動(dòng)態(tài)物理過程描述第一頁，共十七頁，2022年，8月28日【實(shí)驗(yàn)原理】實(shí)驗(yàn)框圖：傳感器數(shù)據(jù)采集A/D轉(zhuǎn)換計(jì)算機(jī)電量物理過程非電量結(jié)果分析在信號(hào)測(cè)量中，常用的方法是把被測(cè)物理量通過傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)再測(cè)量，在這些信號(hào)中有很多是隨時(shí)間變化的，特別是有些物理量在小范圍時(shí)間內(nèi)急劇變化，對(duì)于這些物理過程的測(cè)量，目前實(shí)驗(yàn)中常用的手工記數(shù)方法此時(shí)無法跟上這種快速變化，而采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集就彌補(bǔ)了這方面的缺陷，用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)是比較合適的。動(dòng)態(tài)物理過程的實(shí)時(shí)測(cè)量：第二頁，共十七頁，2022年，8月28日RC串聯(lián)電路暫態(tài)過程1.當(dāng)開關(guān)K撥向1時(shí)，電源通過電阻R對(duì)電容C進(jìn)行充電，直到穩(wěn)定狀態(tài)。2.把開關(guān)K撥向2，此時(shí)電容C通過R放電。這兩個(gè)過程就是RC電路的暫態(tài)過程。圖2RC充放電曲線圖1RC充放電電路第三頁，共十七頁，2022年，8月28日電容RC串聯(lián)電路暫態(tài)過程的變化規(guī)律：充電放電半衰期T1/2：反映暫態(tài)過程快慢在放電過程中，Uc(t)下降到初始值的一半時(shí)所需的時(shí)間τ為RC電路的時(shí)間常數(shù)第四頁，共十七頁，2022年，8月28日【實(shí)驗(yàn)儀器】計(jì)算機(jī)，LabCorder數(shù)據(jù)采集分析儀，穩(wěn)壓源，電阻箱，電阻，電容（多種規(guī)格），線路板，導(dǎo)線7根。LabCorder數(shù)據(jù)采集分析儀：它由計(jì)算機(jī)、外置數(shù)據(jù)采集器和數(shù)據(jù)采集分析軟件三部分構(gòu)成，是一個(gè)集計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集、記錄、分析和結(jié)果顯示為一體的的多功能智能儀器。LabCorder數(shù)據(jù)采集分析儀的外置數(shù)據(jù)采集器上設(shè)計(jì)有兩路模擬量采集通道，兩路數(shù)字量采集通道和+5V直流電壓輸出等功能。該儀器模擬信號(hào)的輸入范圍為±5V；輸入信號(hào)幅度可經(jīng)模入接口卡中的高性能儀用放大器調(diào)到1、10、100、1000等合適的放大倍數(shù)，保證最佳轉(zhuǎn)換精度。第五頁，共十七頁，2022年，8月28日RC電路第六頁，共十七頁，2022年，8月28日Ch1倍率信號(hào)輸入端本次實(shí)驗(yàn)不使用區(qū)域Ch2LabCoder的輸入界面第七頁，共十七頁，2022年，8月28日【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】1.自行設(shè)計(jì)不同參數(shù)的RC組成的串聯(lián)電路,并用計(jì)算機(jī)采集其充放電曲線（至少5組），將數(shù)據(jù)保存為.txt格式文件。2.描繪相應(yīng)的充放電曲線，從曲線中讀取T1／2，由此計(jì)算時(shí)間常數(shù)及電容值，并與RC測(cè)試儀測(cè)出的電容值進(jìn)行比較。3.研究RC串聯(lián)電路充放電規(guī)律：將所測(cè)得的5組數(shù)據(jù)，用計(jì)算機(jī)作圖軟件進(jìn)行擬合處理，得到經(jīng)驗(yàn)式，并與理論推導(dǎo)的規(guī)律進(jìn)行比較，得出相應(yīng)參數(shù)，分析誤差原因。4.拓展內(nèi)容：選擇其它的動(dòng)態(tài)物理過程進(jìn)行研究（如熱敏電阻的溫度特性等）。第八頁，共十七頁，2022年，8月28日【數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)處理】1.采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)保存在電腦上，并挑選需要的數(shù)據(jù)部分在Oringin軟件上作圖。2.描繪不同電容的充放電曲線。圖1R＝10kΩ，C=1000μF圖2R＝10kΩ，C=470μF結(jié)論：當(dāng)固定電阻值而改變不同電容值時(shí)候，充放電時(shí)間常數(shù)τ＝RC明顯不同。第九頁，共十七頁，2022年，8月28日3.從曲線中讀取T1／2，由此計(jì)算時(shí)間常數(shù)及電容值，并與RC測(cè)試儀測(cè)出的電容值進(jìn)行比較。第十頁，共十七頁，2022年，8月28日4.用計(jì)算機(jī)作圖軟件進(jìn)行擬合處理，得到經(jīng)驗(yàn)式，并與理論推導(dǎo)的規(guī)律進(jìn)行比較，得出相應(yīng)參數(shù)。第十一頁，共十七頁，2022年，8月28日方法一：使用菜單命令擬合

首先激活繪圖窗口，選擇菜單命令A(yù)nalysis，則可以看到Origin非線性擬合擬合曲線的目的為要根據(jù)已知數(shù)據(jù)照出響應(yīng)函數(shù)的系數(shù)。Fit

ExponentialDecay指數(shù)衰減擬合第十二頁，共十七頁，2022年，8月28日方法二：非線性最小平方擬合NLSF方法是AnalysisAnalysisNon-LinearCurveFitAdvancedFittingTools或者FittingWizad第十三頁，共十七頁，2022年，8月28日選擇所需的函數(shù)進(jìn)行擬合第十四頁，共十七頁，2022年，8月28日數(shù)據(jù)處理設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方法，測(cè)量熱敏電阻PTC的溫度特性曲線(合理選擇數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行記錄)

第十五頁，共十七頁，2022年，8月28日【注意事項(xiàng)】1.應(yīng)用各種儀器前，仔細(xì)閱讀有關(guān)說明和使用方法。2.各電路元件在測(cè)量時(shí)，接地點(diǎn)應(yīng)和儀器的接地點(diǎn)一致。3．電路連接完成后，仔細(xì)檢查，電源不可短路！電解電容的正負(fù)極不可接反！4.計(jì)算機(jī)的最大采集電壓為5V，超出者無法正確讀數(shù)。第十六頁，共十七頁，2022年，8月28日