电阻测量论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇电阻测量论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

【关键词】电流互感器；绝缘电阻

电流互感器是发电厂和变电站的重要设备，产品性能的好坏对电力系统的安全稳定运行有重要影响。出厂试验是保证产品性能的重要一环。而绝缘电阻试验是其他高压试验的基础，是一项简便而常用的试验方法，下面就生产过程中遇到的问题对绝缘电阻测量进行系统说明。

1测量原理

绝缘就是不导电的意思，世界上没有绝对“绝缘”的物质，在绝缘介质两端施加直流电压时，介质中总会有电流流过。这个电流可以看成由三种电流组成：由电导决定的漏导电流、由快速极化决定的电容电流和缓慢极化产生的吸收电流。其中漏导电流不随时间而改变，电容电流瞬间即逝，吸收电流随加压时间逐渐衰减，这个时间与试品的电容量有关，电容量越大，衰减时间越长，研究表明，吸收电流与被试设备受潮情况有关，吸收电流与时间的曲线叫吸收曲线。不同绝缘的吸收曲线不同，对同一绝缘而言，受潮或绝缘有缺陷时，吸收曲线也不相同，因此，可以通过吸收曲线来判断绝缘的好坏。

2使用仪表

目前常用的仪表是手摇式兆欧表，从外观上看有三个接线端子，它们是“线路”端子L-接于被试设备的高压导体上；“地”端子E-接于被试设备的外壳或地上；“屏蔽”端子G---接于被试设备的高压护环上，以消除表面泄漏电流的影响。兆欧表的内部结构是由电源和测量机构组成。电源是手摇发电机，测量机构为电流线圈和电压线圈组成的磁电式流比计机构。当摇动兆欧表时，发电机产生的电压施加试品上，这时在电流线圈和电压线圈中有两个电流流过，将会产生两个不同方向的旋转力矩，二者平衡时指针指示的数值就是绝缘电阻的数值。随着科技的发展，目前数字式兆欧表已经问世，其量程可以切换，测量速度快而且准确，体积小、质量轻，适合现场使用。我们使用的是ZC-7型手摇兆欧表，电压为2500V。

3影响绝缘电阻测量的因素

3.1湿度的影响随着周围环境的变化，电力设备的吸湿程度也随着发生变化。湿度增大时，绝缘因毛细管的作用，将吸收较多的水分，使电导率增加，降低了绝缘电阻的数值，尤其对表面泄漏电流的影响更大。电流互感器的制作过程中，最容易吸湿的阶段是出罐后的装配过程。因此，装配时，应选择晴好的天气而且器身暴露在空气中的时间不宜过长。

3.2温度的影响对于电流互感器这种使用富于吸湿的材料，其绝缘电阻随着温度的升高而减小。一般来讲，温度变化10度，绝缘电阻的变化达一倍。每次测量不可能在同一温度下进行，因此，必要时应对绝缘电阻数值进行温度换算。

3.3表面脏污的影响试品表面脏污会使表面电阻率大大降低，使绝缘电阻下降，在这种情况下必须消除表面泄漏电流的影响，以获得正确的测量结果。

3.4残余电荷的影响对有残余电荷被试设备进行试验时，会出现虚假的现象，当残余电荷的极性与兆欧表的极性相同时，会使测量结果虚假的增大。当残余电荷的极性与兆欧表的极性相反时，会使测量结果虚假的减小。因此，对大容量的设备进行绝缘电阻测量前，应对设备进行充分的放电。

此外，兆欧表的连线铰接或拖地也会使测量结果变小，外界电场的干扰以及测量时L端子和E端子接反都会对结果产生一定的影响，测量时应全面考虑，综合判断。

4电流互感器绝缘电阻的测量

电流互感器绝缘电阻的测量包括一次对二次及地、二次之间及对地、一次段间，以及生产过程中的储油柜、二次接线板和底座等。要做出正确的判断除了解上述影响绝缘电阻的因素还必须知道电流互感器的整体结构及原理，此外，对于生产过程中的干燥工艺、组装过程中脏污等也会影响测量结果。例如，2002年曾发现一台电流互感器二次某一个绕组对地的绝缘电阻不合格，经仔细检查发现为组装过程中不慎将一个细小的小铜丝短路于二次绕组和接线板之间，去除后再次测量，结论合格。绝缘性能是产品质量的重要指标，因此应严格控制出厂试验这一关。5结论

测量绝缘电阻是进行工频耐压、介质损耗、局部放电等其他高压试验的基础，它具有测量简便、易于发现绝缘的缺陷的优点。但必须了解它的测量原理以及对测量结果的综合判断，这样才能得到正确的结论。

6参考文献

1陈化钢.电力设备预防性试验方法.北京：中国科学技术出版社，2001

2邱昌容，曹晓珑.电气绝缘测试技术.北京：机械工业出版社，2001

许婧，王晶，高峰，束洪春.电力设备状态检修技术研究综述［J］.电网技术，2000，（8）

篇(2)

石英晶体元件是现代电子技术领域中一种应用最广泛的基础元件之一。与其他频率元件相比，压电石英晶体有着很高的频率稳定度和极高的品质因素。频率高度稳定的石英晶体已被广泛应用于通信技术、测量技术、计算机技术等领域，它可为各种应用提供精确定时或时钟基准信号[1]。

石英晶体生  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产中，要进行石英晶体微调、石英晶体分选等多个重要的生产加工环节。在不同的生产加工环境中，用到的石英晶体测试环境是不一样的。石英晶体微调环境要使用带两个金属夹片的测试夹具，该测试夹具间存在着杂散电容，其必然会对精确测量石英晶体元件的参数造成影响。

目前，我国作为石英晶体生产元器件生产大国，虽然总体产量很高，但与发达国家相比，产品质量、技术水平和科研能力等存在较大的差距，特别是石英晶体电参数测试技术和设备的水平较低[2]。目前国内石英晶体电参数测试设备大多依赖进口，这些设备价格昂贵，严重限制了我国石英晶体制造行业的发展。目前国内研制的石英晶体测试仪器，对于测量夹具电容采用的是单点校准方法，每测量一个频率的晶体元件都要进行一次附加相移补偿，制约着测试系统的应用普遍性。因此，测量夹具电容对石英晶体频率测量的影响与补偿方法的研究，对于提高石英晶体串联谐振频率测量水平具有十分重要的意义。

1 基本测量原理

1.1 石英晶体的等效电路模型

石英晶体具有压电效应，当给石英晶体加一交变电场时，石英晶体将产生机械振动，机械振动通过压电效应与系统相耦合，其效果相当于在电路中串一个由电阻、电容和电感组成的回路，等效电路模型如图1所示。

图1中：C0为石英晶体两极间的电容，称为石英晶体的静电容，值为几个pF；C1为石英晶体的动电容，其范围10-1～10-4 fF；L1称为石英晶体的动电感，其范围10-5～10-3 H；R1表示晶体在振动时的损耗，称为石英晶体的串联谐振电阻，其范围在101～103 Ω之间。

1.2 π网络法的测量原理

石英晶体具有压电效应，当其施加于交变电场中时，它就可以等效于由电阻、电容和电感组成的LC回路。该回路有一固有串联谐振频率，当电路谐振时，石英晶体对外呈纯电阻状态，且阻抗最小。本研究采用IEC推荐的π网络[3]，如图2所示，π网络由对称的双π型回路组成，R1，R2和R3构成输入衰减器，R4，R5和R6构成输出衰减器，它们的作用是使π网络的阻抗与测量仪表的阻抗相匹配，衰减来自测量系统的反射信号。Y1为被测石英晶体，Va为π网络输入矢量电压信号，Vb为输出矢量电压信号。

在测量时，通过不断改变Va的频率，并检测Vb的幅值以及Va和Vb的相位差，当Vb幅值达到最大或者相位差为零（理论上，两者对应的频率相等）时，π网络处于谐振状态，此时Vb信号的频率就为石英晶体的串联谐振频率，这就是π网络法的测量原理。

1.3 串联谐振电阻的测量原理

在图2所示理想状态下的π网络模型中，Va，Vb分别为π网络输入端和输出端电压，利用节点电压法可得石英晶体等效阻抗Ze为：

[Ze=2KVaVb-1?Zs]

式中：Zs为π网络等效阻抗，当π网络为纯电阻网络时其值约为25 Ω，K为常数，是在初始校准，把25 Ω基准电阻器插入π网络时，输出通道与输入通道电压读数的比值。石英晶体处于串联谐振状态时，Zs即为石英晶体串联谐振电阻[4]。故用π型网络零相位法测量石英晶体元件谐振电阻的基本步骤如下：

（1） 把25 Ω基准电阻器插入π网络，分别记下A道和B道的电压读数Va0和Vb0，计算：[K0=Vb0Va0]；

（2） 用被测晶体元件替换基准电阻器插入π网络，读出相位差为零时的频率值，并分别记下A道和B道电压读数Va和Vb；

（3） 用式（1）计算谐振电阻：

[R1=2K0VaVb-1·t×25 Ω] （1）

2 测试夹具电容对串联谐振频率测量的影响及

补偿

2.1 误差分析

理论上，石英晶体处在串联谐振状态时，它对外呈纯电阻特性，阻抗最小，输入信号Va经过π网络时压降就最小，也即Vb达到最大。 在实际测量中，由于测量夹具电容、引线对地电容以及引线电感的存在，π网络并不是纯电阻网络，它会产生附加的相移，根据π网络零相位法的测量原理，当待测石英晶体处于串联谐振状态时，π网络两端信号的相位差为零。但由于π网络本身附加相移的存在，此时石英晶体没有处于串联谐振状态。根据课题前期研究成果可知π网络实际等效电参数模型如图3所示。

在石英晶体微调测试环境下，使用的测量夹具是两块相对的金属片，这时测试夹具间引入的电容会较大，会对测试结果有很大影响。而IEC标准中所提出的测量方法中规定接触片之间的杂散电容应小于0.05 pF，但是在实际成品测试环境下，金属片之间的电容达到了4.65 pF。因此，在这种测试条件下，需要考虑这种并电容的影响。在假设其他影响因素不存在的情况下，单独分析研究测量夹具电容CX的影响。

通过不断改变输入信号的频率，测试输入信号和输出信号的相位差是否为零，来判断待测石英晶体是否处于谐振状态，当石英晶体两端相位差为零时表示石英晶体已处于谐振状态，即：

[tanφ= 2L1ω2C0′C1+L1ω2C21-R21ω2C0′C21-ω4C0′C21L21-C0′-C1R1ωC21=0] （2）

由式（2）得：

式中：[C0′=C0+CX]。

在实际测量中，由于引入金属片之间的电容CX，也就是使并电容C0的值变大。显然在这种测试条件下，用π网络零相位法测得的串联谐振频率的值与理想电路模型下的理论值有误差。

2.2 硬件补偿

根据石英晶体串联谐振频率测量原理，在金属测量夹片引入电容，使并电容C0变大，而其他参数不变的情况下，需通过适应改变串联谐振电阻R1的值对串联谐振频率的测量进行补偿。

如图4所示，采用并联电阻的方法，对CX进行补偿。并联电阻RP之后，会使输出电压Vb变大。根据石英晶体谐振电阻R1的测量方法，计算出的谐振电阻R1值会变小。通过这种对CX的补偿，可以使之能够在串联支路的频率的零相位处直接测量串 联谐振频率。石英晶体元件理想电路模型两端间的阻抗：

[ZAB=1jωC0R1+jωL1-1ωC1R1+jωL1-1ωC1-1ωC0=Re+jXe] （4）

由式（4）可得：

[tanφ=2L1ω2C0C1+L1ω2C21-R21ω2C0C21-ω4C0C21L21-C0-C1R1ωC21] （5）

并联电阻RP对CX进行补偿后，在串联谐振频率附近，整个被测电路（晶体元件和调谐到晶体频率的并联补偿电路）的相位由下式给出：串联谐振频率是在规定条件下晶体元件本身的电纳等于零的一对频率中较低的一个。根据π网络零相位法测量串联谐振频率的测量原理可知，当理想电路模型的相位差为零时输入的频率就是需要测量的串联谐振频率。比较两式的分子项可知，要想使串联谐振频率得到补偿，即[ω=ωP]，需相应调整谐振电阻[R1′]的值，来抵消引入电容CX的影响，使之能够在串联之路的频率的零相位处直接测量。

2.3 测量数据建模

要消除π网络测量夹具间引入电容CX带来的影响，根据π网络零相位法测量石英晶体串联谐振频率的测量原理公式可知，需在谐振电阻的数值上进行相应的改变来补偿静电容对串联谐振频率测量值的影响。实验过程中，采用Multisim电路仿真软件对电路进行仿真分析，输入端使用1 V输入电压，在电路输出端放置一个“测量探针”，运用“AC Analysis”法进行仿真分析，即可得到输出电压值，从而计算出谐振电阻的值。以51.2 MHz石英晶体为例具体说明。250B测量系统对石英晶体测量结果为：Fr=51.30 825 083 MHz，L1=5.66 mH，C0=4.4 pF，C1=1.7 fF。

（1） 把25 Ω基准电阻器插入π网络，输入电压Va0使用1 V，记下输出电压度数：Vb0=0.033 V，计算K0：K0=Vb0/Va0=0.033；

（2） 将晶体元件插入π网络中，读出相位差为零时输出电压值Vb：Vb=0.032 V，此时读出串联谐振频率：Fr=51 308 240.82 Hz；　（3） 计算理想状态谐振电阻：

R1=[2K0（Va/Vb）-1]×25=25.628 Ω；

（4） 引入电容CX为4.65 pF，电路中并联可变电阻进行补偿，改变补偿电阻的值，使测量出相位差为零时的串联谐振频率值为51 308 240.82 Hz，分别记录此时的补偿电阻RP和输出电压Vb：RP=70 Ω，Vb=0.038 V；

（5） 计算补偿电路中谐振电阻的值：

[R1′=2K0VaVb-1×25=18.716 Ω]

RP即为所需的补偿电阻。为了提高测量精度，可对不同频段的晶体分别求得补偿电阻，然后取平均值作为最终补偿电阻。

3 实验结果

用带有补偿电阻的测试π头对6只不同频段的石英晶体的串联谐振频率进行测试，并与美国S&A公司的250B型π网络石英晶体测试仪的测试结果进行比对，测试结果如表1所示。

表1 比对测量实验结果

从实验结果可以看出，采用硬件补偿后石英晶体串联谐振频率的测量精度可以达到±2×10-6，补偿效果较好。

4 结 论

由以上分析可知，π网络中测量夹具间引入的电容对石英晶体串联谐振频率的测量是有影响的，如不对其进行适当的补偿，测量结果会有很大的误差，尤其是对高频率的石英晶体的测量。采用以上补偿方法可以很好的补偿夹具间电容对测量结果的影响。

参考文献

[1] 杨军.晶体的杂散阻抗对晶体测量参数的影响[J].测试技术学报，2008，22（6）：499?504.

[2] 李璟.石英晶体负载谐振电阻测试技术研究[D].北京：北京信息科技大学，2009.

： IEC， 1989.

[4] IEC. IEC 60444?4， Method for the measurement of the load resonance frequency FL， load resonance resistance RL and the calculation of other derived values of quartz crystal units， up to 30 MHz [S]. [S.l.]： IEC， 1998.

[5] 王艳林，李东，刘桂礼.石英晶体测试中的π网络零相位检测技术[J].航天制造技术，2004（2）：16?20.   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

[6] 刘解华，张其善，杨军.石英晶体元件串联谐振频率快速测量技术的研究[J].中国测试技术，2006，32（2）：58?61.

[7] 王艳林，王中宇，李东，等.石英晶体动态电容的测试方法研究[J].计算机测量与控制，2011，19（1）：39?43.

篇(3)

论文关键词：利用歌诀复习物理实验

 

物理学是一门实验科学。物理实验为理性认识提供了发现物理规律所需的感性材料、检验物理理论和假说的正确依据、开拓了物理学应用的新领域。在新课标高考中实验考查占有的比例逐年增加，与传统考查相比有下列趋势：①从机械记忆实验转向分析理解实验、理解物理实验原理转变。②从既定的学生分组实验转向变化的创新实验。既定的学生分组实验已经从高考试题中逐渐退出，取而代之的是学生尚未接触过的实验，而与学生做过的实验有着联系的实用性、创新性实验。从考查内容上看呈现如下特点：①实验的基本原理和思想方法是考查的核心内容。②实验数据处理是实验的重要环节，也是高考的重要方面。③基本仪器的使用是高考的热点。④实验的实际操作是考查的重点。⑤设计性实验是考查的难点。面对这些方面，学生感到慌乱，没有行之有效的复习方法cssci期刊目录。结合实际我采取了利用歌诀复习物理实验，收到了较好的效果。

在复习《验证牛顿第二定律》时，利用了这样的歌诀：控制变量法，验证牛二律；实验第一步，平衡摩擦力；合力等于盘码重，必须满足关系式（m?M）; 验证a­M成反比，注意选好坐标系。这一歌诀的第一句“控制变量法”，说明了本实验的实验思想方法，即“控制变量法”；第二句“验证牛二律”，说明了本实验的实验目的，即“验证牛顿第二定律”；第三四两句“实验第一步，平衡摩擦力”，强调了本实验的注意事项之一，即消除摩擦力对实验结果的影响；第五六两句“合力等于盘码重，必须满足关系式（m?M）”，说明本实验中小盘及砝码的总重力视为小车受到的拉力，必须满足关系式（m?M）；第七八两句“验证a­M成反比，注意选好坐标系”，说明本实验中在处理数据时，a­M图像是曲线，寻找关系不够明显，为了解决这一问题，纵轴选a，横轴选，这样就可化曲为直，很直观地发现a和M的反比关系。利用了这一歌诀，不仅本实验的实验目的思想方法、注意事项、数据处理技巧等都进行了复习，而且提高了学生学习兴趣，从而使学生在轻松的情况下掌握了本实验的知识，提高了学习效率。

在复习《测定金属的电阻率》时，利用了这样的歌诀：两个定律把ρ测，测U测I测直径；测D（直径）要用测微器，读数规则要注意；L测量莫松动初中物理论文，为减误差A外接；通过电流要适宜，变阻器使用记心中。第一句“两个定律把ρ测”，两个定律说明了本实验的实验原理，即电阻定律和欧姆定律，把“ρ测”说明了本实验的目的，即测定金属的电阻率；第二句“测U测I测直径”，说明了本实验需要测量的物理量，即导体两端的电压、通过导体的电流以及导体的直径；第三四两句“测D（直径）要用测微器，读数规则莫忘记”，强调了本实验应用的一个重要仪器―螺旋测微器以及螺旋测微器的读数规则；第五句“L测量莫松动” 强调测量长度时一要注意是接入电路中的有效长度，二要注意测量时导体不能松动；第六句“为减误差A外接”，伏安法测电阻，测量电路中电流表有外接法和内接法，本实验中为了减小误差测量电路中的电流表要用外接法；第七句“通过电流要适宜”，在用伏安法测量电阻时，通过待测导线的电流不宜过大，通电时间不宜过长，以免金属导线的温度明显升高，造成其电阻率在实验过程中明显增大；第八句“变阻器使用记心中”，变阻器接入电路中有分压式和限流式，在本实验中，由于待测导线的电阻不大，变阻器接入电路时用限流式。利用了这一歌诀，使学生快速掌握实验原理、思想、注意事项，提高了学习效率。

除了上述实验外，其它一些实验也可以采取这一方法复习。如《验证力的平行四边形定则》歌诀：白纸钉在木板处，两秤同拉有角度，读数画线选标度，再用一秤拉同处，作出力的矢量图。如《研究匀变速直线运动》歌诀：测a要用计时器（打点计时器），速度等于位移时间比，使用刻度尺量位移，打点周期0.02秒，交流电压4—6伏，利用推论（?s=aT2）求加速度。

利用歌诀复习物理实验，可以提高学生学习实验的兴趣，提高学生学习效率，但是教师要对学生做好引导，要掌握的是实验思想、实验原理、实验方法及实验数据处理技巧，结合实验操作，必能获得好的效果。

篇(4)

论文关键词：实习,兆欧表,选择,使用

 

兆欧表俗称摇表，是电工常用的一种测量仪表。兆欧表主要用来检查电气设备、电气线路对地及相间的绝缘电阻，以保证这些电气设备、线路工作在正常状态，避免发生电气设备损坏及人身触电伤亡等事故。本文根据电工实习课绝缘电阻测量方法的教学大纲要求，详细分析兆欧表的选择方法及使用操作步骤。

一、兆欧表的选择

根据被测对象的额定工作电压来选择相对应的兆欧表。兆欧表按其输出电压分类，常用的规格有250V、500V、1000V、2500V、5000V等多种。当被测对象工作电压较低时，可选择250V兆欧表。我国交流供电大多为三相380V（单相220V），因此一般选用500V兆欧表，这是广大电工及电气设备维修人员必备的测量仪表。而1000V、2500V、5000V主要用于工作电压较高的电气线路上，供专业电气测试人员使用。

电阻量程范围的选择。摇表的表盘刻度线上有两个小黑点，小黑点之间的区域为准确测量区域。所以在选表时应使被测设备的绝缘电阻值在准确测量区域内。

有些兆欧表的起始读数不为零而为1MΩ或2MΩ。如使用该类兆欧表测量在潮湿环境下的电气设备、线路就有可能造成误读为零兆欧的误判。因此一般电工和维修人员在选择兆欧表时，都选择测量范围为0～200MΩ或0～500MΩ的兆欧表。

国产兆欧表型号、主要参数及适用范围如附表所示。

型号

额定电压

测量范围

准确度等级

ZC251

100V

0～100MΩ

1.0

ZC252

250V

0～250MΩ

1.0

ZC253

500V

0～500MΩ

1.0

ZC254

1000V

0～1000MΩ

1.0

ZC263

500V

0～200MΩ

1.0(0～600V交流)

ZC283

500V

0～200MΩ

1.0

DY30

500V、1000V、2500V

篇(5)

【关键词】过套管测井;刻度系统;漏电流;地层电阻率;采集系统

引言

过套管电阻率测井技术是我国正在研究的高新技术之一。其中俄罗斯的CHFR与斯伦贝谢过套管电阻率测井系统是国内外开发比较成熟的技术，是通过测量套管上的电压降从而达到测量地层电阻率。但是测量的有用采集信号在纳伏级容易受到各种干扰，因此建立了刻度系统间接测量漏电流，从而减少误差。过套管电阻率测井刻度系统提供仪器标定与检测的试验平台，在分析过套管电阻率测井方法的基础上，提供仪器性能测试、测量精度标准;实现仪器准确度的检验;优化性能指标参数。关键技为漏电流的精确测量，极微弱信号的采集和处理和刻度池实现不同地层介质的模拟

1.过套管电阻率测井技术的测井原理

简单的来说，过套管电阻率测井原理就是在套管内通过测量套管上的电压降从而达到测量地层电阻率目的。如图1所示，如果有电流被注入套管，大部分电流会沿套管向上或向下流动，只有一小部分的电流泄露到周围地层.如果能测量出在Z长度范围内泄露电流的大小以及中点出的电压V，这样就可以计算出可视电阻率，公式如下：

2.过套管电阻率测井刻度系统

应用TMS320F2812DSP作为主控芯片设计出刻度系统如图1所示，该系统应实现对套管微弱电压信号的采集与处理，并将处理后的数据传输到数据传输总控制模块，数据传输控制模块再将数据传输到上位机。

图1 刻度系统的总体设计

构建过套管电阻率测井刻度系统仿真过套管电阻率测井仪的测井过程，就是在模拟真实套管的环境中，模拟不同地层介质漏电流的条件，模拟不同介质的测试环境，模拟过套管测井仪的数据采集与数据处理的能力。

过套管电阻率测井刻度系统主要由信号调理、信号采集、信号处理、地面控制、信号传输、地层介质模拟器以及精密电阻阵列或刻度池等构成。

3.地层漏电流I用精密电阻阵列来计算

考虑到地层视电阻的测量准确度主要取决于地层漏电流I的测量准确度，因此对漏电流和由漏电流计算得到的电阻率进行双重标定，以确定最终的刻度系数。这是与一般测井仪不同之处。

图2 测量地层漏电流的模型

且：

从而得到：

式中Rw为围岩电阻，Rt为地层视电阻，R为套管电阻，I为地面激励电流，I为地层漏电流;

实际工程操作中我们应用集中参数代替分布参数，将各电极之间的套管的电阻作为一个整体进行计算，从而建立上图漏电流刻度模型，上图式为理论标定标准，利用节点法推算出漏电流与大电流激励源提供的电流的对应方程;因为I为纳伏级别，容易受到干扰所以在选定标准电阻Rt上加一个精确电压表从而间接实现漏电流的测量，再与理论值进行标定，得到刻度系数K1=Rw/（Rw+Rt）。此方法的优点在于去掉了上围岩电阻，从而减少了电流的消耗，从而降低了功率。

4.采集

研究微弱信号（套管测井过程中位微弱信号）采集技术，以及信号特性和采集要求，选取合适的器件，构建图6流程图完成模拟和数字电路设计和调试工作，包括24位的-∑ADC模数转换，DSP控制.

微弱信号经过前置放大、单端转差分调理后，首先要对其进行模数转换，且要求高精度.传统模数转换有并行、逐次逼近型、积分型也有近年发展起来的-∑和流水线型.24位的-∑ADC1274采用了极低位的量化器，从而避免了制造高位转换器和高精度电阻网络的困难;另一方面，因为采用了-∑调制技术和数字抽取滤波，可以获得极高的分辨率，并且不会对抽样值幅度变化敏感.内部具有自校准、系统校准等其它校准来减少误差;因此我们选用了TI推出的多通道24位工业模数转换器.

5.验证试验

采用TMS320F2812DSP为核心芯片开发制造的过套管电阻率测井刻度系统，实现了对仪器的精确刻度，完成了对微弱信号的采集处理;根据所测的电压值得到的漏电流来计算地层电阻率的值，最后进行了系统试验，实验结果表明，地层电阻率测量可达到100Ω，整个系统测量精度满足设计要求且工作稳定.

6.结论

为了保证石油测井仪器测量参数的准确性与维护量值体系的统一，就必须对测井仪器进行刻度，未经刻度标定的测井装置是不可信的。刻度装置是指用于刻度测井仪的、具有已知准确性而稳定的量值的标准物质、装置或物理模型，不同类型的测井仪器具有各自的刻度装置。井下仪器可以通过刻度检测出工作是否正常。对于每种井下仪器的刻度高值和低值，都要求有一定的精度范围.超出这个范围内，则认为出现故障。

参考文献

[1]Realization of foreign fiber detecting algorithm based on ADSP-BF533 [J].IEEE Computer Society，2009，16（8）.

篇(6)

论文关键词：模块化设计，力传感器实验平台，计算机实时测量，软件数值处理

 

0引言

随着电子测量技术的不断发展，越来越多的电子测量新技术也不断地应用到物理实验中，特别是物理实验仪器，目前大多数的实验仪器越来越往一体化方向发展，一个实验或多个实验只要在一台仪器就可以完成，这种仪器的优点是讲义容易编写，仪器维护管理也比较方便，但它的不足之处是淡化了物理实验思路、过程和物理实验本身具有的帮助学生提高实验技能和培养科研素质的作用。由这种实验仪器开出的实验项目，学生只要通过简单的连线就能得出测量结果，面对这样的实验，比较多的同学反映，虽然可以较快地完成实验，但体会不了其实验思路，学不到实验方法、技能，也提不起兴趣。因此，更多的学生只是为了实验而实验，自然也就达不到做实验的目的。这样的项目，效果不佳，不利于培养学生的动手能力和独立思考能力。因此，作者对原有的一体化传感器实验仪的力传感器实验部分进行有效的改进，应用模块化的实验思路提出一种改进方法，该方法按模块化组合的方式构建了即可独立使用又能组合在一起的实验平台，同时在检测电路方面引入了数据采集和计算机通信等具有现代电子测量新技术的内容，使该实验不但具有清晰模块化物理思想又可以让学生通过实验学习到新技术、新知识，而且还能培养学生的独立思考分析能力，在实验过程中可对测量结果自行分析并进行修正，重复实验，以达到最佳实验结果，培养和提高了他们自主实验的能力。下面介绍其原理、方法。

1实验原理

在力学中用来作称量或者做微小应变力测量的器件和材料有很多，金属应变式电阻应变片是常用的测量材料之一，其原理是应用金属的电阻应变效应。假设有一段截面积为S，长度为L的电阻丝，在未受压力时，其原始电阻为R，当电阻丝受外力应变时，其长度变为，面积相应减小，电阻率则因晶格发生变化而改变，如果其变化量为，则由大量实验可以证明：，其中称为电阻的灵敏系数。

由金属箔应变片做成的应变片力传感器正是基于这样的原理做成的，它由基底、敏感

栅、覆盖层和引线等组成。本实验采用由这种金属箔应变片做成的双孔压力传感器，其示意如图1所示，这种传感器的上梁表面和下梁表面对称地贴有四片金属箔式应变片。当我们在传感器的承重圆盘上增加法码时，粘贴在上表面的两片应变片将受到拉伸，粘贴在下表面的两个应变片将受到挤压，它们的电阻值将发生变化，通过测量电路就可以将电阻的应变量转换成电压信号输出在仪表上显示。图2~4为几种常用的电路检测方法，其中和组成调零电路，以减小电路产生的误差，提高检测精度。

图1 双孔压力传感器图2 单臂接法

图3双臂接法图4四臂接法

以上三种电路其输出电压如下公式所示：

（单臂）（1）

（双臂）（2）

（四臂）（3）

其对应的输出灵敏度为：

（4）

（5）

（6）

2实验方法

在大学物理实验教学中主要采用上述三种电路的连接方式，一般的一体化实验仪器也带有如上图2~4所示电路的实验模块，这三种连接方法也是常用的实验依据。该文提出的方法是在不改变其电路基本接法的情况下，提出如图5所示的由桥臂输出检测模块、信号调理模块、数据采集模块和计算机组成微弱信号检测实验平台，另一方面将桥臂电路中的电位器和电阻分别由精密可调电位器和精密电阻代替软件数值处理，这样改进的好处是在实验中引入了现代电子测量技术，减小了检测元件带来的额外误差，提供了实验精度小论文。

图5 力传感器实验平台组成

信号调理则由自行设计的双通道精密可调高增益直流放大器，该增益放大器的放大倍数可高达1000倍，共模抑制信噪比可达104，其单通道电路如6所示。应变片桥臂检测电路输出的微小变化量经该放大器放大后，由计算机实时采集数据采集模块的输出电压，并可通过采集软件进行数据处理。

图6 精密可调高增益直流放大器

该实验平台的组成如图7所示，精密力传感器模块由力传感器和桥臂检测电路组成；应变片传感器模块由应变片力传感器和桥臂检测电路组成；信号调理器1、2则由具有低通滤波功能的高增益直流放大器模块组成；数据采集模块则采用PASCO500接口，该接口有三个模拟电压采集通道，同时又具有与计算机通信的功能，在计算机中可方便应用软件进行数据采集，通过在软件中设置采集物理量之间的关系（即x-y坐标）即可实时测量。由于接口通道中采集到的是电压，因此，需要将精密力传感器输出的采集电压转换为对应的被测压力（克），所以，必须应用软件中提供的公式计算器进行关系换算，这也是我们选择PASCO接口实现本实验的原因之一。实验中，用两个采集通道来完成，A通道作为精密力传感器对相应的不同测量物体压力进行同步转换，B通道则用来测量不同被测物体对应的应变片电压输出。为了实现A通道的功能，只需使用PASCO系统提供的“实验计算机”软件模块进行公式换算即可完成，其软件模块设置界面如图8所示。

图7 实验平台实现框图图8 实验计算机

4 实验结果

本实验采用350Ω的应变片，供电电压为±2伏，采用三种不同的电路接法，并按图7所示方框图连接，然后，按图8所示的软件模块鼠标点击“INPUT”软件按键选择A通道输入即可显示@A.电压，由计算机键盘输入“*C”；在界面显示的“计算名称”、“简称”和“单位”等空白处相应输入“质量”、“m”和“克”，按回车键，即可完成将测量的电压转换为质量的设置。其中“*C”为修正系数，由不同电路连接方式相应输出的电压值与质量的比例关系确定，经过这样修正后，可提高测量精度。图9~11为按该实验平台采集到的三种电路连接方式测量应变片力传感器随外加压力（小铜块）变化输出的关系曲线。这三种曲

图9 单臂电路输出

图10 双臂电路输出

图11 四臂电路输出

线是经过线性拟合得到的，只要按简单的选点就可以得出电压（V）-力（F）的变化斜率。经软件数据计算工具，可求得它们的灵敏度分别为：

（单臂），（双臂），（四臂）

由此可得出它们的灵敏度比例为1：2：4，其中四臂的灵敏度最高，这个结果同上述的理论公式4~6是一致的，表明该实验方法是可行的。如果测量的结果与公式有偏差，可以在“实验计算机”中输入调整修正系数，直到测量结果与公式符合为止，通常只要进行两三次修正，即可得到正确结果。

5．结论

以上的实验综合体现了集电桥、力传感器、数据采集、计算机通信等模块于一体的实验思路，既灵活又统一。由该文提出的实验方法而构建的实验平台不仅可以让学生学习了解各独立模块的功用，还可以让学生了解如何应用现代电子测量的新技术、新手段进行实验。该方法充分体现了模块化自主实验的思想，突破了一体化仪器实验的不足，丰富了物理实验的思路和过程，帮助学生建立模块化组合的实验思想，提高了学生对物理实验的兴趣，培养了学生的自主实验技能，达到了物理实验所应有的功用，为物理实验提供了另一种思路，我们用此方法进行了多个传统物理实验的改进工作，并应用到物理实验教学中，取得了良好的效果。

[参考文献]

[1]李索文，姜文彬。“模块化”设计在综合性电子线路与系统设计实验课程中的探索与实

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关键词：遥测电阻应变仪，CPU，无线传输

 

1 遥测应变仪的工作原理及其设计中问题的解决方案

1.1遥测应变仪的工作原理：