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高齡補貼申領原因如何寫 2024-10-06 02:34:03

怎樣測試暫態過程的時間常數

發布時間: 2023-04-11 15:10:33

㈠ 發生暫態過程持續時間怎麼算

原理分析:當J2觸發輸入碧滾皮電壓降至VCC的1/3時開始輸出高電平脈沖,這時D1、D2、D3、D4被點亮。輸出的暫穩態時間由R2可調定時電阻與C4電容組備沒成的RC網路的時間常數。當C4電容悔差的電壓升至VCC的2/3時輸出低電平脈沖,這時D1、D2、D3、D4滅。
計算公式為:T=R*C*ln(3) => 1.1*R2*C4
回答於 2021-11-06

㈡ 電路暫態分析

㈢ 三要素求解暫態過程的步驟

1、求初始值、穩態值、時間常數;
2、講求擾顫得的三要素櫻李瞎結果帶入暫態過程通用表達式;
3、畫出暫態電路的電壓、電流隨時間變化的曲線。脊空

㈣ 測量rc串聯電路暫態過程時間常量時,前提條件是什麼

BOT:測量RC串聯電路暫態過程時間常量時,必須要滿足以下賣返前提條件:1、電路的輸入信號必須是一個定義矩形波;2、電容與電阻之間的R-C串聯關系毀擾必須穩定;3、接線應正確,不能出現纖配旦斷路現象;4、暫態過程中的其他參數要保持穩定,如電源電壓、電路參數等。

㈤ 時間常數怎麼求

時間常數的求法:τ=RC、τ=L/R。(時間常數用τ表示)。1、時間常數是指電容的端電壓達到最大值的1/e,即約0.37倍時所需要的時間。2、在電阻、電容的電路中,它是電阻和電容的乘積。3、RLC暫態電路時間常數是在RC電路中,電容電壓Uc總是由初始值UC(0)按指數規律單調的衰減到零,其時間常數=RC。

拓展:

時間常數除了應用在電路中,還應用在電機、傳熱學、放射性測井儀器方面。

1、電機的機械時間常數

電機的機械時間常數是指此電機在額定電壓給定,空載情況下,轉速達到額定轉速的63%時所需的時間。此參數衡量的主要是電機的啟動特性,如空心杯的電機,一般都是1-50ms左右。

2、傳熱學的時間常數

熱電偶的時間常數是指採用集總參數法分析時,物體過余溫度降到初始過余溫度的36.8%所需要的時間。在用熱電偶測定流體溫度的場合,熱電偶的時埋顫間常數是說明熱電偶對流彎稿敗體溫度變動響應快慢的敬銀指標。

3、放射性測井儀器中的時間常數

放射性測井儀器中計數率表的時間常數由積分迴路中電阻和電容的乘積確定,其值根據計數率、測井速度和要求的測量精度選定。計數率低,則需較大的時間常數才能保證必要精度;但時間常數大,儀器惰性大,測井速度即相應降低。

㈥ 電工學,暫態分析,求這個電路圖的時間常數

對於RC串聯或並聯電路:時間常銷並數=RC。
對於RL串聯或並聯電路讓鬧:時間常數=L/R。
R為戴維寧等效電路中的等效電虧滑跡阻。

㈦ 描述如何用示波器測量RC電路的暫態響應常數

1)需要一個方波信號發生器,輸出可調頻姿鄭率的方波,然後施加到電阻、電容串聯電路上;

如下圖所示,調節信號源頻率(周期),使藍色波形 B 從最低消凳值上升到最大值的時間約為方跡橋頌波脈沖寬度的一半;

那麼在方波的高電平或者低電平期間,對阻容電路都是一個暫態過程;

設最低電壓與最高電壓差為 U,則電壓值從最低上升到 0.63U時的時間間隔就是時間常數 τ 了;

對於紅色波形 C ,則是 從最大值下降到 0.37U的時間間隔就是時間常數 τ 了;

2)只需要一個電源和開關,不需要信號發生器,但是需要示波器具有記憶功能;

保證電容已放完電,然後通過開關接通電源,在示波器的觸發功能下會得到如上圖藍色波形中的 0-1-2 波形時段;這個方法存在開關抖動效應而影響測量准確性;

㈧ rc串聯電路的暫態過程如何提高精度

RC串聯電路暫態過程研究教學資料物理實驗教學中心
RC串聯電路暫態過程研究【教學基本要求】1.了解計算機數據採集的基本過程和影響採集精確度的主要因素。2.掌握RC串聯電路充放電的特點,理解充放電過程中的電壓變化規律。3.掌握時間常數、半衰期等基本概念,理解它們如何影響充放電過程。4.了解RC電路暫態過程研究實驗系統的主要功能,熟練操作軟體。【授課提綱】本授課提綱與PowerPoint演示相結合。1.本實驗要掌握的重點內容本實驗與其它實驗不同,它是一個計算機數據採集實驗,目的是學習計算機數據採集在物理實驗中的應用,所以本實驗並不象其它實驗一樣重點在於數據的測量與計算,因為這些工作已由計算機幫你完成了。那麼,我們做這樣一個實驗,我們要掌握的重點是什麼呢?● 了解計算機數據採集系統的基本構成和數據採集的基本過程。● 認真分析實驗結果,深刻理解實驗結果所揭示的物理現象,與理論分析是否相符。● 掌握數據處理方法,考慮其它什麼場合也能利用計算機數據採集技術。2.數據採集系統的基本構成和數據採集的基本過程(1)什麼是數據採集和數據採集系統「數據採集」是指將被測對象的各種模擬參量(如溫度、壓力、流量、位移等),通過一定的信號轉換過程和數據處理方法轉化成數字量後,再由控制器進行存儲、處理、顯示或列印等操作的過程。相應的系統成為數據採集系統。對數據採集的解釋: 被測對象可以是各種模擬量,如溫度、壓力、流量、位移等。 信號轉換過程指的是通過各種感測元件將各種模擬參量轉換成電信號(電流、電壓)。 數據處理方法包括信號調理(放大、濾波等)、采樣、量化、編碼等。 控制器可以是PC,PLC,MCU等。這些內容稍後將做詳細介紹。(2)數據採集系統的基本構成(結合構成示意圖,在PowerPoint上)一般情況下,計算機數據採集系統由感測器,信號預處理電路(如流壓轉換,放大,濾波/消噪),採集卡或採集器(包括多路模擬開關,輸入處理電路,A/D轉換,MCU,定時邏輯控制等其它輔助控制電路),介面電路,控制器(計算機、PLC,MCU),輸出設備(顯示器,列印機,繪圖機)
(3)數據採集的基本過程(結合構成示意圖,在PowerPoint上)● 感測器的作用與信號預處理(流壓變換,放大,濾波)● 數據採集卡(器)的作用● 多路模擬開關的作用,A/D轉換作用(重點講),MCU的作用● 介面電路的作用,如USB,RS232● 計算機的作用,是整個系統的核心控制,是通過編程實現的。也可以是PLC、MCU。(4)數據採集的優勢有的同學可能會想,干嗎那麼麻煩呢。比如我想得到一個溫度值,用溫度計量一下讀出數來不就可以了,用壓力表量一下也可以得到壓力值。那麼我們為什麼還要利用數據採集技術呢?數據採集的優勢在: 在環境惡劣,人工根本無法讀數的場合。如油田鑽井過程中,測地層中的溫度、壓力等。 在參量變化很快,人工根本無法讀數的場合。如本實驗充放電過程,氣體絕熱指數實驗氣體狀態的變化過程等。 可以藉助計算機的強大計算功能,對數據進行處理,存儲和顯示,人工需要很大的工作量。 是計算機控制系統必不可少的組成部分。如果我們將這一過程逆過去,就是說計算機發出一個數字量,可以經過一系列的變化過程變成一個模擬量,這個模擬量就可以控制一定的設備(如電磁閥、繼電器),也就是組成了一個計算機控制系統。可適當講解液位控制系統,電磁閥原理和DCS系統。當然,數據採集的優勢不止這些,這些只是一些常見的。下面看一下數據採集系統的基本構成。3.RC電路充放電的基本原理下面給大家簡單介紹一下實驗的原理:(1)充放電過程實驗原理看一下電路圖,當K打到1時,電容充電,由基爾霍夫定律得到電路方程:(可適當解釋一下基爾霍夫定律,迴路的電壓代數和為零)這是一個一階線性方程,由初始條件和得從而得: 電容C兩端的電壓 當打到2時,電容放電,同理,電路方程為:這是一個一階線性齊次方程,更好解,由初始條件,t=0時,得到
對上式兩邊取對數得到:上式說明,如果放電曲線lnUC(t)-t是一條直線,做lnUC(t)圖線也是實驗內容之一。(2)充放電過程相關參數時間常數τ:由上面的電壓公式知,充放電過程的快慢是由的乘積大小決定的,通常將這個乘積稱為電路的時間常數(time Constant)τ或弛豫時間,即:半衰期:在電容放電過程中,其電壓衰減到初始值的一半(或充電過程中,電容電壓上升到終值的一半)所需要的時間稱為半衰期,一般用表示,由 得:4.RC串聯電路暫態過程實驗系統演示(1)軟體演示(2)注意的問題:讀數一定按照軟體提示去做。數據採集過程中不要停止。5.注意事項1.本實驗所用數據採集器的最大輸入電壓為5V,因此輸入電壓不要超過5V。2.注意數據採集器輸入通道的正負極,切勿接反。3.實驗前將數據採集器輸入通道的倍率旋鈕打到合適的位置,提高測量精確。4.實驗時先打開數據採集器再啟動實驗軟體,關閉時順序則相反。【板書內容】RC串聯電路暫態過程研究1.計算機數據採集2.實驗原理1.充電過程: 2.放電過程: 3.時間常數:τ=RC 半衰期T1/2=ln2τ=ln2RC4.最小二乘法: 3.注意事項1.輸入電壓不要超過5V。2. 注意按正確的操作步驟操作軟體,否則將導致運行錯誤。3.注意數據採集器輸入通道的正負極,切勿接反。4.實驗前將數據採集器輸入通道的倍率旋鈕打到合適的位置,提高測量精確。【實驗報告】RC串聯電路暫態過程研究實驗目的1. 理解RC串聯電路暫態過程中電壓、電流的變化規律,加深對電容特性的認識。2. 研究RC電路的暫態過程,理解電路時間常數τ和半衰期的物理意義。3. 使用計算機數據採集方法快速採集RC電路瞬態信號,充分體會計算機數據採集技術應用於物理實驗的優點。實驗原理1.RC串聯電路的暫態過程
電阻、電容和電感是組成電子器件的最基本單元。電容器在充放電過程中,其極板上的電荷不能突變。通常理解,電容器是存儲電荷的,給電容器充電,是使電容器的兩極板上帶等量的異號電荷。由於電荷的存在,在電容器內部將產生電場,從物理學的角度來看,電場具有能量,因此,給電容器充電的過程實際上是向電容器內充能量(電場能)的過程。由於能量的累計需要時間,所以充電過程也需要時間。同樣道理,電容器中能量的釋放也需要時間,也就是說電容器的放電過程也需要時間。由此可見,電容器在充放電過程中,其極板上的電荷不能突變。電容器的「充電」和「放電」(對於電感是「充磁」和「放磁」),雖然需要時間,但時間也是非常短的,時間的長短取決於電路中的電阻和電容(電感)。在接通或斷開直流電源的短暫時間內,電路從一個平衡狀態轉變到另一個平衡狀態,這個轉變過程稱為「暫態過程」。本實驗主要研究RC串聯電路中的暫態過程。(1)充電過程圖1是一個RC串聯電路,當開關K撥向1的瞬間,電容C上沒有電荷積累,電源電壓全部加到電阻R上(忽略電源內阻),此時電流為最大,直流電源E通過電阻R開始對電容C充電。隨著電容上電荷的積累,增大,充電電流隨之減小,同時該電流向電容C提供的電量q減小,電容兩端的電壓增加的速度變慢,即電容的充電速度越來越慢,直至時,充電過程終止,電路達到穩定狀態。當開關撥向1時,根據基爾霍夫定律(Kirchhoffs』 law of circuit),電路方程為(1)由前所述,剛接通電源時,電容C中未存儲電荷,即初始條件為和,由該初始條件,可解出微分方程式(1)的特解為(2)由式(2)可知,隨著時間的增加,電容器上的電荷量逐漸增加,這就是電容的充電過程。充電電流為:(3)
電容C兩端的電壓(4)(2)放電過程當電路穩定之後,電路中沒有電流,電容C兩端的電壓即為電源電動勢E,也就是說此刻電容C充電完畢。電容器所充的電荷為。設在t=0時刻,將開關撥向2,類似充電過程,可得此時電路方程為(5)結合初始條件:t=0時,,解微分方程式(5)可得(6)由式(6)可知,隨著時間的增加,電容C上的電荷逐漸減少,這就是放電過程。同樣,可以得到電容器兩端電壓、放電電流分別為(7)(8)將式(8)兩邊取對數得(9)上式說明,如果放電曲線lnUC(t)—t是一條直線,則證明UC(t)—t是指數關系。(3)過程參數圖2分別表示充電和放電時電容上電壓隨時間的變化規律。可以看出,RC電路的充電和放電過程是按指數規律變化的。由上述的討論可知,充放電過程的快慢是由的乘積大小決定的,通常將這個乘積稱為電路的時間常數(time Constant)τ或弛豫時間,即:(12)τ越大,充放電過程越慢,反之則快。在電容放電過程中,其電壓衰減到初始值的一半(或充電過程中,電容電壓上升到終值的一半)所需要的時間稱為半衰期,一般用表示,當時(充電過程為) (13)由此可得(14)實驗中往往測量較測量容易,因此可以從充、放電曲線上求出,如圖3所示,進而計算出。
圖3 放電曲線上時間常數和半衰期由於電容的充放電過程往往比較短暫,很難用手動方法進行測量,本實驗將利用數據採集器進行測量。2.物理實驗計算機數據採集和數據採集器簡介數據採集系統的基本組成如圖4所示,其中關鍵部件是數據採集器。數據採集器將來自物理實驗裝置的模擬電信號(該電信號對應實際物理量信號,可由實驗裝置,也可由感測器而來,本實驗不做詳細討論)轉換為數字信號,並輸入到計算機中。計算機是採集系統的控制中心,它一方面控制數據採集的工作過程,另一方面利用自身運算功能強大的特點,對數據進行分析和處理,並將結果通過顯示器或列印機輸出。數據採集器的原理框圖如圖5所示。A/D轉換器即模/數轉換器,它的功能是將模擬量轉換為與其相應的數字量。它是數據採集器的重要部件,能將某一確定范圍內連續變化的模擬信號轉換為分立的有限的一組二進制數,即數字信號。它的性能直接決定了數據採集器的整體性能,其主要指標有解析度(位數)、轉換速度等。實驗中所用A/D轉換器為12位精度,輸出數字量通過RS-232介面輸入到計算機中。數據一旦輸入到計算機中,就可以利用計算機編程對其進行各種處理了。3. RC電路暫態過程研究實驗系統介紹只需要簡單的操作,RC電路暫態過程研究實驗系統就可以完成本實驗的主要工作,它與JZ-3B型LabCorder數據採集器配合使用。完成的工作主要有:● 用戶信息的輸入● 雙通道數據的採集和顯示● 雙通道實驗圖線的繪制● 讀實驗圖線以得到實驗參數● 計算實驗結果和未知電容● 開關量輸入輸出的手自動控制● 串口狀態監聽和顯示● 實驗數據和實驗圖線的保存● 實驗操作錯誤的提示和處理實驗儀器與器材數據採集器(JZ—3B型),計算機,插線板,電阻,電容,導線,RS-232連接線,單刀雙擲開關,萬用表,電位器,RC電路暫態過程研究實驗系統(軟體)。實驗內容與步驟1. 練習使用數據採集器2. 充電過程研究3. 放電過程研究數據記錄與處理1. 練習使用數據採集器
所選通道:CH1 採集方式:單點採集表1 練習使用數據採集器實驗數據記錄處理表
實驗次數 1 2 3 4 5
穩壓電源電壓/V 0.94 2.02 3.01 4.000 4.850
測量值/V 0.942 2.016 3.001 3.985 4.838
測量誤差/V 0.002 -0.004 -0.009 -0.015 -0.012
測量相對誤差/% 0.21 -0.20 -0.30 -0.38 -0.25
2. 充電過程研究(1)實驗數據表2 采樣基本信息表
實驗次數 采樣通道 電阻R/KΩ 電容C/μF 采樣周期/s 採集方式
1 CH1 10 100 17 多點採集
2 CH1 20 100 17 多點採集
3 CH1 30 100 17 多點採集
4 CH1 10 x 17 多點採集
表3 讀圖數據表
實驗次數 時間常數τ 半衰期T1/2
t1/ms U1/V t2/ms U2/V t1/ms U1/V t2/ms U2/V
1 3218 0.007 4158 3.117 3218 0.025 3904 2.470
2 1694 0.025 3574 3.117 1694 0.025 2990 2.470
3 1185 0.007 4031 3.117 1185 0.007 3167 2.470
4 931 0.007 3015 2.919 931 0.007 2405 2.308
表4 實驗結果記錄表
實驗次數 1 2 3 4
采樣通道 CH1 CH1 CH1 CH1
電阻R/KΩ 10 20 30 10
電容C/μF 100 100 100 -
時間常數τ/s 0.940 1.880 2.846 2.084
半衰期T1/2/s 0.686 1.296 1.982 1.474
理論τ/s 1.000 2.000 3.000 -
理論T1/2/s 0.693 1.386 2.079 -
τ誤差/s -0.060 -0.120 -0.154 -
T1/2誤差/s -0.007 -0.090 -0.097 -
τ相對誤差/s -6 -6 -5 -
T1/2相對誤差/s -1 -7 -5 -
Cx計算數據:R/KΩ: 10 τ/s: 2.084 T1/2/s: 1.474 Cx/μF: 210.53
實驗結果計算示例(以第1次測量為例)時間常數:理論:τ理=RC=10×100=1.000s實驗:τ實=t2-t1=4158-3218=0.940s誤差:Δτ=τ實-τ理=0.940-1.000=-0.060s相對誤差:Bτ=Δτ/τ理×100%=-0.060/1.000×100%=-6%半衰期:理論:T1/2理=ln2RC=0.6931×10×100=0.693s實驗:T1/2實=t2-t1=3904-3218=0.686s誤差:ΔT1/2=T1/2實-T1/2理=0.686-0.693=-0.007s相對誤差:BT1/2=ΔT1/2/T1/2理×100%=-0.007/0.693×100%=-1%(2)實驗圖線圖7 RC串聯電路充電過程U-t曲線2. 放電過程研究(1)實驗數據表2 采樣基本信息表
實驗次數 采樣通道 電阻R/KΩ 電容C/μF 采樣周期/s 採集方式
1 CH1 10 100 17 多點採集
2 CH1 20 100 17 多點採集
3 CH1 30 100 17 多點採集
4 CH1 10 x 17 多點採集
表3 讀圖數據表
實驗次數 時間常數τ 半衰期T1/2
t1/ms U1/V t2/ms U2/V t1/ms U1/V t2/ms U2/V
1 855 4.933 1821 1.804 855 4.933 1516 2.470
2 779 4.915 2761 1.804 779 4.933 2126 2.470
3 830 4.933 3828 1.804 830 4.933 2888 2.470
4 1490 4.609 3803 1.697 1490 4.609 3066 2.308
表4 實驗結果記錄表
實驗次數 1 2 3 4
采樣通道 CH1 CH1 CH1 CH1
電阻R/KΩ 10 20 30 10
電容C/μF 100 100 100 -
時間常數τ/s 0.966 1.982 2.998 2.313
半衰期T1/2/s 0.661 1.347 2.058 1.576
理論τ/s 1.000 2.000 3.000 -
理論T1/2/s 0.693 1.386 2.079 -
τ誤差/s -0.034 -0.018 -0.002 -
T1/2誤差/s -0.032 -0.039 -0.021 -
τ相對誤差/s -4 -1 0 -
T1/2相對誤差/s -5 -3 -1 -
擬合方程 lnU=-1.03t+2.53 lnU=-0.49t+1.98 lnU=-0.33t+1.86 lnU=-0.41t+2.13
實驗結果計算示例(以第1次測量為例)
時間常數:理論:τ理=RC=10×100=1.000s實驗:τ實=t2-t1=1821-855=0.996s誤差:Δτ=τ實-τ理=0.996-1.000=-0.034s相對誤差:Bτ=Δτ/τ理×100%=-0.034/1.000×100%=-4%半衰期:理論:T1/2理=ln2RC=0.6931×10×100=0.693s實驗:T1/2實=t2-t1=1516-855=0.661s誤差:ΔT1/2=T1/2實-T1/2理=0.661-0.693=-0.032s相對誤差:BT1/2=ΔT1/2/T1/2理×100%=-0.032/0.693×100%=-5%利用最小二乘法擬合直線: -1.03t+2.53其中: -1.032.53(2)實驗圖線圖8 RC串聯電路放電過程U-t曲線圖9 RC串聯電路放電過程lnU-t曲線實驗分析與討論1. 簡述計算機數據採集系統的主要組成和工作流程。答:計算機數據採集系統的主要組成有:感測器,信號預處理電路(如流壓轉換,放大,濾波/消噪),採集卡或採集器(包括多路模擬開關,輸入處理電路,A/D轉換,MCU,定時邏輯控制等其它輔助控制電路),介面電路,計算機,輸出設備(顯示器,列印機,繪圖機)2. 為什麼說時間常數是RC電路充、放電快慢的標志?RC電路有什麼實際應用?答:由RC電路充放電過程中的帶電量公式、知,充放電快慢只由RC決定,即由τ決定,τ越大,變化越緩慢,反之,越迅速。利用RC電路的特性,可以設計成濾波電路、微分電路、積分電路等。3. 你做過的物理實驗中,你認為哪些實驗可以採用計算機採集技術?並簡要分析首先需要解決的主要問題和使用計算機數據採集的優點。答:氣體絕熱指數的測量、磁滯回線測量、光電效應實驗等都可以利用計算機數據採集技術。在實驗中主要解決的問題是:搞清原始模擬信號與感測器輸出電壓的關系,輸出電壓與轉化成的數字量的關系,即做好標度變換。根據實驗要求,確定採集器的速度和精度。數字信號以何種方式輸入計算機,USB口還是RS232口或其它介面,要與結合考慮。數據如何處理和顯示,需不需要存儲和列印,以此決定如何編程。計算機數據採集的優點主要是:減少實驗工作量,方便、快捷。

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RC電路暫態過程研究 實驗報告
RC串聯電路暫態過程研究
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RC串聯電路暫態過程研究
【教學基本要求】
1.了解計算機數據採集的基本過程和影響採集精確度的主要因素。
2.掌握RC串聯電路充放電的特點,理解充放電過程中的電壓變化規律。
第 1 頁
3.掌握時間常數、半衰期等基本概念,理解它們如何影響充放電過程。
4.了解RC電路暫態過程研究實驗系統的主要功能,熟練操作軟體。
【授課提綱】
本授課提綱與PowerPoint演示相結合。
1.本實驗要掌握的重點內容
本實驗與其它實驗不同,它是一個計算機數據採集實驗,目的是學習計算機數據採集在物理實驗中的應用,所以本實驗並不象其它實驗一樣重點在於數據的測量與計算,因為這些工作已由計算機幫你完成了。那麼,我們做這樣一個實驗,我們要掌握的重點是什麼呢?
第 2 頁
● 了解計算機數據採集系統的基本構成和數據採集的基本過程。
● 認真分析實驗結果,深刻理解實驗結果所揭示的物理現象,與理論分析是否相符。
● 掌握數據處理方法,考慮其它什麼場合也能利用計算機數據採集技術。
2.數據採集系統的基本構成和數據採集的基本過程
(1)什麼是數據採集和數據採集系統
「數據採集」是指將被測對象的各種模擬參量(如溫度、壓力、流量、位移等),通過一定的信號轉換過程和數據處理方法轉化成數字量後,再由控制器進行存儲、處理、顯示或列印等操作的過程。相應的系統成為數據採集系統。
第 3 頁
對數據採集的解釋:
 被測對象可以是各種模擬量,如溫度、壓力、流量、位移等。
 信號轉換過程指的是通過各種感測元件將各種模擬參量轉換成電信號(電流、電壓)。
 數據處理方法包括信號調理(放大、濾波等)、采樣、量化、編碼等。
 控制器可以是PC,PLC,MCU等。
這些內容稍後將做詳細介紹。
第 4 頁
(2)數據採集系統的基本構成(結合構成示意圖,在PowerPoint上)
一般情況下,計算機數據採集系統由感測器,信號預處理電路(如流壓轉換,放大,濾波/消噪),採集卡或採集器(包括多路模擬開關,輸入處理電路,A/D轉換,MCU,定時邏輯控制等其它輔助控制電路),介面電路,控制器(計算機、PLC,MCU),輸出設備(顯示器,列印機,繪圖機)
(3)數據採集的基本過程(結合構成示意圖,在PowerPoint上)
第 5 頁
● 感測器的作用與信號預處理(流壓變換,放大,濾波)
● 數據採集卡(器)的作用
● 多路模擬開關的作用,A/D轉換作用(重點講),MCU的作用
● 介面電路的作用,如USB,RS232
● 計算機的作用,是整個系統的核心控制,是通過編程實現的。也可以是PLC、MCU。
(4)數據採集的優勢
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有的同學可能會想,干嗎那麼麻煩呢。比如我想得到一個溫度值,用溫度計量一下讀出數來不就可以了,用壓力表量一下也可以得到壓力值。那麼我們為什麼還要利用數據採集技術呢?數據採集的優勢在:
 在環境惡劣,人工根本無法讀數的場合。如油田鑽井過程中,測地層中的溫度、壓力等。
 在參量變化很快,人工根本無法讀數的場合。如本實驗充放電過程,氣體絕熱指數實驗氣體狀態的變化過程等。
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 可以藉助計算機的強大計算功能,對數據進行處理,存儲和顯示,人工需要很大的工作量。
 是計算機控制系統必不可少的組成部分。如果我們將這一過程逆過去,就是說計算機發出一個數字量,可以經過一系列的變化過程變成一個模擬量,這個模擬量就可以控制一定的設備(如電磁閥、繼電器),也就是組成了一個計算機控制系統。可適當講解液位控制系統,電磁閥原理和DCS系統。
當然,數據採集的優勢不止這些,這些只是一些常見的。下面看一下數據採集系統的基本構成。
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3.RC電路充放電的基本原理
下面給大家簡單介紹一下實驗的原理:
(1)充放電過程實驗原理
看一下電路圖,當K打到1時,電容充電,由基爾霍夫定律得到電路方程:(可適當解釋一下基爾霍夫定律,迴路的電壓代數和為零)

這是一個一階線性方程,由初始條件和得
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從而得:
電容C兩端的電壓
當打到2時,電容放電,同理,電路方程為:

這是一個一階線性齊次方程,更好解,由初始條件,t=0時,得到

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對上式兩邊取對數得到:
上式說明,如果放電曲線lnUC(t)-t是一條直線,做lnUC(t)圖線也是實驗內容之一。
(2)充放電過程相關參數
時間常數τ:由上面的電壓公式知,充放電過程的快慢是由的乘積大小決定的,通常將這個乘積稱為電路的時間常數(time Constant)τ或弛豫時間,即:
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半衰期:在電容放電過程中,其電壓衰減到初始值的一半(或充電過程中,電容電壓上升到終值的一半)所需要的時間稱為半衰期,一般用表示,由 得:
4.RC串聯電路暫態過程實驗系統演示
(1)軟體演示
(2)注意的問題:讀數一定按照軟體提示去做。數據採集過程中不要停止。
5.注意事項
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1.本實驗所用數據採集器的最大輸入電壓為5V,因此輸入電壓不要超過5V。
2.注意數據採集器輸入通道的正負極,切勿接反。
3.實驗前將數據採集器輸入通道的倍率旋鈕打到合適的位置,提高測量精確。
4.實驗時先打開數據採集器再啟動實驗軟體,關閉時順序則相反。
【板書內容】
RC串聯電路暫態過程研究
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1.計算機數據採集
2.實驗原理
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1.充電過程:
2.放電過程:
3.時間常數:τ=RC 半衰期T1/2=ln2τ=ln2RC
4.最小二乘法:
3.注意事項
1.輸入電壓不要超過5V。
2. 注意按正確的操作步驟操作軟體,否則將導致運行錯誤。
3.注意數據採集器輸入通道的正負極,切勿接反。
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4.實驗前將數據採集器輸入通道的倍率旋鈕打到合適的位置,提高測量精確。
【實驗報告】
RC串聯電路暫態過程研究
實驗目的
1. 理解RC串聯電路暫態過程中電壓、電流的變化規律,加深對電容特性的認識。
2. 研究RC電路的暫態過程,理解電路時間常數τ和半衰期的物理意義。
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3. 使用計算機數據採集方法快速採集RC電路瞬態信號,充分體會計算機數據採集技術應用於物理實驗的優點。
實驗原理
1.RC串聯電路的暫態過程
電阻、電容和電感是組成電子器件的最基本單元。電容器在充放電過程中,其極板上的電荷不能突變。通常理解,電容器是存儲電荷的,給電容器充電,是使電容器的兩極板上帶等量的異號電荷。由於電荷的存在,在電容器內部將產生電場,從物理學的角度來看,電場具有能量,因此,給電容器充電的過程實際上是向電容器內充能量(電場能)的過程。由於能量的累計需要時間,所以充電過程也需要時間。同樣道理,電容器中能量的釋放也需要時間,也就是說電容器的放電過程也需要時間。由此可見,電容器在充放電過程中,其極板上的電荷不能突變。

㈨ 在rlc串聯電路的暫態過程中 由什麼決定時間常數

這個要看RLC電路其中電皮慧抗部分等效是什麼,即若L的電抗值大於C的電抗值,此時RLC等效為RL電路,此時的時間常數為t=L'/R 其中L'為等效後的電感
若L的電抗值小於C的電抗值,此時RLC等效為RC電路,此時的時孝叢間常數為t=RC' ,其中C'為等效後的電巧握櫻容

㈩ 那個 rcl串聯電路的暫態過程 用線性回歸擬合後 怎麼求時間常數

時間常數t=R*c,你可以看電子學書,很多解釋。