RC电路时间常数测量方法的研究(5)
时间:2016-11-17 21:09 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
2.5.2 测量数据 表4 波形对称法的实验数据 试验次数 R（Ω） C(nf) RC(цs) ucmin(v) ucmax (v) u0(v) f(Hz) 计(цS) 相对误差（%） 1 10000 2.2 22 1.25 3.75 5 20480 22.2 1.0 2 10000 3.0 30 1.25 3.75 5 15006 27.4 1.1 3 10000 3.7 37 1.25 3.75 5 12142 37.481 1.3 4 10000 4.0 40 1.25 3.75 5 11243 40.48 1.2 5 10000 4.4 44 1.25 3.75 5 10220 44.5 1.2 6 10000 4.7 47 1.25 3.75 5 9817 46.4 1.4 2.6 Multisim10仿真测试 2.6.1 实验操作 按原理图连接仿真电路，元件参数为电阻R=1KΩ,电容C=1μF，信号输出频率为f=100Hz,幅度U=10V,占空比q=1/2的方波，双踪示波器用于观测信号源及电容两端电压的波形。选择充电期间测试时间常数，设电容C开始充电时刻为t1,uc(t1) =0v, t2时刻电容C充电使uc(t2)=u0/2，测量电容充电所需时间为t2-t1，计算得时间常数τ为： =(t2-t1)/ln2 2.6.2 实验数据 图13 仿真测试结果图 由图可计算出时间常数为： 与理论值近似相等。 3. 数据分析及结论概括 3.1 教材中常用到的充电0.632法 通过实验，我们发现这种方法测得的数据会有20%～30%的误差，效果非不理想，存在许多不足，并不是理想中的实验方案。 3.2 改善充电0.632法 在理论分析基础上，新的实验过程使得电容的充电和放电基本趋于完成，测的的数据与理论值之间的差距会大幅度降低，所得数据更加可信。经过实验论证，该方法的理论分析是正确的，实验操作也是可行的。 3.3 对教材中的τ值计算公式进行修正 对比上一种分析方法，此法得出的试验误差偏大，主要是因为在测量时间常数τ时，除要测量半衰期T1/2外，还要测量E及E′的值。不仅给实验增添了麻烦，还因被测数目增多，导致测量误差增大。但是其整体试验效果仍比教材中的方法有了较大进步，数据的准确性也有了较大提高。综合而言，此方法在精确度要求不高的情况下，也是可行的。 3.4 根据波形对称的性质快速测量τ值 从具体的数据中可以看出，电压对称法测RC电路时间常数不仅快捷而且误差最小，因为通过理论分析，最终的目测数据只有一个，并且还可以准确读出，大大的减小了因为人为地因素造成的误差，综合前三种方法，电压对称法表有最方便的实验操作以及最准确的测量数据，为最佳方案。 (责任编辑：qin) |