RC电路时间常数测量方法的研究(6)
时间:2016-11-17 21:09 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
3.5 Multisim10仿真测试 通过仿真测试可以知道，在仪器情况非常良好的情况下，可以得出非常完美的测量结果，现实中出现很大的误差，仪器的年老失修造成的实验过程很不完整以及人为原因造成的读数误差占了很大的比重，仿真测试之所以可以达到近乎百分之零的误差就是因为它排除了仪器和人为的原因造成的误差。常用的充电0.632法和放电0.368法，其理论依据是完全正确的，只是实验过程的实施尚需改进。 对比教材中常用的方法与另外几种改进或修正方法，以及具体的实验数据和 步骤可以很直观的看出各种方式的优劣以及简易程度。 充电电压0.632值法和放电电压0.368值法虽都是目前最常用的方法，但都由于充放电完成的时间太短导致在示波器的时间轴上展示的尺度过小，造成τ的读数测量困难，最终使误差过大，故由这种测量方法计算出的电容量值的精确性非常有限，可信度也较差。 通过选择合适的电阻R值，使电容电压uc在方波高电位半周期内按指数规律上升，可以升到高电位E，在方波低电位半周期内可以降到低电位0处，这种方式可以近似达到完全充放电的效果，从测得的数据可以看出准确度已经有了大幅度的提高，效果也很好。 虽然在对实验中真实的时间常数进行了分析和讨论之后，得出了较为准确的数学计算公式，但由于在具体的实验测量中需目测的数据过多，致使此种方法未能最大幅度地减少实验误差，不过，通过具体的数据表明，此种方法在所需精准度不高的情况下还是可行的。 通过对一阶RC电路的数学建模以及数理分析建立新的微分方程，并引入阶跃信号函数类比讨论，利用阶跃函数性质以及冲击函数性质综合分析讨论，层层分析讨论，得出了利电容电压波形最大值和最小值来计算时间常数τ的方法，不仅操作简便，而且读数方便、精度很高。 最后，再用仿真软件进行了仿真测试，说明教材中的常用方法并无理论缺陷，在仪器精良并且读数精准的情况下，完全可以达到很高的准确度，现实中造成测量误差过大的原因除了仪器的精度下降之外，还有来自人为的读数误差，另外几种分析方法也都旨在减少实验的中间环节，以减少原本可以避免的测量误差，使实验数据更加精确，结果更加可信。 4. 结束语 通过对比我们发现，在对精确度要求不高的情况下，可以使用对τ值修正的方法进行测量，如果精准度和实验操作都有较高的要求，电压对称发则是最佳方法，不管是数据的精准还是实验步骤的简洁，都堪称完美，不失为一种值得广泛采用的方法。虽然仿真实验有着最为准确地数据测量，但它只是一种理想实验，现实中的仪器总会存在种种的误差，不可能做到完美无缺，所以它只能作为一种理论论证，而不能作为实验依据。 (责任编辑：qin) |