第第頁交流無源一端口電路等效參數(shù)的測量實(shí)驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告

課程名稱：電路與模擬電子技術(shù)試驗(yàn)指導(dǎo)老師：張冶沁成果：______________試驗(yàn)名稱：溝通無源一端口電路等效參數(shù)的測量試驗(yàn)類型：電路試驗(yàn)同組同學(xué)姓名：_______一、試驗(yàn)?zāi)康暮鸵蟆脖靥睢扯?、試?yàn)內(nèi)容和原理〔必填〕三、主要儀器設(shè)備〔必填〕四、操作方法和試驗(yàn)步驟五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理六、試驗(yàn)結(jié)果與分析〔必填〕七、爭論、心得

一、試驗(yàn)?zāi)康暮鸵?/p>

1、學(xué)習(xí)無源一端口網(wǎng)絡(luò)等效參數(shù)的電壓三角形測定方法；2、掌控判定待測無源一端口網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)的方法；3、學(xué)習(xí)間接測量過程中的誤差傳遞分析；

4、了解試驗(yàn)條件與電路參數(shù)的合理選擇在提高試驗(yàn)精確度中的作用。

二、試驗(yàn)內(nèi)容和原理電壓三角形法原理

任意無源溝通一端口網(wǎng)絡(luò)，其等效參數(shù)都可以用一個(gè)等效阻抗〔入端阻抗〕來表示，當(dāng)端口電壓和端口電流的參考方向全都時(shí)，其復(fù)數(shù)阻抗可以寫作

電壓三角形法測量線路如下列圖所示，外加一電阻R1，Z2為等效阻抗，用電壓表分別測量電壓U，U1，U2的值，畫出電壓相量圖

三、主要儀器設(shè)備

1、單相0～250V可調(diào)電源2、DG11單相變壓器試驗(yàn)組件

電源220V/36V/16V，電容取4個(gè)10F并聯(lián)，

電阻R=360Ω/8W，(取4只360Ω電阻并聯(lián)

)

3、DG08動(dòng)態(tài)試驗(yàn)組件

電阻100Ω/2W

四、操作方法和試驗(yàn)步驟

1、測量圖4-2所示電路中的R、C值，計(jì)算該一端口網(wǎng)絡(luò)的等效阻抗Z?！睷=100Ω/2W，4只電容并聯(lián)C=10F/100V〕

2、采納電壓三角形法測量時(shí)，畫出試驗(yàn)接線圖，確定電源電壓調(diào)整范圍。

3、選定R1的型號(hào)和數(shù)值。

4、按圖4-1，調(diào)整R1和電源電壓，使得U1=U2,記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算一端口〔RC并聯(lián)〕網(wǎng)絡(luò)的等效阻抗。

5、取R1=6|Z|，在U1≠U2的狀況下，再次測量等效阻抗。6、分析比較1、4、5的測量結(jié)果。

五、試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理

1.用萬用表測量R、C值，萬用表短接電阻3.9Ω，測得R4測=104.9Ω，修正得R4=101.0Ω；用萬用表電容檔測4個(gè)電容并聯(lián)電容值得C并=40.7μF，已知電源頻率為50Hz，由此求得等效電抗：

再求電容和電阻并聯(lián)的等效阻抗為：

亦可求得等效導(dǎo)納為：

可見當(dāng)電源稍大時(shí)數(shù)據(jù)較為接近電阻標(biāo)稱值，且由電阻標(biāo)稱值R=100Ω/2W得最大電電壓UMA*=14.14V，因此取變壓器的16V作為輸出，且掌握電壓有效值在10V左右。2.如右圖接線，其中R1為精密可調(diào)電阻箱，Z2為R

和C并聯(lián)得到的等效電抗，由之前計(jì)算得R1≈|Z|=61.83Ω，故應(yīng)掌握R1阻值在62Ω四周。

保持電源電壓維持在10V，小范圍調(diào)整R1阻值，并不斷用萬用表分別測量R1和Z2兩端的電壓U1和U2，直到兩者電壓值最為接近時(shí)保持R1阻值不變，試驗(yàn)過程中電壓源保持在

由表可知當(dāng)R1=62Ω時(shí)U1與U2最為接近，減小或增大R1都將導(dǎo)致差距變大，于是在R1=62Ω的狀況下又用溝通電表測得電路中的電流I=0.091A，由此得|Z2|=U2/I=57.25Ω，按誤差傳遞公式計(jì)算保守不確定度得：

dR0R0

=4.48%*0=9.08%

d*0

由于不確定度傳遞按絕對值相加，所以相對保守，在同等置信水平下，置信區(qū)間會(huì)相對較寬3.調(diào)整R1=6|Z|=372Ω,再次測量得U1=8.93V≠U2=1.41V,I=0.028A，此時(shí)|Z2|=U2/I=50.35Ω

六、試驗(yàn)結(jié)果與分析

等效阻抗Z2的測量誤差

值仍有差距，但已相對精確。

由表得，當(dāng)R1≈|Z|，即U1≈U2時(shí)，相對誤差明顯小于R1=6|Z|,即U1≠U2的測量數(shù)據(jù)，初步驗(yàn)證了誤差傳遞公式結(jié)論的正確性。而誤差來源主要是

1.R1由于運(yùn)用電阻箱，阻值只能取整數(shù)，無法進(jìn)一步迫近|Z|，所以誤差尚未達(dá)到最小；

2.另一方面由于測量儀器的靈敏度問題，測量U1和U2時(shí)的示數(shù)很不穩(wěn)定，且重復(fù)測量中也有肯定波

動(dòng)，非常難以測準(zhǔn)；

3.試驗(yàn)臺(tái)上的等電勢接線孔間存在肯定電阻，本試驗(yàn)中實(shí)測將導(dǎo)致有0.1V以上的壓降，使得U2偏

小，從而計(jì)算得的|Z2|偏小

4.另外我在試驗(yàn)后用示波器測量了變壓器的輸出波形，并非完滿的正弦波形，又測得其有效值為

9.8V，略小于之前的電表示數(shù)10.1V，可能會(huì)造成較小誤差。

七、爭論、心得

通過本次試驗(yàn)，我掌控了電壓三角形法的測量步驟，除了理論基礎(chǔ)外，更重要的是選擇合適的電路原件參數(shù)來進(jìn)行接線和測量，否那么誤差較大，同時(shí)也了解到了誤差傳遞的保守計(jì)算方法，盡管過程非常繁復(fù)，對計(jì)算技能有肯定要求。

通過示波器觀測試驗(yàn)臺(tái)的溝通電輸出，我也了解到試驗(yàn)臺(tái)溝通電源的特性并不完全等同于抱負(fù)的正弦溝通電，但在有效值方面的確特別接近，假設(shè)精度要求較高，應(yīng)先用示波器測定其有效值。

對于試驗(yàn)中涌現(xiàn)的一些電壓測量誤差，我也通過反復(fù)接線證明了試驗(yàn)板等電勢孔之間可能由于老化，的確存在不等的壓降，有些壓降在低電壓測量中不可忽視，為提高精度，也應(yīng)檢查其壓降狀況，或盡量避開運(yùn)用這些孔。

另外在老師的試驗(yàn)PDF文檔中倒數(shù)第二頁“試驗(yàn)參數(shù)計(jì)算”中發(fā)覺一處錯(cuò)誤，等效導(dǎo)納和阻抗的單位寫反了。

Multisim試驗(yàn)仿真

仿真電路圖如下，電壓表和電流表調(diào)整到溝通模式，電源輸出有效值為10V的溝通電壓，轉(zhuǎn)變R1的阻值分別用伏安法測量右端電路等效阻抗的模

可以觀測到測量值與理論