用户难以得到完整详细的技术资料，给维修工作带来了困难，为我们将几例故障现象及解决办法整理出来，介绍如下：

1、故障现象：零点示值正负跳变，称量示值也欠稳定。

分析与处理：用称重信号模拟器试验，判断出故障原因不在称重仪表，故在接线调整盒中检测，发现总绝缘电阻约为20MΩ,但分别检测每个传感器的绝缘电阻却都能达到200 MΩ,因而臆断接线调整盒中的印刷电路板受潮污绝缘下降。免费论文。对印刷电路板单独测量，绝缘电阻只有30MΩ,左右，后用无水酒精擦洗，电吹风吹干，再测其绝缘电阻正常。在拆卸各传感器时，发现接线盒的接线端子螺钉有微微的松动现象，提示接触不良可能也是仪表示值不稳的隐蔽原因。经上处理，零中心指示光标亮，故障消失。

因接线盒内电路板绝缘下降的故障，在几台不同的电子衡中均有发生。生产厂家一般都是把接线盒置于户外称台磅坑内，我们将其由户外移至操作室内，有效消除了接线盒受潮绝缘电阻下降的弊端。在迁移接线盒时，又有意识的去掉盒内的连线端子，改螺丝连接为焊锡焊接，杜绝了接线螺丝松动造成的隐患，减少了故障点。

2、故障现象：称重仪表（8142-0007）雷击反仪表显示：

“ ”

分析处理：检查发现一只称重传感器输入端呈开路状态，激励电压加不上。更换一只新传感器后，进行高度调试标定，仪表显示数据基本正常，但在进行偏载压点检测时，发现其中一有承重点示值比其余五个承重点示值少约200kg,反复调整无法达到6个承重点示值的一致性。机械传力机构方面也未发现异常，于是再测量各传感器的Ri、R0、Rs,发现对应于重量偏的传感器Ri=420Ω、 R0=350Ω、Rs=200MΩ，而其余五只传感器的Ri为380Ω-390Ω不等，R0为349Ω-350Ω，Rs＞2000Ω。两者对比，主要是Ri相差30多欧，约为10%，从理论不难看出在同一个桥压下，输入电阻大的，输出信号小。故再换一个称重传感器，经设定调试，衡器顺利通过检定。

此例故障提示我们，多个称重传感器并联使用，不仅要注意输出电阻的一致性，还要注意输入电阻的分散性不可太大，要小于5%为好。

3、故障处理举例

（1）故障现象：一台60电子汽车衡开机后有时能正常工作，重车上后显示负超载，重新开机后又有时能恢复正常，这种现象经常发生。

故障分析：故障时有时无，秤台部分和仪表部分都可能发生这种故障，经模拟器判断，故障发生在秤台部分。按上表进行故障分析，发现一个传感器的信号线被老鼠咬破，造成线之间的接触不良。

故障排除：重新焊接好传感器信号线。免费论文。用胶密封后再用热缩管密封。免费论文。开机后，汽车衡恢复正常。

（2）故障现象：一台50t电子汽车衡在称量约15t时，前后相差很多。

故障分析：这种故障发生的在秤台部分，检查发生其中一个传感器的偏载测试时比标准少约700kg,相邻的传感器比标准少约200-400kg。估计误差最大的传感器坏损。

故障排除：用万用表测量怀疑的传感器输入、输出电阻、发现阻值异常。更换传感器，汽车衡恢复正常。

4、故障处理举例

（1）故障现象：一台60t电子汽车衡，仪表显示负号，清零不起作用。

但重车仪表有显示，且示值显示稳定。

故障分析：这种故障有可能是传感器输出信号太小，也有可能是仪表调零电路出现故障，造成零点输出很低超出接收范围，经模拟器判断，故障发生在仪表部分。

故障排除：重新标定，可以解决故障。否则，送专门技术部门维修或更换称重显示仪。

（2）故障现象：一台30t电子汽车衡，示值显示不稳定。

故障分析：经模拟器判断，故障发生的仪表部分，按上表进行故障分析，发现显示仪损坏，可能是电源部分出现的故障，也有可能是放大器滤波电容损坏。

故障排除：更换电源部分滤波电容和放大器滤波电容，汽车衡恢复正常。

5、维护保养

（1）保持秤台台面清洁，经常检查限位间隙是否合理。

（2）经常清理秤台四周间隙，防止异物卡住秤体。

（3）连接件支承柱要注意检查保养。

（4）保持接线盒内干燥清洁、盒内干燥剂定期更换。

（5）经常检查接地线是否牢固。

（6）排水通道应及时清理、以防暴雨季节排水不通畅浸泡秤体。

（7）车辆应低速驶入秤台，车速应≤5km，然后缓慢刹车，停稳后计量。

（8）禁止在没有断开输出信号总线与稳重显示仪连接进行电弧焊作业。

（9）操作人员要严格遵守操作规定，进行日常维护。

参考文献：

篇（9）

引言

HMP45D温湿度传感器是芬兰VAISALA公司开发的具有HUMICAP技术的新一代聚合物薄膜电容传感器，目前大连周水子国际机场空管气象部门已投入业务运行的自动气象站，均采用该传感器。由于该传感器的测量部分总是要和空气中的灰尘和化学物质接触，从而使传感器在某些环境中产生漂移。而仪器的电气参数会随时间的推移、温度变化及机械冲击产生变化，因此传感器需要进行定期维护和校准。

1.HMP45D温湿度传感器的结构

HMP45D温湿度传感器应安装在其中心点离地面1.5米处。其中，温度传感器是铂电阻温度传感器，湿度传感器是湿敏电容湿度传感器，即HMP45D是将铂电阻温度传感器与湿敏电容湿度传感器制作成为一体的温湿度传感器，如图1所示。

图1HMP45D温湿度传感器外型图

2.HMP45D温湿度传感器的工作原理

2．1温度传感器工作原理

HMP45D温湿度传感器的测温元件是铂电阻传感器Pt100，其结构如图2。铂电阻温度传

感器是利用其电阻随温度变化的原理制成的。标准铂电阻的复现可达万分之几摄氏度的精确度，在-259.34～+630.74范围内可作为标准仪器。铂电阻材料具有如下特点：温度系数较大，即灵敏度较大；电阻率交大，易于绕制高阻值的元件；性能稳定，材料易于提纯；测温精度高，复现性好。

图2铂电阻温度传感器结构图

由于铂电阻具有阻值随温度改变的特性，所以自动气象站中采集器是利用四线制恒流源供电方式及线性化电路，将传感器电阻值的变化转化为电压值的变化对温度进行测量。铂电阻在0℃时的电阻值R是100Ω，以0℃作为基点温度，在温度t时的电阻值R为

(1)

式中：α，β为系数，经标定可以求出其值。由恒流源提供恒定电流I流经铂电阻R，电压IR通过电压引线传送给测量电路，只要测量电路的输入阻抗足够大，流经引线的电流将非常小，引线的电阻影响可忽略不计。所以，自动气象站温度传感器电缆的长短与阻值大小对测量值的影响可忽略不计。测量电压的电路采用A/D转换器方式。

2．2湿度传感器工作原理

HMP45D温湿度传感器的测湿元件是HUMICIP180高分子薄膜型湿敏电容，湿敏电容具有感湿特性的电介质，其介电常数随相对湿度的变化而变化，从而完成对湿度的测量。湿敏电容主要由湿敏电容和转换电路两部分组成，其结构如图3所示。它由上电极(upperelectrode)、湿敏材料即高分子薄膜(thin-filmpolymer)、下电极(lowerelectrode)、玻璃衬底(glasssubstrate)几部分组成。

图3湿敏电容传感器结构图

湿敏电容传感器上电极是一层多孔膜，能透过水汽；下电极为一对电极，引线由下电极引出；基板是玻璃。整个传感器由两个小电容器串联组成。湿敏材料是一种高分子聚合物，它的介电常数随着环境的相对湿度变化而变化。当环境湿度发生变化时，湿敏元件的电容量随之发生改变，即当相对湿度增大时，湿敏电容量随之增大，反之减小，电容量通常在48～56pF。传感器的转换电路把湿敏电容变化量转换成电压量变化，对应于湿度0～100%RH的变化，传感器的输出呈0～1V的线性变化。由此，可以通过湿敏电容湿度传感器测得相对湿度。

3．HMP45D温湿度传感器的校准和维护

对HMP45D传感器的维护，要注意定期清洁，对于温度传感器测量时要保证Pt100铂电阻表面及管脚的清洁干燥。在清洗铂电阻时一定要将湿度传感器取下，使用酒精或异丙酮进行清洗。其具体步凑如下：

1）旋开探头处黑色过滤器，过滤器内有一层薄薄的白色过滤网，旋出过滤网，用干净的小毛刷刷去过滤网上的灰尘，然后用蒸馏水分别将它们清洗干净。

2）等保护罩和滤纸完全风干之后，将其安装到传感器上。然后再将传感器通过外转接盒连接到采集器上，再和湿度标准传感器一起放入恒湿盐湿度发生器进行对比。恒湿盐容器的温湿参数如表1。

表1HMP45D校准前后数据对比

时间

（分）

校准前

DRY

实际值

校准前

DRY

测量值

校准前

WET

实际值

校准前

WET

测量值

校准后

DRY

实际值

校准后

DRY

测量值

校准后

WET

实际值

校准后

WET

测量值

1

34.0

30.0

75.5

69.4

35.0

34.2

75.5

73.8

2

34.0

30.0

75.5

69.4

35.0

34.2

75.5

73.8

3

34.1

30.2

75.5

69.5

35.1

34.3

75.5

73.8

4

34.1

30.2

75.6

69.5

35.1

34.3

75.5

73.9

5

34.1

30.2

75.6

69.5

35.1

34.3

75.6

73.9

6

34.2

30.4

75.7

69.6

35.1

34.3

75.6

73.9

7

34.2

30.4

75.7

69.6

35.2

34.4

75.6

73.9

8

34.3

30.5

75.7

69.7

35.2

34.4

75.6

74.1

9

34.3

30.5

75.7

69.7

35.2

34.4

75.7

74.2

10

34.3

30.5

75.7

69.7

35.3

34.4

75.7

74.3

平均

34.15

30.29

75.62

69.55

35.13

34.32

75.58

73.95

差值

3.86

篇（10）

 

兆欧表俗称摇表，是电工常用的一种测量仪表。兆欧表主要用来检查电气设备、电气线路对地及相间的绝缘电阻，以保证这些电气设备、线路工作在正常状态，避免发生电气设备损坏及人身触电伤亡等事故。本文根据电工实习课绝缘电阻测量方法的教学大纲要求，详细分析兆欧表的选择方法及使用操作步骤。

一、兆欧表的选择

根据被测对象的额定工作电压来选择相对应的兆欧表。兆欧表按其输出电压分类，常用的规格有250V、500V、1000V、2500V、5000V等多种。当被测对象工作电压较低时，可选择250V兆欧表。我国交流供电大多为三相380V（单相220V），因此一般选用500V兆欧表，这是广大电工及电气设备维修人员必备的测量仪表。而1000V、2500V、5000V主要用于工作电压较高的电气线路上，供专业电气测试人员使用。

电阻量程范围的选择。摇表的表盘刻度线上有两个小黑点，小黑点之间的区域为准确测量区域。所以在选表时应使被测设备的绝缘电阻值在准确测量区域内。

有些兆欧表的起始读数不为零而为1MΩ或2MΩ。如使用该类兆欧表测量在潮湿环境下的电气设备、线路就有可能造成误读为零兆欧的误判。因此一般电工和维修人员在选择兆欧表时，都选择测量范围为0～200MΩ或0～500MΩ的兆欧表。

国产兆欧表型号、主要参数及适用范围如附表所示。

型号

额定电压

测量范围

准确度等级

ZC251

100V

0～100MΩ

1.0

ZC252

250V

0～250MΩ

1.0

ZC253

500V

0～500MΩ

1.0

ZC254

1000V

0～1000MΩ

1.0

ZC263

500V

0～200MΩ

1.0(0～600V交流)

ZC283

500V

0～200MΩ

1.0

DY30

篇（11）

物理学是一门以实验为基础的自然科学，实验在物理教学中有着极其重要的地位和意义，通过物理实验可以促进学生对科学过程和物理知识的理解；促进学生发展科学探究和动手能力；促进学生运用物理知识解决学习、生活中的有关问题；促进培养学生坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神等。随着物理新课程改革的深入，实验在中学物理教学中收到了更多的重视，教师也更加重视实验教学，注重增强学生的实验操作技能。

高中物理新课程的各个模块都安排了一定数量的科学探究和物理实验，新课程标准对高中生的科学探究和物理实验能力提出了以下七个方面的要求：1提出问题；2猜想与假设；3制定计划与设计实验；4进行实验与收集证据；5分析与论证；6评估；7交流与合作。每个方面的要求下又分别细分多个小点的阐述，详见高中物理新课程标准。

新课改实施以来，高考物理实验命题对学生实验能力的考核逐渐向着课程标准的要求靠拢，试题考查要求学生从简单背诵实验转向分析理解实验，更重视对实验操作和设计思路的考查，设计性实验和探索性实验成为实验题的主流。以下举几个典型的实验试题进行说明。

【例1】（2008年山东卷23题）2007年诺贝尔物理学奖授予了两位发现“巨磁电阻”效应的物理学家。材料的电阻随磁场的增加而增大的现象称为磁阻效应，利用这种效应可以测量磁感应强度。若图1为某磁敏电阻在室温下的电阻一磁感应强度特性曲线，其中RB、RO分别表示有、无磁场时磁敏电阻的阻值。为了测量磁感应强度B，需先测量磁敏电阻处于磁场中的电阻值RB。请按要求完成下列实验。

例1，图1 例1，图2

（l）设计一个可以测量磁场中该磁敏电阻阻值的电路，在图2的虚线框内画出实验电路原理图（磁敏电阻及所处磁场已给出，待测磁场磁感应强度大小约为0.6～1.0T，不考虑磁场对电路其它部分的影响）。要求误差较小。

提供的器材如下：

A.磁敏电阻，无磁场时阻值Ro=150Ω

B.滑动变阻器R，全电阻约20Ω

C.电流表A，量程2.5mA，内阻约30Ω

D.电压表V，量程3v，内阻约3kΩ

E.直流电源E，电动势3v，内阻不计

F.开关S，导线若干

（2）正确接线后，将磁敏电阻置入待测磁场中.测量数据如下表：

l 2 3 4 5 6

U（V） 0.00 0.45 0.91 1.50 1.79 2.71

I（mA） 0.00 0.30 0.60 1.00 1.20 1.80

根据上表可求出磁敏电阻的测量值RB=______Ω，

结合图l 可知待测磁场的磁感应强度B =______T。

（3）试结合图l 简要回答，磁感应强度B 在0 -0.2T 和0.4 -1.0T 范围内磁敏电阻阻值的变化规律有何不同？

（4）某同学查阅相关资料时看到了图3 所示的磁敏电阻在一定温度下的电阻-磁感应强度特性曲线（关于纵轴对称），由图线可以得到什么结论？

在此题中，第（1）问很明显在考查学生设计实验的能力，是课标中“尝试选择实验方法及所需要的装置与器材”这一要求的具体体现，这类题在新课改以后出现的几率有所上升，以往的实验试题一般会给出设计方案而考查学生对实验原理的把握和理解，相对于后者，考查实验设计能力对学生而言难度必然增大了，但有利于学生打开思维，更能考查学生自主解决实际问题的能力。

第（2）问考查的则是学生在实验过程中分析与论证的能力，是课标中“对实验数据进行分析处理”这一要求的具体体现，应该说这方面能力是实验试题一贯考察的重点，重在体现高考选拔过程中对学生逻辑思维和理论推导能力的要求，动手实践能力故然重要，但对逻辑推理的能力考查永远是评价一个学生智力和学识必不可少的。

第（3）问要学生对磁敏电阻在一定的磁感应强度范围内的阻值变化曲线总结出磁敏电阻阻值变化的规律，第（4）问同样是要学生从电阻-磁感应强度曲线中得出结论，这都是对学生“通过对实验结果进行解释和描述”的能力的考查，这种以论述题的形式出现的考题在近年高考物理实验题中出现的频率有所上升，主要是试题整体趋向开放性的一种体现。

【例2】（2010年上海卷28）用DIS研究一定质量气体在温度不变时，压强与体积关系的实验装置如图1所示，实验步骤如下：

①把注射器活塞移至注射器中间位置，将注射器与压强传感器、数据采集器、计算机逐一链接；

②移动活塞，记录注射器的刻度值V，同时记录对应的由计算机显示的气体压强值P；

③用 图像处理实验数据，得出如图2所示图线，

（1）为了保持封闭气体的质量不变，实验中采取的主要措施是_______；

（2）为了保持封闭气体的温度不变，实验中采取的主要措施是_______和_____；

（3）如果实验操作规范正确，但如图所示的 图线不过原点，则 代表_____。

这道题共三问，前两问都是让学生对于一个具体问题提出解决措施，是对学生设计实验的能力的考查，但其实远远还不止如此，因为要知道如何采取措施还要对实验中涉及的物理原理有所领悟。怎样才能保持气体质量不变呢？那就应该保证气筒密闭性足够好。而如何保持气体的温度不变？根据热学知识，推动活塞的过程中会产热，气筒不是绝热装置，而外界的温度可看作恒定的，那么只要气筒内外能进行充分的热交换便可以了，所以解决这一问题的办法就是要缓慢推动活塞。由此可见，一个问题的设计考查的不只是学生某一方面的能力。而第（3）问中要求学生思考图像中y轴截距 的物理意义，这是对推理和分析能力的考查，只要能将数学上解析几何的基本知识运用其中便能解决这个问题。

总体看来，近些年的高考题越来越重视对学生“制定计划与设计实验”和“分析与论证”两个方面能力的考查，但对于涉及到“提出问题”、“猜想与假设”、“交流与合作”这样的实验能力的考查还是很不足，主要原因可能在于不方便针对这几种能力要求设计考题，又或许是出题者继承一贯的考点倾向，忽略了对这几个方面实验素养的考查。但随着高考评价方式的不断调整和改革，实验作为物理学科的重要核心，对学生科学探究及实验能力的考核一定会更趋完善，考核的内容也会更加全面。

参考文献：