电路基础实验四(新)教材

电路基础实验四电子实验中心2010.11.11第一部份仪器性能研究及特殊信号调测

一、实验内容

1.函数发生器内阻的测量

函数发生器的输出衰减0dB、频率1kHz、峰—峰值为5V的正弦信号，用晶体管毫伏表测量此电压，记录为Uo(开路电压)；在函数发生器的输出端并联一个100的电阻R1，再测量输出电压，记录为U1(负载电压)，利用公式，求出函数发生器的内阻。

2、万用表、晶体管毫伏表、示波器频率特性比较

⑴万用表置于交流最小挡，函数发生器输出正弦信号，输出电压值保持不变，改变信号的频率分别为20Hz、50Hz、100Hz、500Hz、1kHz、5kHz、10kHz、50kHz，用万用表测量各个频率点的电压值测量时用晶体管毫伏表监测函数发生器在各个频率点的输出电压值不变，记录万用表的读数。以万用表的读数为纵轴，频率为横轴，做出万用表交流电压最小挡的频率特性曲线。使函数发生器输出峰—峰值为1V的正弦信号，改变信号的频率分别为20Hz、50Hz、100Hz、500Hz、1kHz、5kHz、10kHz、100kHz、500kHz、1MHz、2MHz、5MHz、10MHz，用晶体管毫伏表测量各个频率点的电压值；保持示波器监测函数发生器的输出峰—峰值为1V不变，记录毫伏表的测量值；并以频率为横轴、毫伏表的读数为纵轴，做出毫伏表的频率特性曲线。2、万用表、晶体管毫伏表、示波器频率特性比较3测量直流稳压电源空载时的波纹电压

用示波器、毫伏表观察直流稳压电源在5V、10V、15V输出时的波纹电压。

4、通过测量，调出下列各周期信号

（1）2.5MHz、150mV(有效值)的正弦信号；（2）350Hz、Up-p=75mV、斜率为1/2的锯齿波信号；（3）150Hz、Up-p=7.5V、占空比为20％的矩形波信号；（4）5Hz、Up-p=10mV的正弦信号；（5）含3V直流，频率为5kHz、UP-P=7V的三角波信号。

注意事项：测量时可使用毫伏表或示波器，不要使用万用表的交流电压挡。二、实验要求及注意事项

(1)认真阅读教材的相关内容。

(2)波纹电压的定义参见教材的稳压电源部分。测量时，示波器的输入耦合方式应置于AC。由于波纹电压较小，所以示波器的电压灵敏度开关应放在mV级档位。

(3)根据实验内容分别做好表格，将实验数据记录在表格内。

三、实验报告要求

总结实验原理，画出实验电路。写出实验步骤及操作过程。列表记录原始数据，并与理论值比较。用基尔霍夫电压定律考察实验结果，并做出正确解释。对实验结果做出结论。对实验数据进行整理分析。曲线作图用坐标纸。电路基础实验四电子实验中心2010.11.11第二部份电阻温度计的设计一、设计目的1、熟悉和掌握直流单电桥的测量电路。2、了解非电量转变为电量的一种实现方法。3、培养自行设计电路、调试和工程制作的能力。

二、设计要求

采用铂电阻设计一个基于非平衡电桥的电阻数字温度计。

1、用数字万用表电压或电流档显示测量的温度值，最大非线性温度误差≤0.4oC，铂电阻允许最大电流Imax≤2.5mA,用数字万用表显示20oC一60oC的温度值。

2、采用PT-100铂电阻，据其与温度的对应关系、设计要求设计电路，选择电路中的元件参数、进行调试和改进。

4、用水银温度计作标准，用一杯开水逐渐冷却的温度作被测对象，逐点校准自制的温度计。

5、进一步改进自制的温度计，提高测量的准确度。三、设计提示1、非平衡电桥的测温原理

如图一所示，设电桥供电电源输出电压为E，四个桥臂电阻分别为R1,R2,R3,R4,其中R3为电位器，而R4为铂电阻或铜电阻传感元件，其阻值随温度而变化,若R1R3≠R2R4，则电桥有电压uo(t)输出,大小可用数字万用表显示，忽略数字万用表分流，uo(t)可表示为:2、用uo(t)表示温度的变化

不同温度t,对应不同uo(t),通过数字万用表显示的uo(t)值就可确定对应温度t值,这就是非平衡电桥测量温度原理。但数字万用表显示值与温度是非线性的，这给温度标定和显示带来困难，可以通过恰当方法进行线性化和数字化处理，使数字万用表显示毫伏数的十倍就代表温度值即uo(t)=t/10mv,并且保证显示温度误差｜△t｜<0.5℃，如果能达到此要求，电阻数字温度计就设计好了。

（1）铂电阻特性3、设计参考资料（2）铂电阻与温度的关系铂电阻与温度的关系在0～600℃范围可表示为：在0～100℃范围β值作用不显著，Rt与t近似成线性关系,即：PT-100的R0=100Ω将代入：4、线性化处理整理得只要a=0,b=1/10,非线性误差｜ΔU(t)｜≤0.05mV即可。5、设计实例据前述分析，当a=0,得对Pt100铂电阻:带入得R1=19300Ω,流过铂电阻的电流Ipt≤0.26mA<Imax。符合要求。若取计算得：K=2.0×10-5C-1,非线性误差｜ΔU(t)｜≈

若四、实验内容1、采用PT-100铂电阻，据其与温度的对应关系、设计要求设计电路，选择电路中的元件参数、进行调试和改进。2、用数字万用表直流电压档显示测量的温度值，温度范围：20～60℃。3、用水银温度计作标准，用一杯开水逐渐冷却的温度作被测对象，逐点（间隔2℃

）校准自制的温度计。4、进一步改进自制的温度计，提高测量的准确度。五、设计提高

用下图所示直流单电桥的测量电路，用测电流的方法设计电阻温度计。六、实验仪器设备直流稳压电源（0V-5V)，QJ23型电桥(或电阻箱，或精密电位器)，加热器，铂电阻(PT100），标准温度计，数字万用表。七、预习要求1、阅读实验原理与说明。完成电阻温度计的设计任务。2、列出所需要的元件和参数，并说明理由。3、选择实验所需的仪器设备。4、确定实验步骤、校验方法和制作过程。画好所需的数据表格。5、进一步改进设想。八、实验注意事项1.注意选择直流电源US，确保热敏电阻Rt在额定工作电压和工作电流范围内工作。2.注意合理选择电桥电路中各元件参数.保证满足其平衡条件。3.注意电流表头满最程是100uA，而且要对应表示温度是100oC。4.做温度计的刻度时，要按测量误差合理选择温度的分度。九、思考与总结1.制作电阻温度计如何选择温度传感器。2.能否用正阻性热敏电阻制作电阻温度计?如果可行，试说明制作的方法。3.使用温度传感器要注意什么问题