电阻测量论文汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇电阻测量论文范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

篇（1）

1直流电阻测量

1.1测量方法

测量直流电阻是变压器试验中的一个重要项目。通过测量，可以检查出设备的导电回路有无接触不良、焊接不良、线圈故障及接线错误等缺陷。在中、小型变压器的实际测量中，大多采用直流电桥法，当被试线圈的电阻值在1欧以上的一般用单臂电桥测量，1欧以下的则用双臂电桥测量。在使用双臂电桥接线时，电桥的电位桩头要靠近被测电阻，电流桩头要接在电位桩头的上面。测量前，应先估计被测线圈的电阻值，将电桥倍率选钮置于适当位置，将非被测线圈短路并接地，然后打开电源开关充电，待充足电后按下检流计开关，迅速调节测量臂，使检流计指针向检流计刻度中间的零位线方向移动，进行微调，待指针平稳停在零位上时记录电阻值，此时，被测线圈电阻值＝倍率数×测量臂电阻值。测量完毕，先开放检流计按钮，再放开电源开关。

1.2注意事项

在测量过程中，除要严格遵守电气安全规程和设备试验规程外，还要特别注意：

1）在线圈温度稳定的情况下进行测量，要求变压器油箱上、下部的温度之差不超过3℃；

2）由于变压器线圈存有电感，测量时的充电电流不太稳定，一定要在电流稳定后再计数，必要时需采取缩短充电时间的措施；

3）尽量减少试验回路中的导线接触电阻，运行中的变压器分接头常受油膜等污物的影响使其接触不良，一般需切换数次后再测量，以免造成判别错误。

2测量结果分析

2.1规范要求

根据规范要求，三相变压器应测出线间电阻，有中性点引出的变压器，要测出相电阻；带有分接头的线圈，在大修和交接试验时，要测出所有分接头位置的线圈电阻，在小修和预试时，只需测出使用位置上的线圈电阻。由于变压器制造质量、运行单位维修水平、试验人员使用的仪器精度及测量接线方式的不同，测出的三相电阻值也不相同，通常引入如下误差公式进行判别

R％＝［（Rmax－Rmin）/RP］×100％

RP＝（Rab+Rbc+Rac）／3

式中R％――――误差百分数

Rmax――――实测中的最大值（Ω）

Rmin――――实测中的最小值（Ω）

RP――――三相中实测的平均值（Ω）

规范要求，1600KVA以上的变压器，各相线圈的直流电阻值相互间的差别不应大于三相平均值的2％，1600KVA以下的变压器，各相线圈的直流电阻值相互间的差别不应大于三相平均值的4％，线间差别不应大于三相平均值的2％；本次测量值与上次测量值相比较，其变化也不应大于上次测量值的2％。

2.2有关换算

在进行比较分析时，一定要在相同温度下进行，如果温度不同，则要按下式换算至20℃时的电阻值

R20℃＝RtK，K＝（T＋20））/（T＋t）

式中R20℃――――20℃时的直流电阻值（Ω）

Rt――――t℃时的直流电阻值（Ω）

T――――常数（铜导线为234.5，铝导线为225）

t――――测量时的温度

为了确定缺陷所在的相别，对于无中性点引出的三相变压器，还需将测得的线间电阻换算成每相电阻。设三相变压器的可测线间电阻为Rab、Rbc、Rac，每相电阻为Ra、Rb、Rc，当变压器线圈为Y型联接时，相电阻为

Ra＝（Rab＋Rac－Rbc）／2

Rb＝（Rab＋Rbc－Rac）／2

Rc＝（Rac＋Rbc－Rab）／2，如果三相平衡，相电阻等

于0.5倍线电阻；当变压器线圈为型联接，且a连y、b连z、c连x时，Ra＝（Rac－RP）－RabRbc／（Rac－RP）

Rb＝（Rab－RP）－RacRbc／（Rab－RP）

Rc＝（Rbc－RP）－RabRac／（Rbc－RP）

当变压器线圈为型联接，且a连z、b连x、c连y时，

Ra＝（Rab－RP）－RacRbc／（Rab－RP）

篇（2）

 

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。

篇（3）

 

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

(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。

篇（4）

一、初中最基本的测电阻的方法

(1)伏安法测电阻

伏安法测电阻就是用一个电压表和一个电流表来测待测电阻,因为电压表也叫伏特表物理论文,电流表也叫安培表,因此,用电压表和电流表测电阻的方法就叫伏安法测电阻。它的具体方法是:用电流表测量出通过待测电阻Rx的电流I,用电压表测出待测电阻Rx两端的电压U,则可以根据欧姆定律的变形公式R=U/I求出待测电阻的阻值RX。最简单的伏安法测电阻电路设计如图1所示,

用图1的方法虽然简单,也能测出电阻,但是由于只能测一次,因此实验误差较大,为了使测量更准确,实验时我们可以把图1进行改进,在电路中加入滑动变阻器,增加滑动变阻器的目的是用滑动变阻器来调节待测电阻两端的电压,这样我们就可以进行多次测量求出平均值以减小实验误差,改进后的电路设计如图2所示。伏安法测电阻所遵循的测量原理是欧姆定律,在试验中,滑动变阻器每改变一次位置,就要记一次对应的电压表和电流表的示数,计算一次待测电阻Rx的值。多次测量取平均值,一般测三次。

(2)伏阻法测电阻

伏阻法测电阻是指用电压表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。其原理是欧姆定律和串联电路中的电流关系,如图3就是伏欧法测电阻的电路图,在图3中,先把电压表并联接在已知电阻R0的两端,记下此时电压表的示数U1;然后再把电压表并联接在未知电阻Rx的两端,记下此时电压表的示数U2。根据串联电路中电流处处相等以及欧姆定律的知识有:

I1=I2

即:U1/R0=U2/RX

所以:

另外,如果将单刀双掷开关引入试题,伏阻法测电阻的电路还有图4、图5的接法,和图3比较,图4、图5的电路设计操作简单物理论文,比如,我们可以采用如图5的电路图。当开关掷向1时,电压表测量的是R0两端的电压U0;当开关掷向2时,电压表测量的是RX两端的电压Ux。故有:。同学们可以试一试按图4计算出Rx的值。

(3)安阻法测电阻

安阻法测电阻是指用电流表和已知电阻R0测未知电阻Rx的方法。其原理是欧姆定律和并联电路中的电压关系,如图6是安阻法测电阻的电路图,在图6中,我们先把电流表跟已知电阻R0串联,测出通过R0的电流I1;然后再把电流表跟未知电阻Rx串联,测出通过Rx的电流I2。然后根据并联电路中各支路两端的电压相等以及欧姆定律的知识有:

U0=UX

即:I1R0=I2RX

所以:

显然,如果按图6的方法试验,我们就需要采用两次接线,可能有的同学怕多次拆连麻烦的话,那我们还可以将单刀双掷开关引入电路图,这时我们可以采用如图7的电路设计。当开关掷向1时,电压表测量的是R0两端的电流I0;当开关掷向2时,电压表测量的是RX两端的电流Ix。通过计算就有:。

以上三种测电阻的方法是最简单的测电阻方法,也是必须掌握的方法,大家会吗,除此以外,还有常用的易于学生理解的测电阻的常用方法吗?当然还有:

二、特殊方法测电阻

(1)用电压表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值

或者

用电压表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值,我们也可以采取以下方法:

1.如图8所示,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,用电压表测量出Rx两端的电压Ux,当滑动变阻器的滑片滑至a端时,用电压表测量出电源的电压U,根据串联电路的电流关系以及分压原理我们可以得到:。

2.如图9所示,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,用电压表测量出电源的电压U,当滑动变阻器的滑片滑至a端时物理论文,用电压表测量出Rx两端的电压Ux,根据串联电路的电流关系以及分压原理我们可以得到:

(2)用电流表和滑动变阻器测量待测电阻的阻值

如图10所示,当滑动变阻器的滑片滑至b端时,用电流表测量出Rx和R滑串联时的电流I1,当滑动变阻器的滑片滑至a端时,用电流表测量出Rx单独接入电路时的电流I2,因为电源电压不变,可以得到:,故有:。

(3)用等效法测量电阻

篇（5）

 

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。

篇（6）

 

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。

篇（7）

中图分类号：TB857+.3文献标识码：A

引言

定子绕组的单相接地，即定子绕组与铁芯之间的绝缘破坏是发电机最常见的一种故障。

发电机机组容量越大，三相定子绕组对地的电容就越大，当定子绕组单相接地故障发生时，故障电流就越大，易将已损坏的绝缘击穿，使接地电阻迅速减小，增加了发展成匝间短路、两点接地或相间短路的速度。因此，对于100MW及以上的发电机组，不仅要求装设100％的定子接地保护，还要求在定子绕组任意一点出现绝缘损坏时，保护能够灵敏识别过渡电阻，切除故障[1]。

发电机定子单相接地保护根据原理不同可分为非注入式和注入式两大类，目前应用最多的是非注入式保护[2]。此类保护一般由零序电流保护和三次谐波电压保护共同构成双频式保护，其最大的一个不足之处是只能在发电机正常运行时工作，在启停机阶段如果定子绕组存在接地故障，保护无法起到作用；另外水轮发电机的三次谐波电压分布无规律，使用三次谐波电压保护难度很大且灵敏度不高。而注入式保护可以弥补非注入式保护的不足，它不论发电机正常运行还是启停机都能检测定子对地绝缘情况，且不会受到三次谐波电压影响，适宜用作水轮发电机的保护[3][4][5]。本文针对注入式的定子接地保护的注入电源内阻对保护判据的影响，提出了合适的消除影响的判据，并使用Simulink进行了故障仿真，验证了注入电源内阻的影响和判据的正确性。

注入式定子单相接地保护原理

注入式定子单相接地保护是根据发电机正常运行时整个三相定子回路对地是绝缘的，而发生单相接地故障时这种对地绝缘就被破坏这个最直接区分正常运行和故障的特征，在发电机定子回路与大地之间外加了一个信号电源。正常运行时，信号电源不产生电流或产生的电流很小。发生接地故障时，该电源产生相应频率的较大接地电流，使保护动作。因为信号是外加的，不受接地位置的限制，能完成100%定子接地保护的目的。现有的外加电源型保护包括外加直流电源型，外加二次谐波分量型，外加12.5Hz或15Hz交流电源型及外加20Hz电源型。其中国内比较常用的是外加12.5Hz和外加20Hz电源型[6][7]。

注入式定子接地保护判据仿真研究

1．仿真目标

传统的注入式定子接地保护认为正常时注入电流很小，而故障发生时注入电流增大[8]，并随着过渡电阻的减小而增大，实际上由于注入电源内阻的存在，注入电流和过渡电阻的对应关系并非线性的[9]，只采用电流判据的传统注入式保护的灵敏度不会很高[10]，因为注入源的内阻会同时影响测量电压和测量电流的变化，因此通过测量电压和电流的比值求得测量阻抗，可以消除注入源内阻的影响。下面通过仿真计算验证了此判据。

2．仿真模型

大型水轮发电机组采用非注入式保护的灵敏度很难得到保证，因此本文以20Hz注入式定子接地保护为基础，对水轮机组中出现的定子单相接地故障进行了仿真。

本文利用Simulink仿真，采用了三峡右岸电站发电机参数[11]，架构了仿真模型，此发电机模型的中性点采用接地变压器接地，发电机定子每相绕组有5个分支, 设定子每相绕组的电阻和电感为和, 则每一分支电阻和电感为和。定子绕组分布电容简化为型等效电路后, 电路两端对地等效电容分别为和，即型等效电路一端的等效电容，而包括型等效电路一端等效电容以及接地变压器的等效电容。

模型中采用20Hz、幅值25V的交流电源作为注入源。注入源内阻为0.015Ω，采用一个断路器闭合模拟定子一点接地故障，在仿真中可更改故障点到中性点的距离以研究其对测量结果的影响，过渡电阻值亦可设定为不同值进行研究。

3．判据介绍

本文所用的判据同时利用了测量电压和测量电流两个量。

对模型中的电路进行等效变换，忽略定子绕组的电阻和电感，则故障前定子绕组可等效成为一个电容，而故障支路可看作当故障后在等效电容上并联一个电阻。同时接地变压器副边电路可由戴维南定理等效成电源和电阻串联形式，定子绕组等效电容归算到接地变压器二次侧的电容与故障电阻的归算电阻并联在接地变压器的副边。

下面推导求过渡电阻的公式。

首先戴维南等效电源和电阻分别为

(1)

(2)

当发电机正常运行时，测量电流为：

(3)

因为理论的定子绕组电容值与实际值肯定存在偏差，因此在可能的情况下应使用测量值[10]，本例中可以由式(3)计算等效电容：

(4)

故障后测量电流为：

(5)

计算故障前后电流差值，设接地电阻支路电流为

(6)

则由(6)可计算得：

(7)

由测量电压得到两端电压

(8)

则接地电阻的阻值（等效到二次侧）为：

(9)

归算到一次侧为：

(10)

4．仿真研究

（1）测量电压的变化

设故障点在处，故障发生在0.5s时，仿真时间总共2s，故障电阻为2000，对内阻分别为和两种情况分别进行仿真。时（即内阻约为0时）幅值在故障前后基本不变；而时，幅值在故障前后有明显的变化，同样通过仿真可以看到对有明显的影响。因此只使用测量电流识别故障过渡电阻的判据肯定会受到注入电源内阻的影响，而使用同样受注入电源内阻影响的测量电压就可以消除内阻的影响。

（2）引入测量电压电流计算过渡电阻

为了证明使用可以消除注入电源内阻的影响，设，并对之间的多个值进行了仿真，并使用式(9)(10)计算过渡电阻，对和的情况都进行了仿真计算，结果发现，虽然随着过渡电阻的减小，测量电流不断增大，但是同时测量电压也在不断减小，而过渡电阻的计算值十分准确，相对误差很小，虽然在金属性故障（故障电阻等于0）时根据公式无法计算相对误差，但是也能看出计算电阻的绝对值是很接近0的。由此可见同时使用测量电压和测量电流能够消除注入电源内阻的影响，也证明了上述通过判据计算得到的判据是很准确的，过渡电阻计算值的相对误差应该主要来自于对于定子绕组电阻和电感的忽略。

结论

本文指出了传统的注入式保护通过判断测量电流变化判断故障的原理会受到注入电源内阻的影响而降低灵敏度的缺点，并同时指出采用测量电压和测量电流两个量的判据灵敏度更高。之后以三峡某水轮机组的模型及其数据为基础，利用Simulink进行了仿真，验证了注入电源内阻对测量电流的影响，同时也验证了同时采用测量电压和电流的判据的准确性。

参考文献

[1]张琦雪, 陈佳胜, 陈俊, 严伟, 沈全荣．大型发电机注入式定子接地保护判据的改进．电力系统自动化，2008，32(3)：66~69．

[2]江华东．中小型汽轮发电机定子接地保护．电气应用，2009，28(18)：80~82．

[3]赵斌, 陈海龙, 郭宝甫, 毕大强, 张学深．20Hz定子接地保护在三峡右岸水电机组上的应用．中国水力发电工程学会继电保护专业委员会2008年年会暨学术研讨会学术论文集，2008：51~54．

[4]任岩，兰晓梅，李鸥．大型水力发电机微机保护装置硬件及定子接地保护的研究．中国水力发电工程学会继电保护专业委员会2008年年会暨学术研讨会学术论文集，2008：45~50．

[5]陈俊，严伟，沈全荣．大型水电机组定子和转子接地保护方案．中国水力发电工程学会继电保护专业委员会2008年年会暨学术研讨会学术论文集，2008：29~33．

[6]邵宇．同步发电机定子单相接地故障暂态仿真及其保护的研究：[硕士学位论文]．北京：华北电力大学（北京）电力工程系，2004．

[7]黄．同步发电机定子单相接地故障暂态仿真及保护的研究：[硕士学位论文]．北京：华北电力大学（北京）电力工程系，2005．

[8]王维俭．电气主设备继电保护原理与应用(第二版)．北京:中国电力出版社，2001．

[9]邰能灵，尹项根，胡玉峰，陈浩，陈德树．注入式定子单相接地保护的应用分析．继电器，2000，28(6)：15~18．

[10]张琦雪，席康庆，陈佳胜，王翔，沈全荣．大型发电机注入式定子接地保护的现场应用及分析．电力系统自动化，2007，31(11)：103~107．

篇（8）

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.

篇（9）

 

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（10）

 

1. 引言

稀土锰氧化物Re1-xAxMnO3（Re= trivalent rare earth element , A=divalent alkalineearth element）作为一种电子强关联体系，从上个世纪五十年代开始,人们对它的结构、输运特性等进行大量的研究，发现了十分有趣的物理现象如磁有序,轨道有序,相分离、巨磁电阻效应等。近年来由于锰氧化物的CMR效应在自旋电子学领域有广阔的应用前景使稀土锰氧化物的巨磁阻效应吸引了广泛的关注[1-4]。锰氧化物的巨磁阻效应可利用双交换作用模型、Jahn-Teller效应、相分离(phaseseparation, PS)、形成金属和绝缘体的纳米团簇、多相间竞争机理等理论模型来解释[5-10]。由于Mn离子在双交换作用中起着非常重要的作用，对Mn位的替代可以直接调节锰氧化物中Mn3+、Mn4+的比例，改变体系中Mn3+-O-Mn4+双交换网络，从而改变体系的磁电性质，因此Mn位的替代研究一直以来是一个研究热点。我们发现大多数元素替代Mn位结果都抑制了居里温度Tc以及绝缘体-金属转变温度,而且，由于双交换作用的破坏使得体系的铁磁性也急剧的降低。然而，和大多数其它的掺杂离子不一样，Ru替代Mn位有特殊的效果，并且引起了人们广泛的关注怎么写论文。根据J.S.Kim[11]的相关报道，在Pr0.5Sr0.5MnO3的Mn位掺微量Ru时，随着Ru的含量逐渐增大，当掺杂量达到10%时，体系的铁磁性以及居里温度都有所提高锰氧化物，在Pr0.5Sr0.5Mn1-xRuxO3里，Ru主要以四价形式出现，同时也伴有少量的五价Ru离子；在Brajendra Singh[12]的文章中，当Ru掺杂量达到20%时，晶格常数单调增加，这是因为Ru是以四价，五价形式存在于La0.7Ca0.3Mn1-xRuxO3当中的，当掺杂量达到20%时，Ru4+尤其是Ru5+的存在增加了混合物中Mn3+的含量，因此导致晶胞膨胀。当Ru含量多余20%时，晶格常数又逐渐减小，因为此时，Ru主要以五价形式存在，以及Mn4+的存在，因此引起晶胞的收缩，同时Ru的掺入也引起Mn的价态的改变，从而增强双交换作用而表现出铁磁性和大的CMR效应；Yue Ying等人将微量的Ru掺入到La0.5Sr0.5Mn1-xRuxO3中，发现当Ru低量掺杂时，系统的铁磁性得以增强，并且居里温度也随着Ru含量的逐渐增多而得到提高，但是当Ru高掺杂时，系统的铁磁性没有得到增强反而被抑制。这些结果表明Mn3+，Ru4+（Ru5+）之间存在着铁磁相互作用，而且当Ru高掺杂时，体系存在着Ru-Ru之间的反铁磁相互作用[13]。基于此，本文选用居里温度在室温附近的La0.7Ca0.2Ba0.1MnO3作为母体化合物[14]，来进一步研究高价态离子Ru微量替代Mn位,对系统的晶体结构、磁电输运性质和磁电阻效应的影响。

2实验

在本次试验中，采用固相反应法制备了多晶样品La0.7Ca0.2Ba0.1Mn1-xRuxO3（x=0~0.06）。将高纯度（至少是99.9%）的粉体材料La2O3，CaCO3，BaCO3，MnO2锰氧化物，放入真空烘箱内烘干，按名义组分配料，放在研砵中研磨4小时后使样品原料充分混合，然后放入烧结炉，在1000℃下预烧12h，自然均匀冷却到室温，取出样品再次研磨4个小时，然后再在1000℃下预烧12h，取出样品之后再对样品进行研磨4小时，然后在13MPa下压片，压成直径约12mm，厚度约1mm的圆片，最后在1200℃～1300℃下大气环境中烧结24h后得到良好的多晶样品，此处预烧两次，是为了使样品混合更均匀，得到成像质量更高的样品。

为了确定样品的结构和性质，采用X射线衍射仪(Brooker Model D8-superspeed，Cu靶，波长λ为0.154056nm，步长为0.01～0.02°，2θ在10o到80o的范围内扫描)上测试，对样品的结构进行测试分析。为了确定样品的磁性，采用MPMS-XL SQUID(Quantum Design) 磁强计测量磁化强度温度关系()曲线。采用PPMS(Quantum Design)物性测量系统在5-310K温度范围下分别测量样品零场（H=0T）和加场(H=1T)的电阻率,外加磁场方向与电流方向垂直。磁电阻采用公式MR=[(ρ(0)-ρ(H))]/ρ(0)×100%,其中，ρ(0)和ρ(H)分别为零场下的和外加磁场下样品的电阻率值。

3 结果与讨论

3.1 多晶X射线衍射分析

图1给出了La0.7Ca0.2Ba0.1Mn1-xRuxO3（x=0~0.06）的XRD图谱,由衍射图谱，可以看出，样品呈现良好的单相结构，在实验允许的精度范围内，没有杂相出现。比照标准的PDF卡片并对其指标化，样品呈现标准的立方（cubic）钙钛矿结构,另外，从XRD衍射图谱中可以发现，随着掺杂量的增加锰氧化物，总体上衍射峰向小角度偏移，说明样品的晶格常数变大。

图1 La0.7Ca0.2Ba0.1Mn1-xRuxO3的XRD衍射图谱

根据立方晶系的晶格常数公式 以及布拉格衍射公式（n取一级衍射）选取几个较强峰的晶面指数代入公式，计算出系统的晶格常数怎么写论文。如表1所示：

 

x

a

0.00

5.4661

0.01

5.4668

0.02

5.4571

0.03

5.4582

0.04