电路实验戴维南心得体会及感悟 做戴维南实验的心得体会(六篇)
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推荐电路实验戴维南心得体会及感悟一
热敏电阻是根据半导体材料的电导率与温度有很强的依赖关系而制成的一种器件,其电阻温度系数一般为(-0.003~ 0.6)℃-1。因此,热敏电阻一般可以分为:ⅰ、负电阻温度系数(简称ntc)的热敏电阻元件常由一些过渡金属氧化物(主要用铜、镍、钴、镉等氧化物)在一定的烧结条件下形成的半导体金属氧化物作为基本材料制成的,近年还有单晶半导体等材料制成。国产的主要是指mf91~mf96型半导体热敏电阻。由于组成这类热敏电阻的上述过渡金属氧化物在室温范围内基本已全部电离,即载流子浓度基本上与温度无关,因此这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要考虑迁移率与温度的关系,随着温度的升高,迁移率增加,电阻率下降。大多应用于测温控温技术,还可以制成流量计、功率计等。ⅱ、正电阻温度系数(简称ptc)的热敏电阻元件常用钛酸钡材料添加微量的钛、钡等或稀土元素采用陶瓷工艺,高温烧制而成。这类热敏电阻的电阻率随温度变化主要依赖于载流子浓度,而迁移率随温度的变化相对可以忽略。载流子数目随温度的升高呈指数增加,载流子数目越多,电阻率越小。应用广泛,除测温、控温,在电子线路中作温度补偿外,还制成各类加热器,如电吹风等。
【实验装置】fqj—ⅱ型教学用非平衡直流电桥,fqj非平衡电桥加热实验装置(加热炉内置mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)以及控温用的温度传感器),连接线若干。【实验原理】根据半导体理论,一般半导体材料的电阻率和绝对温度之间的关系为(1—1)式中a与b对于同一种半导体材料为常量,其数值与材料的物理性质有关。因而热敏电阻的电阻值可以根据电阻定律写为(1—2)式中为两电极间距离,为热敏电阻的横截面,。对某一特定电阻而言,与b均为常数,用实验方法可以测定。为了便于数据处理,将上式两边取对数,则有(1—3)上式表明与呈线性关系,在实验中只要测得各个温度以及对应的电阻的值,以为横坐标,为纵坐标作图,则得到的图线应为直线,可用图解法、计算法或最小二乘法求出参数a、b的值。热敏电阻的电阻温度系数下式给出(1—4)从上述方法求得的b值和室温代入式(1—4),就可以算出室温时的电阻温度系数。热敏电阻在不同温度时的电阻值,可由非平衡直流电桥测得。非平衡直流电桥原理图如右图所示,b、d之间为一负载电阻,只要测出,就可以得到值。
当负载电阻→,即电桥输出处于开路状态时,=0,仅有电压输出,用表示,当时,电桥输出=0,即电桥处于平衡状态。为了测量的准确性,在测量之前,电桥必须预调平衡,这样可使输出电压只与某一臂的电阻变化有关。若r1、r2、r3固定,r4为待测电阻,r4=rx,则当r4→r4 △r时,因电桥不平衡而产生的电压输出为:(1—5)在测量mf51型热敏电阻时,非平衡直流电桥所采用的是立式电桥,,且,则(1—6)式中r和均为预调平衡后的电阻值,测得电压输出后,通过式(1—6)运算可得△r,从而求的=r4 △r。
根据表一中mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性研究桥式电路,并设计各臂电阻r和的值,以确保电压输出不会溢出(本实验=1000.0ω,=4323.0ω)。根据桥式,预调平衡,将“功能转换”开关旋至“电压“位置,按下g、b开关,打开实验加热装置升温,每隔2℃测1个值,并将测量数据列表(表二)。
表一mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)之电阻~温度特性温度℃253035404550556065电阻ω2700222518701573134111601000868748
表二非平衡电桥电压输出形式(立式)测量mf51型热敏电阻的数据i12345678910温度t℃10.412.414.416.418.420.422.424.426.428.4热力学tk283.4285.4287.4289.4291.4293.4295.4297.4299.4301.40.0-12.5-27.0-42.5-58.4-74.8-91.6-107.8-126.4-144.40.0-259.2-529.9-789-1027.2-124.8-1451.9-1630.1-1815.4-1977.94323.04063.83793.13534.03295.83074.92871.12692.92507.62345.1
根据表二所得的数据作出~图,如右图所示。运用最小二乘法计算所得的线性方程为,即mf51型半导体热敏电阻(2.7kω)的电阻~温度特性的数学表达式为。
通过实验所得的mf51型半导体热敏电阻的电阻—温度特性的数学表达式为。根据所得表达式计算出热敏电阻的电阻~温度特性的测量值,与表一所给出的参考值有较好的一致性,如下表所示:表三实验结果比较温度℃253035404550556065参考值rtω2700222518701573134111601000868748测量值rtω2720223819001587140812321074939823相对误差%0.740.581.600.894.996.207.408.1810.00
从上述结果来看,基本在实验误差范围之内。但我们可以清楚的发现,随着温度的升高,电阻值变小,但是相对误差却在变大,这主要是由内热效应而引起的。
在实验过程中,由于利用非平衡电桥测量热敏电阻时总有一定的工作电流通过,热敏电阻的电阻值大,体积小,热容量小,因此焦耳热将迅速使热敏电阻产生稳定的高于外界温度的附加内热温升,这就是所谓的内热效应。在准确测量热敏电阻的温度特性时,必须考虑内热效应的影响。本实验不作进一步的研究和探讨。6、实验小结
通过实验,我们很明显的可以发现热敏电阻的阻值对温度的变化是非常敏感的,而且随着温度上升,其电阻值呈指数关系下降。因而可以利用电阻—温度特性制成各类传感器,可使微小的温度变化转变为电阻的变化形成大的信号输出,特别适于高精度测量。又由于元件的体积小,形状和封装材料选择性广,特别适于高温、高湿、振动及热冲击等环境下作温湿度传感器,可应用与各种生产作业,开发潜力非常大。
推荐电路实验戴维南心得体会及感悟二
1) 实验目的
(1) 复习加法器的分类及工作原理。
(2) 掌握用图形法设计半加器的方法。
(3) 掌握用元件例化法设计全加器的方法。
(4) 掌握用元件例化法设计多位加法器的方法。
(5) 掌握用verilog hdl语言设计多位加法器的方法。
(6) 学习运用波形仿真验证程序的正确性。
(7) 学习定时分析工具的使用方法。
2) 实验原理
加法器是能够实现二进制加法运算的电路,是构成计算机中算术运算电路的基本单元。目前,在数字计算机中,无论加、减、乘、除法运算,都是化为若干步加法运算来完成的。加法器可分为1位加法器和多位加法器两大类。1位加法器有可分为半加器和全加器两种,多位加法器可分为串行进位加法器和超前进位加法器两种。
(1)半加器
如果不考虑来自低位的进位而将两个1位二进制数相加,称半加。实现半加运算的电路则称为半加器。若设a和b是两个1位的加数,s是两者相加的和,c是向高位的进位。则由二进制加法运算规则可以得到。
(2)全加器
在将两个1位二进制数相加时,除了最低位以外,每一位都应该考虑来自低位的进位,即将两个对应位的加数和来自低位的进位三个数相加,这种运算称全加。实现全加运算的电路则称为全加器。
若设a、b、ci分别是两个1位的加数、来自低位的进位,s是相加
的和,c是向高位的进位。则由二进制加法运算规则可以得到:
3)
(1)
(2)
(3) 实验内容及步骤 用图形法设计半加器,仿真设计结果。 用原件例化的方法设计全加器,仿真设计结果 用原件例化的方法设计一个4为二进制加法器,仿真设计结果,进行定时分析。
(4) 用verilog hdl语言设计一个4为二进制加法器,仿真设计结果,进行定时分析。
(5) 分别下载用上述两种方法设计4为加法器,并进行在线测试。
4)设计
1)用图形法设计的半加器,如下图1所示,由其生成的符号如图2所示。
2)用元件例化的方法设计的全加器如图3所示,由其生成的符号如图4所示。
图三:
图四:
5)全加器时序仿真波形如图下图所示
6)心得体会:
第一次做数字系统设计实验,老
电路实验戴维南心得体会及感悟 做戴维南实验的心得体会(六篇)
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