求简易自动简易电阻测量仪仪设计报告

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小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀的电阻丝,其每厘米长的电阻为0.5 Ω,电路各部分均接触良好。物体M只能在导轨上做直线运动,并带动与之相连的金属滑片P移动,电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝中点,此时电压表和电流表示数分别为1.5 V和0.2 A。由此可知(&&&&&)A、电阻丝的总电阻为7.5 ΩB、当电压表示数为2 V时,物体M向左移动了5 cmC、当电压表示数为1 V时,物体M向左移动了5 mD、若开始测量前,将金属滑片P置于电阻丝某端点,可测量的最大距离30 cm
题型:多选题难度:中档来源:不详
BD试题分析:滑片移动时,电阻丝接入电路的电阻不变,一直等于其总电阻,所以电流表示数保持0.2A不变,但由于与电压表并联的那部分电阻丝的长度变化,所以电压表的示数改变,滑片向左移动时,电压表示数变大,向右移动时,示数变小。滑片在中点时,电压表测量的是一半电阻丝分得的电压,其阻值为,则电阻丝的总电阻为15Ω,所以A错;当电压表示数为2 V时,比滑片在中点时增大了0.5V,则与电压表并联的电阻增大了,电阻丝的长度增加了,所以物体M向左移动了5 cm,B对;当电压表示数为1 V时,比滑片在中点时减小了0.5V,则与电压表并联的电阻减小了,电阻丝的长度减小了5cm,所以物体M向右移动了5 cm,C错;若开始测量前,如果将金属滑片P置于电阻丝的左端,电压表测的是整根电阻丝的电压,所以可测量的最大距离是,D对。
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据魔方格专家权威分析,试题“小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪,R是一根粗细均匀的电阻..”主要考查你对&&欧姆定律及其应用&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:
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欧姆定律及其应用
内容:通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与导体的电阻成反比;公式:I=U/R,U表示导体两端的电压,单位是V;R表示导体的电阻,单位是Ω;I表示通过导体的电流,单位是A。
单位使用:使用欧姆定律时各物理量的单位必须统一,I的单位是A,U的单位是V,R的单位是Ω。解析“欧姆定律”: &&&& 欧姆定律是电学中的基本定律和核心内容,是贯穿整个电学的主线,下面我们从以下几个方面进行深入分析. 1.要理解欧姆定律的内容(1)欧姆定律中的关于成正比、成反比的结论是有条件的。如果说导体中的电流与导体两端的电压成正比,条件就是对于同一个电阻,也就是说在电阻不变的情况下;如果说导体中的电流与导体的电阻成反比,条件就是导体两端的电压不变。(2)注意顺序,不能反过来说,电阻一定时,电压跟电流成正比。这里存在一个逻辑关系,电压是原因,电流是结果。是因为导体两端加了电压,导体中才有电流,不是因为导体中通了电流才有了电压,因果关系不能颠倒。&&& 同样也不能说导体的电阻与通过它的电流成反比。我们知道,电阻是导体本身的一种性质,即使导体中不通电流,它的电阻也不会改变,更不会因为导体中电流的增大或减小而使它的电阻发生改变。 2.要知道欧姆定律的公式和单位 欧姆定律的表达式,可变形为U=IR和R=,但这三个式子是有区别的。(1),是欧姆定律的表达式,它反映了通过导体的电流的大小跟导体两端所加的电压这个外部原因和导体本身的电阻这个内部原因之间的因果关系。(2)U=IR,当电流一定时,导体两端的电压跟它的电阻成正比。不能说成导体的电阻一定时导体两端的电压与通过的电流成正比,因为电压是形成电流的原因。电压的大小由电源决定,跟I、R无关,此式在计算比值时成立,不存在任何物理意义。(3),此公式也是一个量变式,不存在任何物理意义。不能误认为导体的电阻跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电流成反比。公式中的I、U、R都要用国际单位,即电流的单位为安培,符号A;电压的单位为伏特,符号V;电阻的单位为欧姆,符号Ω,且有。 3.要明白定律的适用范围 (1)定律只适用于金属导电和液体导电,对于气体、半导体导电一般不适用。(2)定律只适用于纯电阻电路。如:电路中只接有电阻器、电热器、白炽灯等用电器的电路。对于非纯电阻电路,如:电动机电路、日光灯电路等,则不能直接应用。
4.要理解欧姆定律的注意事项(1)物理量的同一性。叙述欧姆定律时,在两个 “跟”字后面都强调了“这段导体”四个字,它是指对电路中同一导体或同一电路而言。所以在运用欧姆定律等进行计算时,必须注意同一性,即I、R、U必须是 同一导体或同一段电路中的物理量。在表示I、U、R 时,注意脚标的一一对应。(2)物理量的同时性。由于电路的连接方式发生改变,开关的断开或闭合,或滑动变阻器滑片的左右移动都可能使电路中总电阻发生变化,从而可能引起电路中电流和各部分电阻两端的电压发生变化。因此,必须注意在同一时刻、同一过程中的电压、电阻与电流的相互对应,不可将前后过程的I、R、U随意混用。利用欧姆定律进行计算:&& 根据串、并联电路的特点和欧姆定律的公式可进行有关计算。解题的方法是:(1)根据题意画出电路图,看清电路的组成(串联还是并联);(2)明确题目给出的已知条件与未知条件,并在电路图上标明;(3)针对电路特点依据欧姆定律进行分析;(4)列式解答。例1如图所示的电路中,电阻尺。的阻值为10Ω。闭合开关S,电流表A1的示数为2A,电流表A2的示数为0.8A,则电阻R2的阻值为____Ω。
解析:闭合开关s,R1与R2并联,电流表A1测 R1与R2中的电流之和,即;电流表A2测R2中的电流I2,则,电源电压,则=15Ω
如何判断电压表、电流表的示数变化: 1.明确电路的连接方式和各元件的作用例如:开关在电路中并不仅仅是起控制电路通断的作用,有时开关的断开和闭合会引起短路,或改变整个电路的连接方式,进而引起电路中电表示数发生变化。2.认清滑动变阻器的连入阻值例如:如果在与变阻器的滑片P相连的导线上接有电压表,如图所示,则此变阻器的连人阻值就是它的最大阻值,并不随滑片P的滑动而改变。 3.弄清电路图中电表测量的物理量在分析电路前,必须通过观察弄清各电表分别测量哪部分电路的电流或电压,若发现电压表接在电源两极上,则该电压表的示数是不变的。 4.分析电路的总电阻怎样变化和总电流的变化情况。 5.最后综合得出电路中电表示数的变化情况。例1如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,当开关S闭合时,灯L正常发光。如果将滑动变阻器的滑片P向右滑动,下列说法中正确的是(&& )A.电压表的示数变大,灯L变亮 B.电压表的示数变小,灯L变暗 C.电压表的示数变大,灯L变暗 D.电压表的示数变小,灯L变亮
解析:题中L、R1、R2三元件是串联关系,R2的滑片P向右滑动时,电路中总电阻变大,电流变小,灯L 变暗,其两端电压变小,电压表测除灯L以外的用电器的电压,电源总电压不变,所以电压表示数变大。所以选C项。
滑动变阻器滑片移动时,电表的示数变化范围问题:&&&& 解决此类问题的关键是把变化问题变成不变问题,把问题简单化。根据开关的断开与闭合情况或滑动变阻器滑片的移动情况,画出等效电路图,然后应用欧姆定律,结合串、并联电路的特点进行有关计算。
例1如图甲所示电路中,电源电压为3V且保持不变,R=10Ω,滑动变阻器的最大阻值R’=20Ω,当开关s闭合后,在滑动变阻器的滑片由A端移动到B 端的过程中,电流表示数的变化范围是______。
解析:把滑片在A点和B点时的电路图分别画出来,如图乙、丙所示,应用欧姆定律要注意I、U、R的同一性和同时性。滑片在A端时, 0.3A;滑片在B端时 =0.1A。
答案:0.3~0.1A欧姆定律知识梳理:用欧姆定律分析短路现象:&&&& 导线不通过用电器而直接连到电源两极上,称为短路,要是电源被短路,会把电源烧坏。还有一种短路,那就是用电器被短路。如图所示的电路中,显然电源未被短路。灯泡L1的两端由一根导线直接连接。导线是由电阻率极小的材料制成的,在这个电路中,相对于用电器的电阻来说,导线上的电阻极小,可以忽略不计。图中与L1并联的这段导线通过灯泡L2接在电源上,这段导线中就有一定的电流,我们对这段导线应用欧姆定律,导线两端的电压U=IR,由于R→0,说明加在它两端的电压U→0,那么与之并联的灯泡L1两端的电压U1=U→0,在L1上应用欧姆定律知,通过L1 的电流,可见,电流几乎全部通过这段导线,而没有电流通过L1,因此L1不会亮,这种情况我们称为灯泡L1被短路。&&&& 如果我们在与L1并联的导线中串联一只电流表,由于电流表的电阻也是很小的,情形与上述相同,那么电流表中虽然有电流,电流表有读数,但不是L1中的电流,电路变成了电流表与L2串联,电流表的读数表示通过L2的电流,L1被短路了。例:在家庭电路中,连接电灯电线的绝缘皮被磨破后可能发生短路,如果发生短路,则会造成(&& ) A.电灯两端电压增大 B.通过电灯的电流减小 C.电路中保险丝熔断 D.电灯被烧坏
解析由于发生短路时,电路中电阻非常小,由 欧姆定律知,电路中的电流将非常大,所以保险儿丝将熔断。
注意防雷:1.雷电现象及破坏作用&&&& 雷电是大气中一种剧烈的放电现象。云层之间、云层和大地之间的电压可达几百万伏至几亿伏。根据,云与大地之间的电压非常高,放电时会产生很大的电流,雷电通过人体、树木、建筑物时,巨大的热量和空气的振动都会使它们受到严重的破坏。因此,我们应注意防雷。避雷针就可以起到防雷的作用。2.& 避雷针&&&& 避雷针是金属做的,放在建筑物的高处,当电荷传至避雷针尖上时极易沿着金属线流入大地。这一电流通道可使云层和建筑物间的正、负电荷中和,使云层放出的电荷完全通过避雷针流人大地而不会损坏建筑物。
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基于单片机的简易自动电阻测试仪
设计了一种具有自动电阻筛选测试仪,选用低功耗单片机C、多路开关CD4051、步进电机驱动芯片TA8435、LCDLM9033液晶显示器等器件.利用多路开关实现量程自动切换,测量量程为100Ω,1KΩ、10KΩ、10MΩ四档,测量精度为1%.用户通过键盘输入要求的电阻值和筛选误差值,测量时能在液晶显示器上显示出被测电阻的阻值以及被测电阻是否符合筛选要求,在自动测量时,液晶显示器能显示电位器阻值随旋转角度变化的曲线.所有电路结构简单,所选器件价格便宜,并给出了测试结果.测试结果表明,该电阻测试仪在自动电阻筛选和自动测量等方面具有较好的指标、较高的实用性.
作者单位:
西安外事学院
年,卷(期):
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基于单片机的自动电阻测量仪的设计与实现.doc87页
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北方民族大学学士学位论文
基于单片机的自动电阻测量仪的设计
院 部 名 称:
电气信息工程学院
学 生 姓 名:
指导教师姓名:
论文提交时间:
论文答辩时间:
学位授予时间:
北方民族大学教务处制
在科学研究和工程实践中,对许多物理量的研究都是以电阻值测量为基础,电阻值也是电子电器工程师经常要测量的参数。因此,设计可靠,安全,便捷的电阻测试仪具有极大的现实必要性。本文介绍了由STC89C516RD+单片机做为数据处理和控制核心的自动电阻测量仪,该自动电阻测量仪利用分压测电阻的方法,将被测量电阻分得的电压值通过模数转换模块LTC1864转换成数字信号,数字信号通过STC89C516RD+单片机进行处理,完成电阻测量功能和自动换档功能。如果测量仪处于筛选模式,从键盘输入筛选值与筛选误差,与测量值进行比较,再通过显示模块LCD12864,显示测量结果和筛选结果指示。论文从硬件和软件两个方面介绍了设计的实现方法,其中硬件设计的重点是单片机主控系统、选择合适的A/D转换器、基准电压产生电路、档位选择电路。设计难点是大功率、高精度基准电压源和测量方法的选定。软件设计的难点是电阻测量算法的设计。经仿真测试结果表明,该系统的指标达到了要求,工作可靠,操作简单,用户界面友好。
电阻 测量 筛选 自动换档 MCU
In the scientific research and engineering practice,the study of many physical quantities are based on electrical resistance measurement,electronic engineers often have to m
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简易电阻测量仪毕业设计(论文).doc47页
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四川托普信息技术职业学院
毕 业 设 计 论 文
题目:简易电阻测试仪
本设计采用555多谐振荡电路把电阻转换成频率信号,把电阻测量转换成频率测量。然后采用STC90C51单片机实现对频率的测量,并完成测量值的处理、显示、曲线变化以及量程的自动切换。通过测试,结果表明该样品的功能和指标都基本达到了设计要求,由于发挥了单片机、硬件结合的特点,因此该电路设计新颖、功能强大、可扩展性强。
STC90C51单片机是STC公司研发的一种低功耗、高性能CMOS微控制器,具有30K在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU 和在系统可编程Flash,使得STC90C51为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。STC90C51具有以下标准功能:32K字节Flash,256 字节RAM,32 位I/O
口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6 向量2 级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2 种软件可选择节电模式。空闲模式下,CPU 停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下,RAM
内容被保存,振荡器被冻结,单片机一切工作停止,直到下一个中断或硬件复位为止。STC90C51具有.超强抗干扰能力,新一代加密技术,防止代码被破解,超大容量sram,最高4.2k,大大降低对外电磁辐射,超低功耗,正常工作模式,功耗4mA-7mA,在系统可编程。因此,本设计采用STC90C51单片机作为控制处理芯片。
【关键词】 电阻 STC单片机 555多谐振荡电路 液晶显示模块 L298N
第一章引言 1
第二章设计任务 2
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