基于开尔文四线法进行接触电阻的测量实例

ASTM的方法B539 “测量电气连接的接触电阻”和MIL-STD-1344的方法3002“低信号电平接触电阻”是通常用于测量接触电阻的两种方法。通常，一些基本的原则都采用开尔文四线法进行接触电阻的测量。接触电阻就是电流流过闭合的接触点对时的电阻。这类测量是在诸如连接器、继电器和开关等元件上进行的。接触电阻一般非常小其范围在微欧姆到几个欧姆之间。根据器件的类型和应用的情况，测量的方法可能会有所不同。

?测量方法

?图4-42 说明用来测试一个接点的接触电阻的基本配置。使用具有四端测量能力的欧姆计，以避免在测量结果中计入引线电阻。将电流源的端子接到该接点对的两端。取样(Sense)端子则要连到距离该接点两端电压降最近的地方。其目的是避免在测量结果中计入测试引线和体积电阻(bulk resistance)产生的电压降。体积电阻就是假定该接点为一块具有相同几何尺寸的金属实体，而使其实际接触区域的电阻为零时，整个接点所具有的电阻，设计成只有两条引线的器件有的时候很难进行四线连接。器件的形式决定如何对其进行连接。一般，应当尽可能按照其正常使用的状态来进行测试。在样品上放置电压探头时不应当使其对样品的机械连接产生影响。例如，焊接探头可能会使接点发生不希望的变化。然而，在某些情况下，焊接可能是不可避免的。被测接点上的每个连接点都可能产生热电动势。然而，这种热电动势可以用电流反向或偏置补偿的方法来补偿。

?干电路(Dry Circuit)测试

?通常，测试接点电阻的目的是确定接触点氧化或其它表面薄膜积累是否增加了被测器件的电阻。即使在极短的时间内器件两端的电压过高，也会破坏

伏安法测电阻的几种方法归纳总结

伏安法测电阻的几种方法归纳总结一、伏安法 1.电路图：（如下图所示） 2.步骤：移动变阻器滑片位置，记录电压表、电流表的示数。 3.R X 的表达式：R X = I U 。二、伏伏法（利用串联分压成正比）㈠基本方法 1.器材：已知阻值的电阻R 0、电压表、电源、开关、导线、待测电阻R X 。 2.电路图：（如图甲、也可改成图乙） 3.步骤：分别用电压表测出R 0和R X 两端的电压值U X 和U 0。 4.R X 的表达式：R X =_____________。㈡伏阻法：(几种变式 R 0均为已知） 1.如图⑴，分别用电压表测出R 0两端电压U 0和电源电压U ，则R X =________。 2.如图⑵，分别用电压表测出R 0两端电压U X 和电源电压U ，则R X =________。 3.如图⑶，断开开关，读出电压表示数为U 1；闭合开关，读出电压表示数为 U 2 ，则R X =_______。 4.如图⑷，断开开关，读出电压表示数为U 1；闭合开关，读出电压表示数为U 2 ，则R X =___ ____。三、安安法（利用并联分流成反比）㈠基本方法 1.器材：已知阻值的电阻R 0、电流表、电源、开关、导线、待测电阻R X 。 2.电路图：（如下图所示） 3.步骤：分别用电流表测出R X 和R 0的电流值I X 和I 0。 4.R X 的表达式：R X =__________。㈡安阻法：(几种变式 R 0均为已知） 1.如图⑴，分别用电流表测出R 0通过电流I 0和干路电流I ，则R X =________。 2.如图⑵，分别用电流表测出R 0通过电流I X 和干路电流I ，则R X =___ _____。 3.如图⑶，断开开关，读出电流表示数为I 1；闭合开关，读出电流表示数为I 2 ，则R X =_ __。 4.如图⑷，断开开关，读出电流表示数为I 1；闭合开关，读出电流表示数为

接地电阻测量原理与方法

接地电阻测量原理与方法 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】

接地电阻测量原理梁子斌对从事地电学工作,对接地电阻的概念并不陌生，然并非能完全理解。这里想跟大家聊聊其概念和测量原理。 1.接地电阻概念，接地装置在输变电工程中是个特殊的项目，属隐蔽工程。对新安装的接地装置，它包括埋入地中直接与大地接触的金属导体,或称接地体,以及连接接地体与电气设备接地部分的接地线。为了确保其是否符合设计或规程要求必须经过检验才能正式投入运行。接地电阻就是当有电流由接地体流入土壤中将呈现有电阻，这就是接地电阻。接地电阻本质是由土壤产生的电阻，是接地装置泄放电流时表现出来的电阻。由高斯定理知道，在全空间中，一半径为Ｒ的导体球其接地电阻为ρ地＝ ρ ４πＲ，如在地表无限半空间中其接地电阻大一倍ρ地＝ ρ ２πＲ，埋在地下某深度中，则在两者之间，对均匀介质，也可以解析得到。还有不同形状的接地体，圆盘形、棍形，环形等都有公式可以计算。其等效电路如下图：其中Ｕ为接地体对大地零电位参考点的电位差，Ｉ为流过接地体的电流Ｕ/Ｉ即为接地电阻。接地电阻测量原理看视很简单，通过电压的电流的测量就可以得到电阻值，可实际上并不容易。试想想，在工作现场去哪能找到大地零电位的参考点那？哎呀，有思路了，我们可以临时做一个啊，再做一个接地，可这临时的接地电阻值也不知道，我们可以知道这两个电阻之和，一个方程，两个位知数！好办，再加一个辅助接地电极，这样我们两两进

行测量，三个方程，三个未知接地电阻，简单解方程就可以啦！呵呵，还不明白呀，看下面示意图。我们分别将ＲＲ１，ＲＲ２，Ｒ１Ｒ２做环路供电，电压和电流我们都会测的，测得后容易得到Ｒ+Ｒ１，Ｒ+Ｒ２，Ｒ１+Ｒ２，更不用说现在都有万用表了，真接可以测出的，多大的阻值，万用表都能测得，别担心。接地电阻也和收音机里的电阻一样，道理没什么不同。好了，写方程吧。 { Ｒ+Ｒ１＝r1Ｒ+Ｒ１＝r２Ｒ1+Ｒ２＝r1２这里r们就是我们万用表的读数Ｒ是我们要测的接地电阻，Ｒ１，Ｒ２是两个辅助电极的接地电阻，这方程找个中学生解一下，是Ｒ＝（r1+r2-r12）/2吧？他一定是中学生了。你也看一下Ｒ１和Ｒ２吧，看看吧，我保证比一定Ｒ大的多，小了？工程一定不合格！你还没问我：两个辅助电极就可以吗那为什么多数接地电阻测量仪要三个辅助电极那其实呀，四个的也有那。从前面说明你应知道了，两两电极组合就多一个方程，三个辅助电极加上被测电极共四个，便有Ｃ４２个组合，６个方程，未知数是４个，用最小二乘法，那结果不是好得多了？布辅助电极不怕烦，你用十个，结果会更好，一定不会错。多说一句，如果没有布设辅助电极的场地，你只好使用电磁感应方式的接地电阻测量仪了，而且还不用断开系统接地，直接测量。

二线制三线制四线制比较

1.仪表的二线制与四线制二线制仪表即电源与信号共用两根线一般四线制仪表电源与信号线分开信号为4~20mA或０～１０mA，电源２２０ＡＣ（为多）．2.在热电阻中有两线制、三线制、四线制两线制没有线路电阻补偿，配线简单，但要带进引线电阻的附加误差。因此不适用制造A 级精度的热电阻，且在使用时引线及导线都不宜过长。三线制有线路电阻补偿，可以消除引线电阻的影响，测量精度高于2线制。作为过程检测元件，其应用最广。四线制:在热电阻的根部两端各连接两根导线的方式称为四线制，其中两根引线为热电阻提供恒定电流I，把R转换成电压信号U，再通过另两根引线把U引至PLC。这种引线方式可完全消除引线的电阻影响，但成本较高，主要用于高精度的温度检测。 3.西门子的二线制和四线制二线制是PLC模块提供电源和采集电流信号四线制仅仅采集电流信号

传感器的结构：两线制：传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值，由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高，用于测量精度要求不高的场合，并且导线的长度不宜过长。三线制：要求引出的三根导线截面积和长度均相同，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，当桥路平衡时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差，但是必须为全等臂电桥，否则不可能完全消除导线电阻的影响。采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差，工业上一般都采用三线制接法。四线制：当测量电阻数值很小时，测试线的电阻可能引入明显误差，四线测量用两条附加测试线提供恒定电流，另两条测试线测量未知电阻的电压降，在电压表输入阻抗足够高的条件下，电流几乎不流过电压表，这样就可以精确测量未知电阻上的压降，计算得出电阻值在桥式电路中，为了减小热电阻阻值随温度变化对支路电流的影响并限制流过热电阻的电流，组成电桥的两个支路的上电阻通常取热电阻阻值的几十倍，其值达到10-50K（和桥路供电电压有关），下电阻一般和热电阻某温度下阻值相同。测量时取两者的电位差。虽然如此，热电阻阻值随温度变化对支路电流的影响还是会造成输出的非线性，通常需要做一定补偿。如果直接测量阻值，应该采用恒流源给热电阻供电，热电阻阻值变化时支路电流保持恒定，热电阻压降为线性较好的温度函数。放大前应该做滤波处理或者在放大电路中加积分元件。 ?怎样判断pt100的好坏,用万用表能测量么? 根据分度表参照当时温度看阻值是否相符 ?通常情况下是这样的，将一个基准电压加在pt100回路上，测量pt100上的电压信号（mv），阻值变化是电压信号自然也变化，再经过运放放大后进入A/D芯片进行A/D转换，经过程序再将电压信号换算成电阻值，采用查表方式（将电阻值和相对应的温度值做成表格放到芯片rom 中）的到温度值。 ?一般短距离选用二线制接法，中距离选用三线制接法，要求精度高、近距离选用四线制接法。

电阻测量的六种方法

电阻测量的六种方法电阻的测量是恒定电路问题中的重点，也是学生学习中的难点。这就要求学生能够熟练掌握恒定电路的基本知识,并能够灵活运用电阻测量的六种方法，从而提高学生的综合分析问题、解决问题的能力。一．欧姆表测电阻 1、欧姆表的结构、原理它的结构如图1,由三个部件组成：G是内阻为Rg、满偏电流为Ig的电流计。R是可变电阻，也称调零电阻，电池的电动势为E，内阻为r。图1 欧姆档测电阻的原理是根据闭合电路欧姆定律制成的。当红、黑表笔接上待测电阻Rx时，由闭合电路欧姆定律可知： I = E/（R+Rg+Rx+r）= E/（R内+R X）由电流的表达式可知：通过电流计的电流虽然不与待测电阻成正比，但存在一一对应的关系，即测出相应的电流，就可算出相应的电阻，这就是欧姆表测电阻的基本原理。 2．使用注意事项：（1）欧姆表的指针偏转角度越大，待测电阻阻值越小，所以它的刻度与电流表、电压表刻度正好相反，即左大右小；电流表、电压表刻度是均匀的，而欧姆表的刻度是不均匀的，左密右稀，这是因为电流和电阻之间并不是正比也不是反比的关系。（2）多用表上的红黑接线柱，表示＋、－两极。黑表笔接电池的正极，红表笔接电池的负极，电流总是从红笔流入，黑笔流出。（3）测量电阻时，每一次换档都应该进行调零（4）测量时，应使指针尽可能在满刻度的中央附近。（一般在中值刻度的1/3区域）

（5）测量时，被测电阻应和电源、其它的元件断开。（6）测量时，不能用双手同时接触表笔，因为人体是一个电阻，使用完毕，将选择开关拨离欧姆档，一般旋至交流电压的最高档或OFF 档。二．伏安法测电阻 1．原理：根据部分电路欧姆定律。 2．控制电路的选择控制电路有两种：一种是限流电路（如图2）；另一种是分压电路。（如图3）（1）限流电路是将电源和可变电阻串联，通过改变电阻的阻值，以达到改变电路的电流，但电流的改变是有一定范围的。其优点是节省能量；一般在两种控制电路都可以选择的时候，优先考虑限流电路。（2）分压电路是将电源和可变电阻的总值串联起来，再从可变电阻的两个接线柱引出导线。如图3，其输出电压由ap 之间的电阻决定，这样其输出电压的范围可以从零开始变化到接近于电源的电动势。在下列三种情况下，一定要使用分压电路： ① 要求测量数值从零开始变化或在坐标图中画出图线。 ② 滑动变阻器的总值比待测电阻的阻值小得多。 ③ 电流表和电压表的量程比电路中的电压和电流小。 3．测量电路由于伏特表、安培表存在电阻，所以测量电路有两种：即电流表内接和电流表外接。（1）电流表内接和电流表外接的电路图分别见图4、图5 图 2 图3

热电阻接入电路两线制和三线制接线法的分析

1.10 热电阻接入电路两线制和三线制接线法的分析热电阻接入电路两线制三线制接线法 1．分析两线制由于引线电阻的误差图1-12中，r为引线的电阻，R t为Pt电阻，其中由欧姆定律可得：当R r=R t时（电桥平衡），V0=-I22r 。从V0的表达式可以看出，引线电阻的影响十分明显，两线制接线法的误差很大。 2．分析三线制如何消除引线电阻的误差三线制接线法由图1-13所示，由欧姆定律可得：当R r=R t时，电桥平衡，I1=I2，V0=0。可见三线制接线法可很好的消除引线电阻，提高热电阻的精度。工业用热电阻温度计的使用注意事项

热电阻温度计是利用导体或半导体的电阻值随温度变化的性质来测量温度的，在工业生产中广泛用来测量(-100～500)℃范围的温度，其主要特点是测温准确度高，便于自动测量。由于热电偶在低温范围中产生的热电势小，因而对测量仪表要求严格，而采用热电阻温度计测量低温是很适宜的。热电阻温度计按结构形式可分为普通工业型、铠装型及特殊型等。常用的普通工业型热电阻主要有: 1.铂热电阻:广泛用来测量(-200～850)℃范围内的温度。在少数情况下，低温可测至1K，高温可测至1000℃。其物理、化学性能稳定，复现性好，但价格昂贵。铂热电阻与温度是近似线性关系。其分度号主要有Pt10和Pt100。 2.铜热电阻:广泛用来测量(-50～150)℃范围内的温度。其优点是高纯铜丝容易获得，价格便宜，互换性好，但易于氧化。铜热电阻与温度呈线性关系。其分度号主要有Cu50和Cu100。铠装热电阻是在铠装热电偶的基础上发展来的，由热电阻、绝缘材料和金属套管三者组合加工而成，其特点是外形尺寸可以做得很小(最小直径可达20毫米)，因而反应速度快，有良好的机械性能，耐振耐冲击，具有良好的挠性，且不易受有害介质的侵蚀。使用热电阻前必须检查它的好环，简易的检查方法是将热电阻从保护管中抽出，用万用表测量其电阻。若万用表读数为“0"或者万用表读数小于R0值，则该热电阻已短路，必须找出短路处进行修复；若万用表读数为“∞"，则该热电阻已断路，不能使用；若万用表读数比R0的阻值偏高一些，说明该热电阻是正常的。热电阻的阻值不正确时，应从下部端点交叉处增减电阻丝，而不应从其它处调整。完全调好后应将电阻丝排列整齐，不能碰接，仍按原样包扎好。经修复的热电阻，必须经过检定合格后方可使用。热电阻安装时，其插入深度不小于热电阻保护管外径的8倍～10倍，尽可能使热电阻受热部分增长。热电阻尽可能垂直安装，以防在高温下弯曲变形。热电阻在使用中为了减小辐射热和热传导所产生的误差，应尽量使保护套管表面和被测介质温度接近，减小热电阻保护套管的黑色系数。当用与热电阻相配的二次仪表测量温度时，热电阻安置在被测温度的现场，而二次仪表则放置在操作室内。如果用不平衡电桥来测量，那么连接热电阻的导线都分布在桥路的一个臂上。由于热电阻与仪表之间一般都有一段较长的距离，因此两根连接导线的电阻随温度的变化，将同热电阻阻值的变化一起加在不平衡电桥的一个臂上，使测量产生较大的误差。为减小这一误差，一般在测温热电阻与仪表连接时，采用三线制接法(图1)，即从热电阻引出三根导线，将连接热电阻的两根导线正好分别处于相邻的两个桥臂内(图2)。当环境温度变化而使导线电阻值改变时，其产生的作用正好互相抵消，使桥路输出的不平衡电压不会因之而改变。另一导线电阻R1的变动，仅对供桥电压有极微小的影响，但在准确度范围内。其示意图如下所示:

电阻的测量方法及原理

一、电阻的测量方法及原理一、伏安法测电阻 1、电路原理 “伏安法”就是用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I,再根据欧姆定律求出电阻 R= U/I 的测量电阻的一种方法。电路图如图一所示。如果电表为理想电表，即 R V =∞，R A =0用图一（甲）和图一（乙）两种接法测出的电阻相等。但实际测量中所用电表并非理想电表，电压表的阻并非趋近于无穷大、电流表也有阻，因此实验测量出的电阻值与真实值不同，存在误差。如何分析其误差并选用合适的电路进行测量呢？若将图一（甲）所示电路称电流表外接法，（乙）所示电路为电流表接法，则“伏安法”测电阻的误差分析和电路选择方法可总结为四个字：“大小外”。 2、误差分析（1）、电流表外接法由于电表为非理想电表，考虑电表的阻，等效电路如图二所示，电压表的测量值 U 为ab间电压，电流表的测量值为干路电流，是流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，故：R测= U/I = Rab = (Rv∥R)= (Rv×R)/(Rv+R) < R(电阻的真实值) 可以看出，此时 R测的系统误差主要来源于 Rv 的分流作用，其相对误差为δ外= ΔR/R = (R-R测)/R = R/(Rv+R) （ 2）、电流表接法其等效电路如图三所示，电流表的测量值为流过待测电阻和电流表的电流，电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和，故：R测 = U/I = RA+R > R 此时R测的系统误差主要来源于RA的分压作用，其相对误差为: δ = ΔR/R = (R测-R)/R = RA/R 综上所述，当采用电流表接法时，测量值大于真实值，即"大"；当采用电流表外接法时，测量值小于真实值，即“小外”。 3、电路的选择（一）比值比较法 1、“大”：当 R >> RA 时，，选择电流表接法测量，误差更小。 “小外”：当 R << Rv 时，，选择电流表外接法测量，误差更小。

Kelvin公式及其应用

Kelvin公式及其应用 1. 什么是Kelvin公式？答：由于弯曲表面上有附加压力存在，所以弯曲表面上的蒸气压也与平面上不同。开尔文公式描述了弯曲表面上的蒸气压与表面张力、曲率半径及液体自身的一些物化性质之间的定量关系。 ⑴⑵ ⑶ 公式⑴中，p0是平面上的蒸气压，p是曲面上的蒸气压。R’是曲面的曲率半径，对凸面，R’取正值，对凹面，R’ 取负值。γ , M 和ρ分别是液体的表面张力、摩尔质量和密度。当曲面是凸面时，如小液滴，它的蒸气压比平面上大。如果与水平面或大液滴在一起时，小液滴首先消失。对具有升华性质的固体可观察到类似的情况。当曲面是凹面时，如液体中的小蒸气泡。由于凹面的曲率半径取负值，所以半径越小，蒸气压越低。若平面上已经开始沸腾，而在液面下的小蒸气泡内的蒸气压仍未达到外压的大小，出不来。公式⑵是两个曲率半径不同的液滴或蒸气泡的蒸气压与曲率半径的关系。对液滴，曲率半径越小，蒸气压越大；对具有凹面的蒸气泡，曲率半径越小，里面的蒸气压也越小。公式⑶是两个半径不同的小颗粒的饱和溶液浓度与粒子半径之间的关系。因为颗粒是凸面，所以粒子半径越小，其饱和溶液的浓度越大，溶解度也越大。在一个饱和溶液中，若有大、小不同的粒子存在，对大粒子已饱和的溶液，对小粒子仍未达到饱和，所以陈放一段时间，小粒子将消失，大粒子略有增大，这就是重量分析中的陈化过程。 2.人工降雨的原理是什么？答：人工降雨的先决条件是云层中有足够的过饱和度，一般要大于4（即水的饱和蒸气压是平面液体蒸气压的4倍以上）。即使如此，雨滴也不一定形成，因为根据开尔文公式，小液滴的蒸气压大。对大片液体而言的过饱和度为4，而对初生成的微小液滴仍未达到饱和，所以雨滴无法形成。如果这时用飞机在这样的云层中播散干冰，AgI或灰尘，提供凝聚中心，增大新形成雨滴的半径，水汽就凝聚变成雨下降。

电阻应变测量原理及方法

目录电阻应变测量原理及方法 (2) 1. 概述 (2) 2. 电阻应变片的工作原理、构造和分类 (2) 2.1电阻应变片的工作原理 (2) 2.2电阻应变片的构造 (4) 2.3电阻应变片的分类 (4) 3. 电阻应变片的工作特性及标定 (6) 3.1电阻应变片的工作特性 (6) 3.2电阻应变片工作特性的标定 (10) 4. 电阻应变片的选择、安装和防护 (12) 4.1电阻应变片的选择 (12) 4.2电阻应变片的安装 (13) 4.3电阻应变片的防护 (14) 5. 电阻应变片的测量电路 (14) 5.1直流电桥 (15) 5.2电桥的平衡 (17) 5.3测量电桥的基本特性 (18) 5.4测量电桥的连接与测量灵敏度 (19) 6. 电阻应变仪 (24) 6.1静态电阻应变仪 (24) 6.2测量通道的切换 (26) 6.3公共补偿接线方法 (27) 7. 应变-应力换算关系 (28) 7.1单向应力状态 (28) 7.2已知主应力方向的二向应力状态 (29) 7.3未知主应力方向的二向应力状态 (29) 8. 测量电桥的应用 (31) 8.1拉压应变的测定 (31) 8.2弯曲应变的测定 (34) 8.3弯曲切应力的测定 (35) 8.4扭转切应力的测定 (36) 8.5内力分量的测定 (36)

电阻应变测量原理及方法 1. 概述电阻应变测量方法是实验应力分析方法中应用最为广泛的一种方法。该方法是用应变敏感元件——电阻应变片测量构件的表面应变，再根据应变—应力关系得到构件表面的应力状态，从而对构件进行应力分析。电阻应变片（简称应变片）测量应变的大致过程如下：将应变片粘贴或安装在被测构件表面，然后接入测量电路（电桥或电位计式线路），随着构件受力变形，应变片的敏感栅也随之变形，致使其电阻值发生变化，此电阻值的变化与构件表面应变成比例，测量电路输出应变片电阻变化产生的信号，经放大电路放大后，由指示仪表或记录仪器指示或记录。这是一种将机械应变量转换成电量的方法，其转换过程如图1所示。测量电路的输出信号经放大、模数转换后可直接传输给计算机进行数据处理。电阻应变测量方法又称应变电测法，之所以得到广泛应用，是因为它具有下列优点 1．测量灵敏度和精度高。其分辨率达1微应变（με），1微应变=10-6应变（ε）。 2．测量范围广。可从1微应变测量到2万微应变。 3．电阻应变片尺寸小，最小的应变片栅长为0.2毫米；重量轻、安装方便，对构件无附加力，不会影响构件的应力状态，并可用于应力梯度变化较大的应变的测量。 4．频率响应好。可从静态应变测量到数十万赫的动态应变。 5．由于在测量过程中输出的是电信号，易于实现数字化、自动化及无线电遥测。 6．可在高温、低温、高速旋转及强磁场等环境下进行测量。 7．可制成各种高精度传感器，测量力、位移、加速度等物理量。该方法的缺点是： 1．只能测量构件表面的应变，而不能测构件内部的应变。 2．一个应变片只能测定构件表面一个点沿某一个方向的应变，不能进行全域性的测量。 3．只能测得电阻应变片栅长范围内的平均应变值，因此对应变梯度大的应力场无法进行测量。 2. 电阻应变片的工作原理、构造和分类 2.1 电阻应变片的工作原理由物理学可知，金属导线的电阻值R 与其长度L 成正比，与其截面积A 成反比，若图1 用电阻应变片测量应变的过程

热力学基本概念和公式

第一章热力学基本概念一、基本概念热机：可把热能转化为机械能的机器统称为热力发动机，简称热机。工质：实现热能与机械能相互转换的媒介物质即称为工质。热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分割开来，这种人为分割的研究对象，称为热力系统。边界：系统与外界得分界面。外界：边界以外的物体。开口系统：与外界有物质交换的系统，控制体（控制容积）。闭口系统：与外界没有物质的交换，控制质量。绝热系统：与外界没有热量的交换。孤立系统：与外界没有任何形式的物质和能量的交换的系统。状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变，系统内外同时建立热和力的平衡，这时系统的状态就称为热力平衡状态。状态参数：温度、压力、比容（密度）、内能、熵、焓。强度性参数：与系统内物质的数量无关，没有可加性。广延性参数：与系统同内物质的数量有关，具有可加性。准静态过程：过程进行的非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近于平衡状态。

可逆过程：当系统进行正反两个过程后，系统与外界都能完全回复到出示状态。膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或者缩小）而通过系统边界向外界传递的机械功。（对外做功为正，外界对系统做功为负）。热量：通过系统边界向外传递的热量。热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列中间过程，最后又回到初始状态。二、基本公式 ??=-=0 2 1 1 2 dx x x dx 理想气体状态方程式： RT pV m = 循环热效率 1 q w net t = η 制冷系数 net w q 2 = ε 第二章热力学第一定律一、基本概念热力学第一定律：能量既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一种形式转换成另一种形式，或从一个系统转移到另一个系统，而其总量保持恒定。

测量电阻的四种巧法

测量电阻的四种巧法文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

测量电阻的四种巧法一．等效替代法测电阻【方法解读】等效替代法测电阻：测量某电阻(或电流表、电压表的内阻)时，用电阻箱替换待测电阻，若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压相等)，则待测电阻与电阻箱是等效的。 1.电流等效替代该方法的实验步骤如下： (1)按如图电路图连接好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。 (2)闭合开关S 1、S 2 ，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数为I。 (3)断开开关S 2，再闭合开关S 3 ，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I。 (4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效，即R x＝R0。 2．电压等效替代该方法的实验步骤如下： (1)按如图电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。 (2)闭合开关S 1、S 2 ，调节滑片P，使电压表指针指在适当的位置，记下此时电压表的示数为U。 (3)断开S 2，再闭合S 3 ，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱使电压表的示数仍为U。

(4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效，即R x＝R0。【针对练习】1．某同学准备把量程为0～500 μA的电流表改装成一块量程为0～ V的电压表。他为了能够更精确地测量电流表的内阻，设计了如图甲所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下： A．电流表G 1 (量程0～ mA，内电阻约100 Ω) B．电流表G 2 (量程0～500 μA，内电阻约200 Ω) C．电池组E(电动势 V，内电阻未知) D．滑动变阻器R(0～25 Ω) E．电阻箱R1(总阻值9 999 Ω) F．保护电阻R2(阻值约100 Ω) G．单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2 (1)实验中该同学先合上开关S 1，再将开关S 2 与a相连，调节滑动变阻器 R，当电流表G2有某一合理的示数时，记下电流表G1的示数I；然后将开关S2与b相连，保持________不变，调节________，使电流表G1的示数仍为I时，读取电阻箱的读数r。 (2)由上述测量过程可知，电流表G 2 内阻的测量值r g＝________。 (3)若该同学通过测量得到电流表G 2 的内阻为190 Ω，他必须将一个 ________kΩ的电阻与电流表G 2 串联，才能改装为一块量程为 V的电压表。 (4)该同学把改装的电压表与标准电压表V 进行了核对，发现当改装的电压表的指针刚好指向满刻度时，标准电压表V 的指针恰好如图乙所示。由此可知，该改装电压表的误差为________%。解析：(1)当电流表G 2有某一合理的示数时，记下电流表G 1 的示数I；然后将开关S 2 与b相连，保持滑动变阻器R阻值不变，调节R1，使电流表G1的示数仍

绝缘电阻表的结构和测量原理

第七章绝缘电阻表与接地电阻测试仪模块1：绝缘电阻表的结构和测量原理（TYBZ01107001）【模块描述】本模块包含绝缘电阻表的结构和测量原理。通过结构介绍和原理讲解，掌握绝缘电阻表的分类、模拟和数字绝缘电阻表的结构和测量原理。【正文】绝缘电阻表的检定是强制检定项目。绝缘电阻表实际使用相当广泛，并直接关系到电气设备的正常运行和工作人员的人身安全。一、绝缘电阻表分类： 1．按结构原理分：（1) 手摇式兆欧表：测试电压有100V ～2500V ，量程上限达2500M Ω，应用广泛。但操作费力，测量准确度低（受手摇速度、刻度非线性、倾斜角度影响），输出电流小，抗反击能力弱，不适合变压器等大型设备的测量。但因其价格低廉，不仅未被取代，仍有一定市场。（2）数字式绝缘电阻表：测量电路中有了数字集成电路以后，手摇式兆欧表被数字式绝缘电阻表取代。单片机的发展使得数字式兆欧表又更加智能化，计时、计算、储存一并完成。测试电压在5000V 以上有了10000V ，甚至15000V ，可直接读取吸收比和极化指数，测量上限达到100T Ω以上，有自放电回路，抗反击能力强，在电力系统得到广泛应用。二、指针式兆欧表的结构及工作原理 1．指针式兆欧表的结构指针式兆欧表是由一台手摇直流发电机和电磁式比率表组成。指针式兆欧表的测量机构是电磁式比率表，由磁路、电路、指针等部分组成。磁路部分由永久磁铁、极掌、圆柱形铁芯等构成。电路部分由两个可动的线圈构成。可动线圈成丁字形交叉放置，且共同固定在转动轴上。当通入电流后，两个动圈内部的电流方向相反。手摇直流发电机一般由发电机、摇动手柄、传动齿轮等组成。发电机的容量很小，但能产生较高的电压。常见的电压等级有100V 、250V 、500V 、1000V 、2500V 等。发电机发出的电压越高，测量绝缘电阻值的范围越大。 2．指针式兆欧表的工作原理电路部分有两个可动的线圈。可动线圈2通过限流电阻，与发电机串联；被测绝缘电阻X R 与可动线圈1及发电机相串联。当线圈通电时，可动线圈1的电流1I 和气隙磁场相互作用，产生转动力矩1M ，可动线圈2的电流2I 与气隙磁场相互作用，产生转动力矩2M 。但它们方向相反，其中1M 为转动力矩，2M 则为反作用力矩。指针的偏转角只决定于两只可动线圈电流的比值，和其他因素无关。被测绝缘电阻X R 不同时，1I 则不同，而2I 基本不变，因此指针有不同的偏转角。由于这种仪表的结构中没有产生反作用力矩的游丝，所以，在使用之前仪表的指针可随意停在标尺的任意位置上。手摇发电机发出电压的高低，随手摇速度快慢而异。手摇发电机发出的电压不稳定，但是，由于指针偏转角决定于两个可动线圈电流的比值，故指针不会因手摇速度不同而停留在不同的位置，指示不同的X R 值。这是因为手摇速度慢时，1I 减小，2I 也同时按比例减小，始终保持电流的比值不变，这样指针偏转角也就保持一定。三、数字式绝缘电阻表的工作原理数字式绝缘电阻表利用电子电路，采用DC/DC 变换技术，产生直流高压电源，施加在被试品上，采用电流电压法测量原理，采集流经试品的电流，进行分析处理，再变换成相应

开尔文应用

开尔文公式RT㏑(P r/P0)=2γM/R’ρ P0为正常蒸汽压,P r为小液滴蒸汽压,γ为表面张力,M为液体的摩尔质量,ρ 为液体的密度,R’为曲率半径,△P= P r -P0 简化后(P r -P0) /P0=△P/P0 =2γM/RTR’ρ 此式表明液滴越小,蒸汽压越大,蒸汽不易凝结,易挥发。 1、用开尔文公式解释人工降雨:由开尔文公式知当R’很小时,P r很大, 水蒸气的压力虽然对水平液面的水来说已经过饱与,但对于高空中将要形成的小液滴尚未饱与。当向高空中打入AgI之后,凝聚水滴的初始速率半径(R’)加大,P r 降低,水蒸气易凝结在AgI表面,形成大的液滴。人工降雨的原理:云就是由水汽凝结而成;而云的厚度以及高度通常由云中水汽含量的多寡以及凝结核的数量、云内的温度所决定。一般来说,云中的水汽胶性状态比较稳定,不易产生降水,而人工增雨就就是要破坏这种胶性稳定状态。通常的人工降雨就就是通过一定的手段在云雾厚度比较大的中低云系中播散催化剂(碘化银)从而达到降雨目的。一就是增加云中的凝结核数量,有利水汽粒子的碰并增大;二就是改变云中的温度,有利扰动并产生对流。而云中的扰动及对流的产生,将更加有利于水汽的碰并增大,当空气中的上升气流承受不住水汽粒子的飘浮时,便产生了降雨。 2、在开尔文公式解释为什么加入沸石可以止沸液体中的蒸汽泡内壁的液面就是凹面,R’＜0,由开尔文公式知,气泡中的饱与蒸汽压小于平面液体的饱与蒸汽压,气泡愈小蒸汽压越

低,气泡难以形成易形成过热液体;当加入沸石后,易形成较大气泡,易接近平面的饱与蒸汽压。 3、锄头上有水,锄头下有火旱时锄地,可切断毛细管(易形成凹液面),减少水分蒸发,增加土壤保水能力,所以说“有水”。涝时锄地,有利于土壤通气,提高土温,水分蒸发,所以说“有火”。正炎夏,时雨时晴,时旱时涝,旱涝不均,直接影响着农作物的正常生长。天旱不雨,烈日曝晒,气温高,土壤里的水分不断被蒸发掉,这就就是通常所说的跑墒。因此,干旱天气要多锄几遍地,割断或堵塞毛细管,尽量减少地下水分中耕不仅可疏松表土、增加土壤通气性、提高地温,而且通过浅中耕措施还能切断底层土壤与表层的毛细管水通道,并在表层形成疏松覆盖层,能减少底层土壤水分损失。由于根系在表土层(０～５厘米内)分布量很少,表土层土壤水分对根系有效性很低,所以浅中耕增加水分损失的量主要就是无效水分,而有效水分的量得到保持,有明显的保墒效果。所以说“锄头底下有火也有水”。 4、毛细管凝结现象在某温度下,蒸气在玻璃毛细管外未出现凝结,而在毛细管内则出现凝结现象,这可以通过开尔文公式解释。因为水能润湿玻璃,所以管内液面将呈凹液面,此时的液面曲率半径为负值,应用开尔文公式可知在相同温度下凹液面处液体的饱与蒸气压比平面液体饱与蒸气压小。即该温度下,蒸气对平面液面来说还未达到饱与,但对在毛细管内的凹液

测量电阻四种巧法

测量电阻的四种巧法一．等效替代法测电阻【方法解读】等效替代法测电阻：测量某电阻(或电流表、电压表的内阻)时，用电阻箱替换待测电阻，若二者对电路所起的作用相同(如电流或电压相等)，则待测电阻与电阻箱是等效的。 1.电流等效替代该方法的实验步骤如下： (1)按如图电路图连接好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P 置于a端。 (2)闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电流表指针指在适当的位置，记下此时电流表的示数为I。 (3)断开开关S2，再闭合开关S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱，使电流表的示数仍为I。 (4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效，即R x＝R0。 2．电压等效替代该方法的实验步骤如下： (1)按如图电路图连好电路，并将电阻箱R0的阻值调至最大，滑动变阻器的滑片P置于a端。 (2)闭合开关S1、S2，调节滑片P，使电压表指针指在适当的位置，记下此时电压表的示数为U。 (3)断开S2，再闭合S3，保持滑动变阻器滑片P位置不变，调节电阻箱使电压表的示数仍为U。 (4)此时电阻箱连入电路的阻值R0与未知电阻R x的阻值等效，即R x＝R0。【针对练习】1．某同学准备把量程为0～500 μA的电流表改装成一块量程为0～2.0 V 的电压表。他为了能够更精确地测量电流表的内阻，设计了如图甲所示的实验电路，图中各元件及仪表的参数如下：

A ．电流表G 1(量程0～1.0 mA ，内电阻约100 Ω) B ．电流表G 2(量程0～500 μA ，内电阻约200 Ω) C ．电池组E (电动势3.0 V ，内电阻未知) D ．滑动变阻器R (0～25 Ω) E ．电阻箱R 1(总阻值9 999 Ω) F ．保护电阻R 2(阻值约100 Ω) G ．单刀单掷开关S 1，单刀双掷开关S 2 (1)实验中该同学先合上开关S 1，再将开关S 2与a 相连，调节滑动变阻器R ，当电流表G 2有某一合理的示数时，记下电流表G 1的示数I ；然后将开关S 2与b 相连，保持________不变，调节________，使电流表G 1的示数仍为I 时，读取电阻箱的读数r 。 (2)由上述测量过程可知，电流表G 2内阻的测量值r g ＝________。 (3)若该同学通过测量得到电流表G 2的内阻为190 Ω，他必须将一个________kΩ的电阻与电流表G 2串联，才能改装为一块量程为2.0 V 的电压表。 (4)该同学把改装的电压表与标准电压表V 0进行了核对，发现当改装的电压表的指针刚好指向满刻度时，标准电压表V 0的指针恰好如图乙所示。由此可知，该改装电压表的误差为________%。解析：(1)当电流表G 2有某一合理的示数时，记下电流表G 1的示数I ；然后将开关S 2与b 相连，保持滑动变阻器R 阻值不变，调节R 1，使电流表G 1的示数仍为I 时，读取电阻箱的读数r 。 (2)电流表G 2的内阻与电阻箱的阻值相同，为r 。 (3)将电流表改装成电压表要串联电阻分压，串联的阻值为R ＝U Ig －r g ＝3.81 kΩ。 (4)由题图乙可得，标准电压表V 0的示数为1.90 V ，由此可知，该改装电压表的误差为2.0－1.901.90 ×100%≈5.26%。答案：(1)滑动变阻器R 阻值 R 1 (2)r (3)3.81 (4)5.26 2.某同学现利用图甲所示的电路来测量一电阻R x 的阻值。 (1)完成下列实验步骤中的填空：

PT 测量原理及电路

PT100测量原理及电路 2007年10月02日星期二上午 09:14 1．非平衡电桥的工作原理如图1所示，在惠斯顿电桥中：E为稳压电源，R1和R2为固定电阻，R P为可变电阻，R x为电阻型传感器，U out为电桥输出电压．当U out = 0时，电桥处于平衡状态，此时有 (1) 当U out ≠ 0时，电桥处于不平衡状态，则有在一定条件下，调整电桥达到平衡状态．由（1）式可见，此时电桥的平衡状态与电源无关；当外界条件改变时，传感器的阻值R x会有相应的变化，这时电桥平衡被破坏，桥路两端的电压U out也随之而变，由于桥路的输出电压 2．测量电路介绍如采用电阻式传感器作为被测对象，传感元件的引出线有以下几种方式：二线制、三线制和四线制．采用二线制接法（图1），虽然导线电阻会给测量带来影响，但在测量精度要求不高、测量仪器与被测传感元件距离较近时，常采用二线制．但如果金属电阻本身的阻值很小，那末引线的电阻及其变化也就不能忽视，例如对于Pt100铂电阻，若导线电阻为1 Ω，将会产生2.5℃的测量误差．为了消除或减少引线电阻的影响，通常的办法是采用三线联接法加以处理，如图2所示．工业热电阻目前大多采用的都是三线制接法．在三线制接线电路中，传感元件的一端与一根导线相接，另一端同时接两根导线．传感元件在与电桥配合时，与传感元件相接的三根导线粗细要相同，长度要相等，阻值要一致（图中r1，r2，r3即为引线电阻）．其中一根引线与测量仪表连接，由于测量仪表的内阻很大，可认为流过r2的电流接近于零．另两根引线分别与电桥的两个相邻臂相连，这样引

线电阻对测量就不会造成影响．为了高精度的测量，可将电阻测量仪设计成图3所示的四线制测量电路．图中I为恒流源，r1、r2、r3、r4是引线电阻，R x为电阻型传感器，V为电压表．因为电压表内阻很大，则且因为U M= U x+ I V（r2+ r3），所以由此可见，引线电阻将不引入测量误差． PT100前置放大电路 U out能反映出桥臂电阻的微小变化，因此通过测量输出电压即可以检测外界条件的变化．这种在非平衡条件下工作的电桥称为非平衡电桥，这样的测量方法为非电量电测法．

一生受用的数学公式(整理)

一生受用的数学公式作者：Tangxianyang编辑 1、坐标几何一对垂直相交于平面的轴线，可以让平面上的任意一点用一组实数来表示。轴线的交点是(0, 0)，称为原点。水平与垂直方向的位置，分别用x与y代表。一条直线可以用方程式y＝mx＋c来表示，m是直线的斜率（gradient）。这条直线与y 轴相交于(0,c)，与x轴则相交于(–c/m, 0)。垂直线的方程式则是x＝k，x为定值。通过(x0, y0)这一点，且斜率为n的直线是y–y0＝n(x–x0)。一条直线若垂直于斜率为n的直线，则其斜率为–1/n。通过(x1, y1)与(x2, y2)两点的直线是： y＝(y2–y1／x2–x1)(x–x2)＋y2x1≠x2 若两直线的斜率分别为m与n，则它们的夹角θ满足于tanθ＝m–n／1＋mn 半径为r、圆心在(a, b)的圆，以(x–a) 2＋(y–b) 2＝r2表示。三维空间里的坐标与二维空间类似，只是多加一个z轴而已，例如半径为r、中心位置在(a, b, c)的球，以(x–a) 2＋(y–b) 2＋(z–c) 2＝r2表示。三维空间平面的一般式为ax＋by＋cz＝d。 2、三角学边长为a、b、c的直角三角形，其中一个夹角为θ。它的六个三角函数分别为：正弦（sine）、余弦（cosine）、正切（tangent）、余割（cosecant）、正割（secant）和余切（cotangent）。 sinθ＝b/c cosθ＝a/c tanθ＝b/a cscθ＝c/b secθ＝c/a cotθ＝a/b 若圆的半径是1，则其正弦与余弦分别为直角三角形的高与底。 a＝cosθb＝sinθ 依照勾股定理,我们知道a2＋b2＝c2。因此对于圆上的任何角度θ，我们都可得出下列的全等式： cos2θ＋sin2θ＝1 3、三角恒等式根据前几页所述的定义，可得到下列恒等式（identity）： tanθ＝sinθ/cosθ，cotθ＝cosθ/sinθ secθ＝1/cosθ，cscθ＝1/sinθ 分别用cos 2θ与sin 2θ来除cos 2θ＋sin 2θ＝1，可得： sec 2θ–tan 2θ＝1及csc 2θ–cot 2θ＝1 对于负角度，六个三角函数分别为： sin(–θ)＝–sinθcsc(–θ)＝–cscθ cos(–θ)＝cosθsec(–θ)＝secθ tan(–θ)＝–tanθcot(–θ)＝–cotθ 当两角度相加时，运用和角公式： sin(α＋β)＝sinαcosβ＋cosαsinβ cos(α＋β)＝cosαcosβ–sinαsinβ tan(α＋β)＝tanα＋tanβ／1–tanαtanβ

铂电阻两线制、三线制、四线制接法

铂电阻两线制、三线制、四线制接法作用区别！！2010-12-10 来源：天长市仪器仪表线缆厂>>进入该公司展台通常使用的铂电阻温度传感器有PT100，电阻温度系数为3.9×10－3／℃，0℃时电阻值为100Ω，电阻变化率为0.3851Ω/℃。铂电阻温度传感器精度高，稳定性好，应用温度范围广，是中低温区(-200℃～650℃)最常用的一种温度检测器，不仅广泛应用于工业测温，而且被制成各种标准温度计。按IEC751国际标准，温度系数TCR=0.003851，Pt100(R0=100Ω)、Pt1000(R0=1000Ω)为统一设计型铂电阻。传感器的结构：两线制：传感器电阻变化值与连接导线电阻值共同构成传感器的输出值，由于导线电阻带来的附加误差使实际测量值偏高，用于测量精度要求不高的场合，并且导线的长度不宜过长。三线制：要求引出的三根导线截面积和长度均相同，测量铂电阻的电路一般是不平衡电桥，铂电阻作为电桥的一个桥臂电阻，将导线一根接到电桥的电源端，其余两根分别接到铂电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上，当桥路平衡时，导线电阻的变化对测量结果没有任何影响，这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差，但是必须为全等臂电桥，否则不可能完全消除导线电阻的影响。采用三线制会大大减小导线电阻带来的附加误差，工业上一般都采用三线制接法。四线制：当测量电阻数值很小时，测试线的电阻可能引入明显误差，四线测量用两条附加测试线提供恒定电流，另两条测试线测量未知电阻的电压降，在电压表输入阻抗足够高的条件下，电流几乎不流过电压表，这样就可以精确测量未知电阻上的压降，计算得出电阻值文章链接：工控网(百站) https://www.360docs.net/doc/ac9922238.html,/Tech_news/Detail/62604.html

伏安法测电阻专题练习(整理过)

伏安法测电阻专题练习 1、小明同学做电学实验，通过改变滑动变阻器R 3电阻的大小，依次记录的电压表和电流表电压表读数 U /V 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 1.10 电流表读数I /A 0.18 0.21 0.24 0.27 0.30 0.33 分析表格中实验数据，可推断小明实验时所用的电路可能是下列电路图中的哪一个？【】 2、有一个阻值看不清的电阻器R x ，要测出它的电阻值．（1）小明按左图的电路图连接好电路，检查无误后闭合开关S ，观察到电压表的示数为1.6V ，电流表的示数如右图所示，则通过电阻器R x 的电流为_____A ，R x 的电阻为____Ω．（2）实验中，为了减小误差，小明还需进行的操作是 _______________________________________________________________。（3）下图是小虎做这个实验连接的实物图，请你指出其中的三个错误或不妥之处。 ①________________________________________________________________________ ②________________________________________________________________________ ③_________________________________________________________________________ 3、做测定电阻阻值的实验. (1)小明根据如图所示的电路图，将图中的实验器材连接成实验电路. 同小组的小亮在检查时认为，从实验目的来看，实验电路上有一根导线连接错了，建议小明改接. ①请你在接错的那根线上打“×”；②另画一根导线，使电路连接正确；③如果不改接这根导线，对实验的影响是：__________________ （具体说明是什么影响）. A R 1 A V R 2 R 3S R 1 A V R 2 R 3 S R 1 A V R 2 R 3 S A V R 1 R 2 R 3S ＢＣＤ