• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      基于Proteus 的雙臂電橋電路的仿真設計

      2021-03-28 04:29:42張子昊
      科學技術創(chuàng)新 2021年6期
      關鍵詞:左鍵電橋等效電路

      張子昊

      (四川農業(yè)大學機電學院,四川 雅安625014)

      1 概述

      根據(jù)學校部署,本校在本學期廣泛采取了網(wǎng)課教學,包括物理實驗課在內的所有課程都是在網(wǎng)上完成的。網(wǎng)上物理實驗課存在無法動手體驗實驗過程的局限性,因此,我產生了用電腦軟件來模擬大學物理實驗的想法,這樣既能夠加深自己對物理實驗原理的理解,又能夠增強自己電路設計與動手實驗的能力[1]。通過廣泛的閱讀相關文獻與反復的思考,筆者將在本文中以雙臂電橋電路為例,并應用Proteus 軟件對該實驗進行模擬。

      2 雙臂電橋測電阻實驗的原理

      筆者通過探討連接電阻及接觸電阻對于低值電阻測量的影響。如依據(jù)歐姆定律(R=V/I),采用安培計和毫伏計測量電阻測量電阻RxRx,電路圖見圖1。

      圖1 測量電阻的電路

      圖2 等效電路

      考慮到電流表、毫伏表與被測電阻存在的接觸電阻的作用,等效電路圖見圖2。鑒于接觸電阻Ri3ri3 與Ri4Ri4 遠小于毫伏表內阻RgRg,因此,接觸電阻Ri3ri3 與Ri4Ri4 對毫伏表測量的影響則不予考慮,根據(jù)歐姆定律r=v/i 得到的電阻為RX+Ri1+RI2RX+Ri1+Ri2。當被測電阻RxRx 不足1 時,接觸電阻RI1RI1 與RI2RI2 于測量產生的影響則必須考慮在內。

      為了最大限度的去除接觸電阻對測量所產生的影響,可以將連接方式進行修正(見圖3),以四端連接方式將低電阻RxRx 連接,等效電路如圖4。此時,在毫伏表上測量RxRx 的電壓降。從Rx=v/IRX=v/i 可以精確地計算RxRx。電流測量電路中作為電流頭的兩端(a,d)和電壓測量電路中稱為電壓連接器的兩端(b,c)分別連接。許多低電阻標準電阻器被制成四端子按鈕。

      圖3 四段接法電路圖

      圖4 四段接法等效電路

      綜上,得出雙臂電橋模型,其電路圖及等效電路如圖5、圖6所示。標準電阻 RN 的電流頭的接觸電阻為RIN1RIN1 和RIN2RIN2。被測電阻RxRx 電流頭的接觸電阻分別為RIX1RIX1和RIX2RIX2,它們與雙臂電橋測量電路相連。RN1RN1 和RN2RN2 是標準電阻 rrn1rx1 和RX2RX2 與大電阻 R1R1、R2R2、R3R3、R4R4 串聯(lián)在雙臂電橋電壓測量回路上的接觸電阻,影響可以不予考慮。

      圖5 雙臂電橋電路

      圖6 雙臂電橋電路等效電路

      如圖5、圖6 所示,平衡狀態(tài)的電橋,通過檢流計g 的電流IG = 0 IG = 0,在c 點和d 點的電位相等。由基爾霍夫電路定律導出方程組(1)。

      如果 R4R2 = R3R1R4R2 = r3r1r4r1,則(2)中的第二項為零,故通過聯(lián)動轉換開關調整R1R1、R2R2、R3R3、R4R4、R4R1,同時調整聯(lián)動轉換開關,將RxRx 和rn 的接觸電阻RIN1 和nrx2rix2 包含在低阻導線RiRi 中,則有:

      Rx=R1R2RnRx=R1R2Rn (3)

      在電路模擬中,由于導線電阻RiRi 的阻值可以看作是零,即R4R2=R3R1R4R2=R3R1 可成立,使(2)式第二項盡量小,與第一項比較可以忽略,以滿足(3)式。

      3 爾文電橋電路構建步驟

      3.1 啟動Proteus 軟件

      Proteus 軟件是由英國Labcenterelectronics 公司出版的一種EDA 工具軟件。它具有很強的電路仿真和電路測試功能,在電路設計的仿真驗證中扮演著重要的角色[2]。

      如圖7 是Proteus 的操作界面,第一橫排是菜單欄,第二橫排是應用工具欄,左邊第一豎排是模式選擇工具,左下方橫排是仿真工具欄,圖中標出的框內為仿真原理編輯區(qū)。

      圖7 Proteus 軟件操作界面

      3.2 電路元件添加的操作 電源的添加:在元器件模式下,用鼠標左鍵單擊“P”,在關鍵詞中輸入“CELL”,在類別中找到并單擊“Miscellaneous”,雙擊器件“CELL”。具體步驟見圖8。

      電阻的添加:在元器件模式下,用鼠標左鍵單擊“P”,在類別中找到并單擊“Resistors”,在子類別中找到并單擊“Generic”,雙擊器件“RES”。

      開關的添加:在元器件模式下,用鼠標左鍵單擊“P”,在類別中找到并單擊“Switches&Relays”,在子類別中找到并單擊“Switches”,雙擊器件“SWITCH”。

      滑動變阻器的添加:在元器件模式下,用鼠標左鍵單擊“P”,在類別中找到并單擊“Resistors”,在子類別中找到并單擊“Variable”,雙擊器件“POT-HG”。

      圖8 電源添加操作步驟

      地線的添加:在終端模式下,用鼠標左鍵單擊“GROUND”。

      虛擬儀表的添加:在虛擬儀表模式下,“DC VOLTMETER”為直流電壓表,“DC AMMETER”為直流電流表,“AC VOLTMETER”為交流電壓表,“AC AMMETER”為交流電流表,單擊添加。

      3.3 仿真電路圖繪制的操作

      由于元器件庫中沒有四端鈕電阻,故模擬圖為等效電路圖,依照原理圖6,繪制等效電路,將所需的電路元件依次放置到原理圖編輯區(qū),并點擊鼠標連接電路。如下圖9。

      圖9 雙臂電橋仿真電路

      3.4 電路參數(shù)的設置

      電源電壓值的設置:設置電源電壓為15V,雙擊原電源電壓1.5V 彈出“Edit Part Value”,將標號修改為“15V”,單擊OK,電源值設置完成。具體操作見圖10。

      電 阻 參 數(shù) 設 置:設 置 標 準 電 阻R1R1、R2R2、R3R3、R4、RnR4、Rn 和待測電阻RxRx,雙擊電阻元件數(shù)值彈出對話框,將對話框中標號更改為所需要的阻值。具體操作見圖11。

      圖10 電源值設置

      圖11 電阻值設置

      電表參數(shù)設置:在虛擬儀器模式下,雙擊虛擬電表彈出“Edit Component”對話框 ,可通過該對話框編輯電表屬性,“Display Range”編輯欄可選擇電表顯示范圍,電壓表可選擇伏特(Volts)、毫伏(Millvolts)和微伏(Microvolts),電流表可選擇安培(Amps)、毫安(Millamps)和微安(Microamps);表默認阻抗為零。具體操作見圖12。

      圖12 電表參數(shù)設置

      3.5 仿真運行的操作

      閉合開關,單擊仿真欄中仿真按鈕,電壓表示數(shù)為零,則此時電橋處于平衡狀態(tài)。單擊仿真工具中的停止按鈕,改變RnRn的阻值,再次進行仿真,電壓表示數(shù)不為零,則電橋為非平衡狀態(tài)。

      4 用雙臂電橋測電阻的仿真

      設R1=20ΩR1=20Ω,R2=10ΩR2=10Ω,R3=20000ΩR3=20000Ω,R4=10000ΩR4=10000Ω,Rn=1ΩRn=1Ω,仿真結果顯示,當待測電阻Rx=0.0001ΩRx=0.0001Ω 時,電表示數(shù)為零,電橋平衡。

      設R1=20ΩR1=20Ω,R2=10ΩR2=10Ω,R3=30000ΩR3=30000Ω,R4=15000ΩR4=15000Ω,Rn=1ΩRn=1Ω,仿真結果顯示,當待測電阻Rx=0.000667ΩRx=0.000667Ω 時,電表示數(shù)為零,電橋平衡。

      設R1=20ΩR1=20Ω,R2=10ΩR2=10Ω,R3=70000ΩR3=70000Ω,R4=35000ΩR4=35000Ω,Rn=1ΩRn=1Ω,仿真結果顯示,當待測電阻Rx=0.000286ΩRx=0.000286Ω 時,電表示數(shù)為零,電橋平衡。

      結束語

      本文以雙臂電橋測量電阻實驗為例,通過Proteus 軟件進行仿真模擬,驗證了該軟件對學生自我學習有促進作用,且具有較好的可操作性。該軟件不但能夠彌補實驗儀器和元器件不足的缺點,還可以消除原材料損耗和儀器毀壞等因素,并且能較好的規(guī)避因實驗過程與實驗儀器所出現(xiàn)的系統(tǒng)誤差。同時,對于居家學習的大學生加深對課程內容的理解,鞏固對基本概念和基本原理的把握,提高分析問題與解決問題的能力,使他們在科研和工程實踐的模擬仿真的情境中,加強數(shù)字電路集成設計和實踐操作能力的訓練,實現(xiàn)理論教學和實驗教學的有機結合,均具有十分重要的價值。

      猜你喜歡
      左鍵電橋等效電路
      磁致伸縮振動能量收集器的全耦合非線性等效電路模型
      基于撕裂法的變壓器繞組集總參數(shù)等效電路頻率響應計算方法
      電氣技術(2023年7期)2023-08-08 05:26:36
      電橋法測量電阻的實驗研究
      ET2000服裝CAD軟件制版模塊教程
      雙源電橋測高阻關鍵環(huán)節(jié)和技術的探討
      文氏電橋正弦波振蕩電路
      河南科技(2014年11期)2014-02-27 14:09:47
      變頻調速異步電動機電磁轉矩計算方法
      微特電機(2012年12期)2012-11-22 07:51:12
      基于雙臂電橋的組合式測微方法
      物理與工程(2011年6期)2011-03-25 10:04:08
      等效電路之“吉祥三寶”
      擊球兜兜轉
      磐石市| 白银市| 万源市| 曲靖市| 永靖县| 寿宁县| 辽宁省| 汉中市| 黄龙县| 金湖县| 阿克陶县| 翁牛特旗| 新绛县| 留坝县| 剑川县| 宣城市| 万源市| 拉萨市| 巴青县| 嘉义市| 肇源县| 青州市| 兖州市| 梅州市| 抚州市| 特克斯县| 黎川县| 横峰县| 余庆县| 聂荣县| 崇义县| 新营市| 安平县| 鄂托克前旗| 宾阳县| 中牟县| 吐鲁番市| 永州市| 英超| 鹤壁市| 晋州市|