实验八 交流参数的测定——三表法、三电流表法 一、实验目的 ⒈ 学习用交流电压表、交流电流表和功率表组成的三表法测量元件的交流等效参 数的方法。 ⒉ 学习用三电流表法测量元件的交流等效参数的方法。 ⒊ 学习使用功率表。 二、原理与说明 ⒈ 三表法 ⑴ 用三表法测量交流电路的参数 在交流电路中，元件的阻抗值或无源一端口网络的等效阻抗值，可以用交流电压表、交流电流表和功率表分别测出元件（或网络）两端的电压U 、流过的电流I 和它所消耗的有功功率P 之后，再通过计算得出，其关系式为： 阻抗的模 U Z I = 功率因数 cos P UI λ?== 等效电阻 cos P UI λ?== 等效电抗 sin X Z ?= 或 2L X X fL π== ， 1 2c X X fC π== 这种测量方法简称为三表法，它是测定交流阻抗的基本方法。 ⑵ 判断阻抗性质的方法 元件的阻抗性质有容性或感性，用三表法测得的U 、I 、P 的数值还不能判别被测阻抗属于容性还是感性，一般可以用以下方法加以确定。 ① 在被测元件两端并接一只适当容量的试验电容器，若电流表的读数增大，则被测元件为容性；若电流表的读数减小，则为感性。 试验电容的电容量C '可根据下列不等式选定： 2B B '<
式中B ￠为试验电容的容纳，B 为被测元件的等效电纳。 ② 利用示波器观察阻抗元件的电流及端电压之间的相位关系，电流超前电压为容性，电流滞后电压为感性。 ③ 电路中接入功率因数表或数字式相位仪，从表上直接读出被测阻抗的cos ?值或阻抗角，读数超前为容性，读数滞后为感性。 ⑶ 三表法的接线方式 前述交流参数的计算公式是在忽略仪表内阻的情况下得出的，和伏安表法类似。三表法有两种接线方式，如图8-1所示。若考虑到仪表的内阻，测量结果中显然存在方法误差，必要时需加以校正。对于图8-1（a ）的电路，校正后的参数为 2 I I P R R R R I '=-= - I I X X X X '=-= 式中，R 、X 为校正前根据测量计算得出的电阻值和电抗值；I R 、I X 为电流表线圈 及功率表电流线圈的等效电阻值和等效电抗值。 图8-1 (a) (b) 对于图8-1（b ）电路，校正后的参数为 2U U P G G G G U '=-= - 一般情况下，电压表和功率表电压支路的电抗可以忽略，因此 B B '==式中G 、B 为校正前根据测量计算得出的电导值和电纳值；U G 为电压表线圈及功率表电压线圈支路并联的等效电导。 ⒉ 三电流表法 实验电路如图8-2所示，以电压为参考正弦量，该电路的相量图如图8-3所示。
压电效应及其应用 电介质在电场中可以极化，某些电介质，当沿着一定方向对它施力而使其变形时，在它的端面上产生符号相反的电荷。这种没有电场作用，只是由于形变而产生的极化电荷现象称为压电效应。能产生压电效应的晶体，称为压电晶体， 常见的压电晶体有石英晶体（）、压电陶瓷、钛 2SiO 酸钡()、锆钛酸铅等。 3a B TiO 压电晶体具有以下功能： (1)压电效应：当外力加于晶体上时，晶体发生 形变，导致在受力的两个晶面上出现等量异号的电 荷。压力产生的极化电荷与拉力产生的极化电荷的方向相反，如图7－64所示。极化电荷的多少与外力引起的形变程度有关。压电效应产生的原因是，在外力作用的方向上，由于晶体发生形变造成晶格间距的变化，使得晶粒的正负电荷中心发生分离，从而产生极化现象。 (2)电致伸缩效应：压电晶体在电场力的作用下发生形变的现象，叫做电致伸缩效应。它是压电效应的逆效应。其产生的原因是，压电晶体中的晶格在电场力的作用下产生较强的内应力而导致变形。压电晶体在交变电场的作用下，其内应力和形变都会发生周期性变化，从而产生机械振动。 (3)热电效应：某些压电晶体通过温度的变化可以改变极化状态，从而在某些相对应的表面上产生极化电荷，这种现象叫做热释电效应。反之，这种晶体在外电场作用下，其温度会发生显著变化，这种现象叫做电生热效应。热释电效应的发生源于晶体的各向异性，是由于晶体在不同方向上的线膨胀系数不同而引起的。 由于压电晶体具有以上的特殊功能，因而在现代科技中有着广泛的应用，诸如压电晶体振荡器、压电电声换能器、压电变压器、压电传感器等。现举例说明如下： 压电晶体振荡器压电晶体振荡器是将机械振动变为同频率的电振荡的器件，由夹在两个电极之间的压电晶片构成。由于压电晶片的机械振动 有一个确定的固有频率，所以它对频率非常敏感。石英 晶体振荡器是目前应用最多的一种压电晶体振荡器，由 于它制造容易、性能稳定、精度高、体积小。因此广泛 应用于军事通讯和精密电子设备、小型电子计算机、微 处理机以及石英钟表内作为时间或频率的标准。有恒温 控制的石英晶体振荡器，频率稳定度可达量级，可 1310?作为原子频率标准而用于原子钟内。 石英晶体振荡器由信号源和石英晶体组成，如图7－65所示。 其中石英晶片是将石英晶
发电机转子交流阻抗试验方法 一、发电机转子交流阻抗试验的目的 如果转子绕组出现匝间短路，则转子绕组有效匝数就会减小，其交流阻抗就会减小，损耗会有所增大，因此，通过测量转子绕组交流阻抗和功率损耗，与历次试验数据相比，就可以有效地判断转子绕组是否有匝间短路。 二、试验方法及注意事项 1. 试验方法 向转子绕组施加交流电压，读取电压、电流及功率损耗值。 施加电压的大小通过调压器调节。 2. 试验用仪器 (1)转子交流阻抗测试仪、调压器。 (2)在现场没有转子交流阻抗测试仪时，可使用调压器、标准CT、交流电压表、交 流电流表、有功功率表。 3. 用交流阻抗测试仪测量 发电机转子交流阻抗测试仪为新型的测试仪器，装置内部自动计算电流、电压、功率、阻抗及曲线等相关数据，试验时只需调压即可，仪器会自动读取数据，并带过流过压保护报警功能。 4. 无功补偿装置的作用 无功补偿装置是通过感性电流和容性电流之间的关系，可补偿试验电流30A到100A，对于大型发电机组，本试验使用的调压器如果有条件并接无功补偿装置，则调压器容量可以大大减小，可使用6KV A、250V的调压器。如果没有无功补偿箱，调压器容量将达到10KVA，比较笨重。 5. 注意事项 (1) 阻抗和功率损耗值自行规定。在相同试验条件下与历年数值比较，不应有显著变化。 (2) 隐极式转子在膛外或膛内以及不同转速下测量。 (3)每次试验应在相同条件、相同电压下进行，试验电压峰值不超过额定励磁电压。 (4)转子到现场后，未穿入发电机前，应做膛外转子交流阻抗试验，穿入发电机后， 可做膛内测试。此项目属于单体试验，应由安装单位进行。 (5)机组整套启动前，提前准备试验仪器及接线。测试工作负责单位由调试单位和安 装单位协商进行。 (6)在机组升速过程中，选取不同的转速点测试，直到机组定速3000转。 (7)机组超速试验后，应再次进行本试验。 (8)试验时，应注意与励磁回路断开。以避免对励磁回路造成损害；受励磁设备的影 响，不能加压。 (9)试验时，应选取足够容量的外接临时电源，并不使用带漏电保护的电源开关。 (10)试验前，应确认碳刷研磨符合工艺要求，以避免影响试验数据的准确性。 6. 碳刷研磨的必要性 碳刷的弧度应研磨至和滑环的弧度一样,不然升速时转子打火很厉害,况且电弧产生熄灭间会有过电压,另外也直接影响到试验接线各环节接触的良好性，从而影响试验数据的准确性。 另外，所有的测量线最好用粗短线,因为有功功率损耗大部分消耗在转子线圈上,还有一部分会消耗在测量导线上,应尽量减少测量导线的有功损耗.
交流阻抗的原理及应用-测聚苯胺修饰电极的电化学 性能 一、实验目的 (1)掌握交流阻抗法(EIS)的实验原理及方法。 (2)了解Nyquist图和Bode图的意义。 (3)学会用Zsimpwin软件对实验数据进行拟合。 二、实验原理 交流阻抗法（alternating current impedance，AC impedance）阻抗测量原本是电学中研究线性电路网络频率响应特性的一种方法,引用到研究电极过程,成为电化学研究中的一种实验方法。控制通过电化学系统的电流或电势在小振幅的条件下随时间按正弦规律变化，同时测量相应的系统电势或电流随时间的变化，此时电极系统的频响函数就是电化学阻抗。通过阻抗可以分析电化学系统的反应机理、计算系统的相关参数。交流阻抗法是一种以小振幅的正弦波电位（或电流）为扰动信号，益加在外加直流电压上，并作用于电解池，通过测童系统在较宽频率范围的阻抗谱，获得研究体系相关动力学信息及电极界面结构信息的电化学测量方法。对于一个电解池系统，当在电极两端施加一定电压时，阴阳极会构成一个回路，在这个回路中，电子和离子的传递受到一定的阻力的作用，包括：溶液的阻力，电极的阻力。而这些阻力正好可以用电阻R进行表征。再者，在电极和溶液界面上，两相中的剩余电荷会引起静电相互作用，以及电极表面与溶液中的各种粒子（溶剂分子、溶剂化了的离子和分子等）的相互作用。 复数阻抗的测量是以复数形式给出电极在一系列频率下的阻抗，不仅能给出阻抗的绝对值，还可给出相位角，可为研究电极提供较丰富的信息。 对于一个纯粹电化学控制的电极体系，可等效成如图2一1所示的电路。
图2一1测试电池的等效电路 图2一1中，R e 为溶液电阻，C P 为电极/溶液的双电层电容,R P 为电极电阻。此等效电 路的总阻抗为: 2 p 2p 22 22p 2p 2e 1jw -1R C R C R C RP R Z P P ωω+++= 其中，实部是 2 p 2p 2p e 1R C R R Z ω++ =， 虚部是 2p 2 p 2p 2p , ,R C 2ω1R j ωωZ -+= 对于每一个w 值，都有相应的Z ’与Z ’’，在复数阻抗平面内表示为一个点连接各w 的阻抗点，得到一条曲线，成为复数阻抗曲线，如图2一2所示。 当w→∞时，半圆与Z ’轴的交点即为电解质溶液的电阻Re ；当W→0时，半圆与Z ， 轴的交点即为Re 十Rp 。一般情况下，电解质溶液的电阻Re ，可忽略，因此，根据半圆与Z ’轴的交点即可求得电极体系的电阻Rp ；当w=w xax 为半圆最高点的角频率)时，据公式q 可求得电极/溶液的双电层电容Cp 。
接地阻抗测试仪，接地电阻测试仪 接地阻抗测试仪系列产品可分为： DF9000大型地网变频大电流接地特性测量系统， DF910K大型地网变频大电流接地阻抗测量系统， DF902K变频抗干扰接地阻抗测量仪。 1、DF9000大型地网变频大电流接地特性测量系统：系统输出功率大（2-20KW），电压高（0-1000V），输出电流大（0-50A）。精确测量接地阻抗，接地电抗，接地电阻，接触电压，跨步电位差，场区地表电位梯度，接触电压，接触电位差，跨步电压，转移电位，导通电阻，土壤电阻率等参数，可全面测量大型地网的各项特性参数，完全满足新版DL/T475-2006《接地装置特性参数测量导则》的要求。 2、DF910K大型地网变频大电流接地阻抗测量系统：系统输出功率大（5-20KW），输出电压（0-1000V），输出电流（0-50A）。精确测量接地阻抗，接地电阻，接触电位差，接地电抗，导通电阻，土壤电阻率等参数。 3、DF902K变频抗干扰接地阻抗测量仪：系统输出功率2kW，输出电压（0-200-400V）.测试输出电流（0-10A）。精确测量接地阻抗，接地电阻，接地电抗，导通电阻，土壤电阻率等参数。可满常规接地网的测量。 变频抗干扰接地阻抗测试主要用于 1.精确测量大型接地网接地阻抗、接地电阻、接地电抗； 2.精确测量大型接地网场区地表电位梯度；
3.精确测量大型接地网接触电位差、接触电压、跨步电位差、跨步电压； 4.精确测量大型接地网转移电位； 5.测量接地引下线导通电阻； 6.测量土壤电阻率 变频抗干扰接地阻抗测试： 也称大地网接地电阻测试仪，变频大电流接地阻抗测试仪，大型接地网接地阻抗测试系统、接地装置特性参数测试系统、大地网接地阻抗测试仪，接地阻抗测试仪等 DF9000变频大电流多功能地网接地特性测量系统 一、概述 DF9000变频大电流多功能地网接地特性测量系统是上海大帆电气有限公司和上海交通大学联合研制的最新成果，主要用于精确测量大型接地网特性参数的软硬件系统，系统主要功能：精确测量接地阻抗，接地电阻、接地电抗，场区地表电位梯度，接触电压，跨步电压，土壤电阻率，地网电流分布情况等参数。 DF9000变频大电流多功能地网接地特性测量系统通过对接地网注入一个异于工频的电流，有效地避免了50Hz及其它干扰信号引起的测量误差，可精确、经济、安全的测量接地网接地阻抗，接触电压，跨步电压，场区地表电位梯度等参数，同时使得测量过程变得方便而安全。 DF9000变频大电流多功能地网接地特性测量系统主要包括：大功率
pcb阻抗测试仪测试方法 随着数字电路工作速度得提高，PCB板上信号的传输速率也越来越高，如PCI-Express的信号速率已经达到2.5Gb/s，SATA的信号速率已经达到3Gb/s，新的标准如PCI-Express II、XAUI、10G以太网的工作速率更高。 随着数据速率的提高，信号的上升时间会更快。当快上升沿的信号在电路板上遇到一个阻抗不连续点时就会产生更大的反射，这些信号的反射会改变信号的形状，因此线路阻抗是影响信号完整性的一个关键因素。对于高速电路板来说，很重要的一点就是要保证在信号传输路径上阻抗的连续性，从而避免信号产生大的反射。相应的，对于测试来说也需要测试高速电路板的信号传输路径上阻抗的变化情况并分析问题原因，从而更好地定位问题，例如PCI-Express和SATA等标准都需要测量传输线路的阻抗。 要进行阻抗测试，一个快捷有效地方法就是TDR(时域反射计)方法。TDR 的工作原理是基于传输线理论，工作方式有点象雷达。如下图所示，当有一个阶跃脉冲加到被测线路上，在阻抗不连续点就会产生反射，已知源阻抗Z0，则根据反射系数ρ就可以计算出被测点阻抗ZL的大小。
最简单的TDR测量配置是在宽带示波器的模块中增加一个阶跃脉冲发生器。阶跃脉冲发生器发出一个快上升沿的阶跃脉冲，同时接收模块采集反射信号的时域波形。如果被测件的阻抗是连续的，则信号没有反射，如果有阻抗的变化，就会有信号反射回来。根据反射回波的时间可以判断阻抗不连续点距接收端的距离，根据反射回来的幅度可以判断相应点的阻抗变化。 H系列TDR阻抗测试仪是基于时域反射原理设计而成的高带宽特性阻抗测试分析专用仪器。仪器采用真差分宽带取样技术，能够自动、快速、批量、准确测试线路板及电线电缆的特性阻抗，具备波形显示与分析功能，适用于PCB 硬板、FPC软板及电线电缆的阻抗测试。 2、产品特点 1) H系列包括H045/H085/H150三种不同带宽的产品可供选择，应用领域全面覆盖阻抗条测试、软板/硬板板内测试。
#2发电机转子交流阻抗试验 技术方案 批准人： 审定人： 审核人： 编写人： 贵州黔东电力有限公司 2011年07月07日
#2发电机转子交流阻抗试验技术方案 1、试验目的: 针对#2发电机运行中震动较大等原因，对#2发电机进行:转子绕组直流电阻试验、发电机堂内转子交流阻抗试验、发电机转子两极分担电压试验。来判断发电机转子绕组是否存在匝间短路，为查找发电机震动较大提供技术数据和分析判断依据。 2、引用标准 DLT1051-2007 《电力技术监督导则》 DL/T 596-1996 《电力设备预防性试验规程》 3、使用仪器仪表 FULK 兆欧表 HDBZ-5 直流电阻测试仪 HDJZ 型发电机转子交流阻抗测试仪 5 测试内容及工作程序 5.1试验内容 5.1.1 试验方法
用铜电刷通过滑环向转子绕组施加交流电压，同时读取电流、电压和功率损耗值。 5.1.2试验接线见图1。 图1试验接线 本图较一般接线图增加了隔离变压器，因为现在大多检修电源开关都装了漏电保安器，由于转子绕组对地有电容，当交流电源接上后对地会有电容电流，就会导致漏电保安器动作跳开电源开关，因此建议前极加上一隔离变压器。如果没有隔离变压器，可直接将调压器接220V 交流电源，但接的开关不能有漏电保安器。开关容量需要60A 。 5. 2试验操作程序（步骤）： （1）试验前先确认转子绕组的励磁回路已全部断开并验电； （2）现场封闭：对试验现场进行封闭，用围栏或绳子将试验现场围起，并悬挂标示牌。 （3）按图1接好试验接线，带电空试以检查试验设备和各仪器仪表是否正常； （4）试验电压的确定 对于额定励磁电压在400V 及以下的绕组，施加的电压一般考虑为其电压峰值等于额定励磁电压。额定励磁电压大于400V 时，电压可适当降低。本机转子绕组交流阻抗较小，外施电压到100V 电流已超过40A ，故历次试验都只加到100V 电压，本次试验也可加到100V ，以便与以往数据比较。 （5）用铜电刷通过滑环向转子绕组施加交流电压，同时读取电流、电压和功率损耗值。 （6)应在静止状态下的定子膛内、膛外和在超速试验前后的额定转速下分别测量，每种工况都应在几个不同的电压下进行测量。 （7）试验完毕后，断开电源，然后需检查试验仪表是否正常。 （8）记录温度和湿度。 5. 3试验时注意事项：合电源开关向转子施加电压前必须大声通知。 转子绕组 铜刷
压电陶瓷及其应用 一. 概述 压电陶瓷是一种具有压电效应的多晶体，由于它的生产工艺与陶瓷的生产工艺相似（原料粉碎、成型、高温烧结）因而得名。 某些各向异性的晶体，在机械力作用下，产生形变，使带电粒子发生相对位移，从而在晶体表面出现正负束缚电荷，这种现象称为压电效应。晶体的这种性质称为压电性。压电性是J·居里和P·居里兄弟于1880年发现的。几个月后他们又用实验验证了逆压电效应、即给晶体施加电压时，晶体会产生几何形变。 1940年以前，只知道有两类铁电体（在某温度范围内不仅具有自发极化，而且自发极化强度的发向能因外场强作用而重新取向的晶体）：一类是罗息盐和某些关系密切的酒石酸盐；一类是磷酸二氢钾盐和它的同品型物。前者在常温下有压电性，技术上有使用价值，但有易溶解的缺点；后者要在低温（低于—14 C）下才有压电性，工程使用价值不大。 1942-1945年间发现钛酸钡（BaTiO）具有异常高的介电常数，不久又发现它具有压电性，BaTi O压电陶瓷的发现是压电材料的一个飞跃。这以前只有压电单晶材料，此后出现了压电多晶材料——压电陶瓷，并获得广泛应用。1947年美国用BaTiO陶瓷制造留声机用拾音器，日本比美国晚用两年。BaTiO存在压电性比罗息盐弱和压电性随温度变化比石英晶体大的缺点。 1954年美国B·贾菲等人发现了压电PbZrO-PbTiO(PZT)固溶体系统，这是一个划时代大事，使在BaTiO时代不能制作的器件成为可能。此后又研制出PLZT透明压电陶瓷，使压电陶瓷的应用扩展到光学领域。
迄今，压电陶瓷的应用，上至宇宙开发，下至家庭生活极其广泛。 我国对压电陶瓷的研究始于五十年代末期，比国外晚10年左右，目前在压电陶瓷的试制、工业生产等方面都已有相当雄厚力量，有不少材料已达到或接近国际水平。 二. 压电陶瓷压电性的物理机制 压电陶瓷是一种多晶体，它的压电性可由晶体的压电性来解释，晶体在机械力作用下，总的电偶极矩（极化）发生变化，从而呈现压电现象、因此压电性与极化，形变等有密切关系。 1. 极化的微观机理 极化状态是电场对电介质的荷电质点产生相对位移的作用力与电荷间互相吸引力的暂时平衡统一的状态。极化机理主要有三种。 （1）电子位移极化——电介质的原子或离子在电场力作用下，带正电原子核与壳层电子的负电荷中心出现不重合。 （2）离子位移极化——电介质正、负离子在电场力作用下发生相对位移，从而产生电偶极矩。 （3）取向极化——组成电介质的有极分子，有一定的本征（固有）电矩，由于热运动，取向无序，总电矩为零，当外加电场时，电偶极矩沿电场方向排列，出现宏观电偶极矩。 对于各向异性晶体，极化强度与电场存在有如下关系 m，n=1，2，3 式中为极化率，或用电位移写成：
HTDW-5A大型地网接地电阻测试仪使用方法 目前在电力系统中，大地网的接地电阻的测试目前主要采用工频大电流三极法测量。为了防止电网运行时产生的工频干扰，提高测量结果的准确性，绝缘预防性试验规程规定：工频大电流法的试验电流不得小于30A。由此，就出现了试验设备笨重，试验过程复杂，试验人员工作强度大，试验时间长等诸多问题。 华天电力生产的HTDW-3A大地网接地电阻测试仪，采用了新型变频交流电源，并采用了微机处理控制和信号处理等措施，很好的解决了测试过程中的抗干扰问题，简化了试验操作过程，提高了测试结果的精度和准确性，大大降低了试验人员的劳动强度和试验成本。 本仪器适用于测试各类接地装置的工频接地阻抗、接触电压、跨步电压、等工频特性参数以及土壤电阻率。可测变电站地网（4Ω）、水火电厂、微波站（10Ω）、避雷针（10Ω）多用机型。 本仪器采用异频抗干扰技术，能在强干扰环境下准确测得工频50Hz下的数据。测试电流最大5A，不会引起测试时接地装置的电位过高，同时它还具有极强的抗干扰能力，故可以在不停电的情况下进行测量。 1.测量的工频等效性好。测试电流波形为正弦波，频率仅与工频相差为5Hz，使用45Hz 和55Hz 两种频率进行测量。 2.抗干扰能力强。本仪器采用异频法测量，配合现代软硬件滤波技术，使得仪器具有很高的抗干扰性能，测试数据稳定可靠。 3.精度高。基本误差仅0.005Ω，可用来测量接地阻抗很小的大地网。 4.功能强大。可测量电流桩，电压桩，接地电阻，跨步电压，接触电压。 5.操作简单。全中文菜单式操作，直接显示出测量结果。 6.布线劳动量小，无需大电流线。 三、技术指标 1.测量范围：0～150Ω（含电流桩阻抗）
压电效应应用及现状 [编辑本段] 一、原理： 压电效应的原理是，如果对压电材料施加压力，它便会产生电位差（称之为正压电效应），反之施加电压，则产生机械应力（称为逆压电效应）。如果压力是一种高频震动，则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时，则产生高频声信号（机械震动），这就是我们平常所说的超声波信号。也就是说，压电陶瓷具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能，这种相互对应的关系确实非常有意思。 压电材料可以因机械变形产生电场，也可以因电场作用产生机械变形，这种固有的机-电耦合效应使得压电材料在工程中得到了广泛的应用。例如，压电材料已被用来制作智能结构，此类结构除具有自承载能力外，还具有自诊断性、自适应性和自修复性等功能，在未来的飞行器设计中占有重要的地位。 二、应用： 压电材料的应用领域可以粗略分为两大类：即振动能和超声振动能-电能换能器应用，包括电声换能器，水声换能器和超声换能器等，以及其它传感器和驱动器应用。 1、换能器 换能器是将机械振动转变为电信号或在电场驱动下产生机械振动的器件 压电聚合物电声器件利用了聚合物的横向压电效应，而换能器设计则利用了聚合物压电双晶片或压电单晶片在外电场驱动下的弯曲振动，利用上述原理可生产电声器件如麦克风、立体声耳机和高频扬声器。目前对压电聚合物电声器件的研究主要集中在利用压电聚合物的特点，研制运用其它现行技术难以实现的、而且具有特殊电声功能的器件，如抗噪声电话、宽带超声信号发射系统等。 压电聚合物水声换能器研究初期均瞄准军事应用，如用于水下探测的大面积传感器阵列和监视系统等，随后应用领域逐渐拓展到地球物理探测、声波测试设备等方面。为满足特定要求而开发的各种原型水声器件，采用了不同类型和形状的压电聚合物材料，如薄片、薄板、叠片、圆筒和同轴线等，以充分发挥压电聚合物高弹性、低密度、易于制备为大和小不同截面的元件、而且声阻抗与水数量级相同等特点，最后一个特点使得由压电聚合物制备的水听器可以放置在被测声场中，感知声场内的声压，且不致由于其自身存在使被测声场受到扰动。而聚合物的高弹性则可减小水听器件内的瞬态振荡，从而进一步增强压电聚合物水听器的性能。 压电聚合物换能器在生物医学传感器领域，尤其是超声成像中，获得了最为成功的应用、PVDF薄膜优异的柔韧性和成型性，使其易于应用到许多传感器产品中。 2、压电驱动器 压电驱动器利用逆压电效应，将电能转变为机械能或机械运动，聚合物驱动器主要以聚合物双晶片作为基础，包括利用横向效应和纵向效应两种方式，基于聚合物双晶片开展的驱动器应用研究包括显示器件控制、微位移产生系统等。要使这些创造性设想获得实际应用，还需要进行大量研究。电子束辐照P （VDF-TrFE）共聚合物使该材料具备了产生大伸缩应变的能力，从而为研制新型聚合物驱动器创造了有利条件。在潜在国防应用前景的推动下，利用辐照改性共聚物制备全高分子材料水声发射装置的研究，在美国军方的大力支持下正在系统地进行之中。除此之外，利用辐照改性共聚物的优异特性，研究开发其在医学超声、减振降噪等领域应用，还需要进行大量的探索。
CHB-2000(A)型电爆网络全电阻测试仪 一概述和适用范围 2001年10月开始实施的新煤矿安全手册第三百三十六条规定，每次爆破作业前，爆破工必须作电爆网络全电阻检查。严禁用发爆器打火发电检查电爆网络是否导通。根据上述要求，按GB3836-2000《爆炸性气体环境用电气设备》的要求，设计成本质安全型专用电雷管网格电阻测试仪。该仪器采用微处理器及新型电子元器件设计的一种读数精确，性能稳定可靠，外壳结构上采用圆弧流线型设计，3位半数字显示，操作简便，功耗小，重量轻的便携式智能仪器。 本仪器广泛适用于煤矿井下可燃气体爆炸性环境和其它工作情况下，检测单只电雷管及网络电雷管的电阻值，也适用于电雷管生产和库存单位作检验仪表。 二技术要求 1.防爆形式：矿用本质安全型， 2.防爆标志：ExibI 3. 环境条件：环境温度：0℃～40℃ ; 相对湿度：≤95％（25℃）；大气压力：（80～106）kPa；具有甲烷、煤尘等爆炸气体的煤矿井下。 4、仪表电源： 选用通用普通9V叠层干电池一节，允许电压下降至7V，仪表尚可保证测量精度。 5、测试仪具有电池欠压显示、欠压自动关机及延时关机功能：电池电压小于7.5V时，液晶显示器出现“LOBAT”符号，电池电压小于7V或开机10分钟后，测试仪自动关机。 6、测试仪具有背光功能：背光打开10秒钟后自动关闭。 7、量程：分二档，读数单位为Ω。 1) 0～199.9Ω档用于检测单只或25只以内串联电雷管阻值，分辨率为0.1Ω。准确度：±（1.0%读数+5个字）。 2） 0～1999Ω档用于检测整个电雷管串联网络阻值，分辨率为1Ω，准确度：±（1.0%读数+3个字）。 8、小数点、极性、单位自动定位，超量程最高位显示“1”，其余消隐。 19、外形尺寸：118×72×46mm。 10、重量：280g。 11、外壳材质：ABS防静电工程塑料。 重庆山兰机电设备有限公司版权所有
Agilent LCR表、阻抗分析仪和测试夹具选购指南 元器件和材料测试解决方案
适应您各种应用的具有成本效益的测试解决方案 无论您的应用是在研究开发、生产制造、质量保 证、还是来料检验方面，Agilent科技都可以向您提供正 确的阻抗测试解决方案。Agilent科技备有完整的系列 阻抗测试设备和测试附件来帮助您高效率地完成测试任 务，当您决定从Agilent购买一台阻抗测试仪表时，您 将得到的不仅仅是精确和可靠的测试结果，我们还向您 提供: 完整的解决方案: Agilent的阻抗分析仪产品系列的 频率覆盖范围从20 Hz到3 GHz，从而为您的应用提供 最为广泛的选择范围。此外，还有一些第三方合作伙伴 可以向您提供专门和Agilent仪器配合使用满足特殊测 试要求的辅助产品。这份资料将对您可以选择的各种阻 抗测试产品和附件做一个概括性的描述。 广泛而深刻的知识: Agilent在提供阻抗测试解决方 案方面有几十年的经验，多年的经验和持续不断的技术 创新已经融合到每种LCR表和阻抗测试仪的设计和生 产制造过程当中。Agilent还有一系列的技术出版物，对 您各种不同的测试应用提供技术协助 (在第15页我们列 出了所有这些出版物的清单)。 快捷方便的服务: 任何时候，只要您有阻抗测试的 需求，您都可以方便地从Agilent公司获得快捷的帮 助。Agilent可以向您提供三种类型的阻抗测试解决方案，如表1所示，您只要联系到Agilent训练有素的技术支持工程师，便可以在他们的帮助下找出正确的解决方案。图1. 阻抗测试技术比较 应用范围广泛的先进测试技术 图1是Agilent的LCR表和阻抗分析仪所使用的不同测试技术的比较，正如您所看到的那样，每一种技术都有其特别的测试优: 自动平衡桥法的阻抗测试范围最宽，典型的测试频率在20 Hz到110 MHz之间，这项技术比较适用于低频和通用的测试。 阻 抗 测 量 范 围 ( 欧 姆 ) 测量频率范围(Hz) 在10%的精度范围内, Agilent阻抗测试技术的比较 自动平衡桥法 I-V方法 射频 I-V方法 网络分析方法 表1. 阻抗测试产品类型 2
特性阻抗之原理與應用 Characteristic Impedance 一、前題 1、導線中所傳導者為直流（D.C.）時，所受到的阻力稱為電阻（Resistance），代表符號為R，數值單位為“歐姆”（ohm,Ω）。其與電壓電流相關的歐姆定律公式為： R=V/I；另與線長及截面積有關的公式為：R=ρL/A。 2、導線中所傳導者為交流（A.C.）時，所遭遇的阻力稱為阻抗（Impedance），符號為Z，單位仍為Ω。其與電阻、感抗及容抗等相關的公式為： Z =√R2 +(XL—Xc)2 3、電路板業界中，一般脫口而出的“阻抗控制”嚴格來說并不正确，專業性的說法應為“特性阻抗控制”（Characteristic Impedance Control）才對。因為電腦類PCB線路中所“流通”的“東西”并不是電流，而是針對方波訊號或脈沖在能量上的傳導。此種“訊號”傳輸時所受到的“阻力”另稱為“特性阻抗”，代表的符號是Zo。計算公式為：Zo = √L/C ，（式中L為電感值，C為電容值），不過Zo的單位仍為歐姆。只因“特性”的原文共有五個章節，加上三個單字一并唸出時拗口繞舌十分費力。為簡化起見才把“特性”一字暫時省掉。故知俗稱的“阻抗控制”，實際上根本不是針對交流電“阻抗”所進行的“控制”。且即使要簡化掉“特性”也應說成Controlled Impedance，或阻抗匹配才不致太過外行。 圖1 PCB元件間以訊號（Signal）互傳，板面傳輸線中所遭遇的阻力稱為“特性阻抗” 二、需做特性阻抗控制的板類 電路板發展40年以來已成為電機、電子、家電、通信（含有線及無線）等硬體必備的重要元件。若純就終端產品之工作頻率，及必須阻抗匹配的觀點來分類時，所用到的電路板約可粗分為兩大類：
目录 一、方案论证与比较 (2 1.1 信号源选择部分方案论证 (2 1.2信号源调理部分方案论证 (3 1. 2.1 有源低通滤波 (3 1.2.2放大电路 (3 1.3I/V变换电路模块方案论证 (3 1.4阻抗模测量模块方案论证 (4 1.5阻抗角测量部分方案论证 (4 1.6综合控制部分方案论证 (5 二、分析计算 (5 2.1阻抗模 (5 2.2阻抗角 (6 2.3谐振点 (6 2.4被测网络结构的判断和计算 (6 2.4.1 元件类型判断 (6 2.4.2 元件串、并联判断 (6 2.4.3 元件参数的计算 (7 三、系统设计 (7
3.1总体设计框图 (7 3.2单元电路设计 (8 3.2.1 DDS产生信号源电路设计 (8 3.2.2 信号源滤波及放大电路设计 (9 3.2.3 I/V转化电路设计 (9 3.2.4峰值检波模块电路设计 (9 3.2.5比较器电路设计 (10 3.2.6电源电路设计 (10 3.2.7 MSP430和CPLD电路设计 (11 四、软件系统流程图 (12 五、系统测试 (13 5.1测试原理与方法 (15 5.2使用仪器 (16 5.3测试数据结果 (16 5.4数据误差分析 (17 5.5总结 (18 六、参考文献 (18 网络阻抗测试仪
摘要:本方案采用MSP430单片机作为主控。利用DDS芯片AD9851、运放电路、矩阵键盘,设计了一个输出幅度2V±0.1V(Vpp、频率1kHz~200kHz、可步进显示的正弦信号作为标准输入信号,设定固定频率或扫频信号输入到被测未知R、L、C网络,经过I-V转换电路后,通过有效值转换芯片AD637和24位高精度A/D 转换芯片测量输出电压值,换算阻抗。阻抗角的测量是将原输入信号和经由被测网络后输出的一组测量信号分别经过由TL3016构建成的具有迟滞特性的过零比较器整形为方波,通过可编程逻辑器件(CPLD对方波信号进行滤波、测算相位差,单片机读取CPLD相位差信息计算得到阻抗角。利用相位的大小判断元件的种类,分别利用DDS的低频和高频信号判断串并联网络结构,由阻抗和电路结构进一步计算元件具体数值。 关键字:阻抗测量;AD7799;TL3016;RLC网络;MSP430 一、方案论证与比较 1.1 信号源选择部分方案论证 阻抗参数测量在传感器、仪器仪表以及印刷电路分布参数分析等技术领域中占据非常重要的地位,目前阻抗测量技术已经从电桥法、谐振法等传统方法发展到矢量伏安法等现代数字测量技术。然而现有的数字化阻抗测量方法都要求激励信号是低失真度的正弦信号,而频率高的低失真度正弦信号很难获得,这限制了测量精度的提高和测量范围的扩大。可见,获得低失真度、高精度、稳定的标准信号源是这个系统的核心,它的成功与否,将直接影响到整个系统的性能。 方案一:利用模拟分立元件(如RC、LC网络产生振荡信号 利用成熟的三点式晶体管振荡电路,可以通过改变电阻,电感,电容元件的参数,来改变正弦振荡的频率。这种电路的特点是频率稳定性较好,并且很容易起振,电路简单。但是如果要实现题目中要求的1KHz至200KHz那么宽的频率范围,很难做到,或者实现起来系统体积太大,功耗很高,容易产生杂波,不易精确调节振荡频率。 方案二:利用压控振荡器VCO产生振荡信号
FS30ZK发电机转子交流阻抗测试仪 ◆概述 华胜FS30ZK发电机转子交流阻抗测试仪采用高速微处理器技术，安全可靠，性能优越，操作简便、测试准确、外形美观、小巧轻便等特点，特别适用大中型发电机组电气试验，是转子试验的最新产品，产品符合GB/T 1029-2005《三相同步电机试验方法》国家标准和JB/T 8446-2005《隐极式同步发电机转子匝间短路测定方法》机械标准。 ◆ FS30ZK发电机转子交流阻抗测试仪主要功能和特点 ☆全自动采集、测量、显示、存储、打印所有测量参数和阻抗特性曲线（电压、电流、阻抗、功率、频率、设备编号、时间等）。 ☆超大量程，能全自动和手动测量所有发电机转子交流阻抗及其特性曲线。 ☆内置超大容量存储器，可存储测试数据，并可经标准工业通讯接口（RS232）上传至PC 机，运用本公司开发的随机软件实现数据下载、自动生成和编辑典型的测试报告，便于技术管理和存档。 ☆具有完善的过压、过流保护功能，其中过流过压保护值是根据试验参数的设置情况自动调整，既简便又能确保被试设备的安全。 ☆可兼做单相变压器的空载、短路试验和电压（流）互感器、消弧线圈的伏安特性试验。☆自带大屏幕图形LCD，全中文菜单界面，光标提示操作，简单、方便；实时显示测试数据和曲线，曲线坐标自动缩放，读图更加清晰。 ☆自带微型打印机，可实时打印交流阻抗测试报告和交流阻抗特性曲线。 ◆ FS30ZK发电机转子交流阻抗测试仪技术参数 1、环境条件
温度：－5?C～40?C 相对湿度：<95%（25?C） 海拔高度：<2500m 外界干扰：无特强震动、无特强电磁场 供电电源：160V AC~280V AC，45Hz~55Hz 2、性能指标 1)交流阻抗 0－99.999Ω 0.2级 2)交流电压 0－600V 0.2级 3)交流电流 0----120A 0.2级 4)有功功率 0-----72KW 0.5级 5)频率 40---75HZ 0.2级 6)工作电源 220V±10％ 50HZ 7)体积 415×225×200mm 8)重量 5kg 3、绝缘强度 1)电压、电流输入端对机壳的绝缘电阻≥100M?。 2)工作电源输入端对外壳之间承受工频2KV（有效值），历时1分钟实验。 ◆产品别称 发电机转子阻抗测试仪发电机交流转子阻抗测试仪。
压电效应及其原理 压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。 压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。 正压电效应 是指：当晶体受到某固定方向外力的作用时,内部就产生电极化现象,同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。大多是利用正压电效应制成的。 逆压电效应 是指对晶体施加交变电场引起晶体机械变形的现象。用逆压电效应制造的变送器可用于电声和超声工程。压电敏感元件的受力变形有厚度变形型、长度变形型、体积变形型、厚度切变型、平面切变型5种基本形式。是各向异性的，并非所有晶体都能在这5种状态下产生压电效应。例如石英晶体就没有体积变形压电效应，但具有良好的厚度变形和长度变形压电效应。 两种压电效应的关系 可以证明，正压电效应和逆压电效应中的系数是相等的，且具有正压电效 的材料必然具有逆压电效应。 依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。 这里再介绍一下电致伸缩效应。电致伸缩效应，即电介质在电场的作用下，由于感应而产生应变，应变大小与电场平方成正比，与电场方向无关。压电效应仅存在于无对称中心的晶体中。而电致伸缩效应对所有的电介质均存在，不论是非晶体物质，还是晶体物质，不论是中心对称性的晶体，还是极性晶体。
目录 一、仪器概述 (1) 二、性能特点 (1) 三、技术指标 (1) 四、仪器测试的操作过程及功能说明 (2) 1、测量原理框图及测试接线图 (2) 2、测试操作步骤 (4) 4、测试菜单详细解释 (6) 5、测试过程中仪器自诊说明 (6) 五、注意事项 (7) 六、随机配件 (7)
大型地网接地电阻测试仪 一、仪器概述 目前在电力系统中，大型地网的接地电阻的测试目前主要采用工频大电流三极法测量。为了防止电网运行时产生的工频干扰，提高测量结果的准确性，绝缘预防性试验规程规定：工频大电流法的试验电流不得小于30安培。由此，就出现了试验设备笨重，试验过程复杂，试验人员工作强度大，试验时间长等诸多问题。 大型地网接地电阻测试仪，可测变电站地网（4Ω）、水火电厂、微波站（10Ω）、避雷针（10Ω）多用机型，采用了新型变频交流电源，并采用了微机处理控制和信号处理等措施，很好的解决了测试过程中的抗干扰问题，简化了试验操作过程，提高了测试结果的精度和准确性，大大降低了试验人员的劳动强度和试验成本。 本仪器适用于测试各类接地装置的工频接地阻抗、接触电压、跨步电压、等工频特性参数以及土壤电阻率。本仪器采用异频抗干扰技术，能在强干扰环境下准确测得工频50Hz下的数据。测试电流最大5A，不会引起测试时接地装置的电位过高，同时它还具有极强的抗干扰能力，故可以在不停电的情况下进行测量。 二、性能特点 1、测量的工频等效性好。测试电流波形为正弦波，频率仅与工频相差为5Hz，使用45Hz 和55Hz 两种频率进行测量。 2、抗干扰能力强。本仪器采用异频法测量，配合现代软硬件滤波技术，使得仪器具有很高的抗干扰性能，测试数据稳定可靠。 3、精度高。基本误差仅0.005Ω，可用来测量接地阻抗很小的大型地网。 4、功能强大。可测量电流桩，电压桩，接地电阻，跨步电压，接触电压。 5、操作简单。全中文菜单式操作，直接显示出测量结果。 6、布线劳动量小，无需大电流线。 三、技术指标 1、阻抗测量范围：0～5000Ω 2、分辨率：0.001Ω 3、测量误差：±（读数×2％+0.005Ω）
成品阻抗测试方法： 1、仪器设置： 网络分析仪：CENTER：200MHz SPAN：2MHz（视被测电缆的长度进行设定）MEAS：S12 或S21 FORMA T：Phase 直通校准 注意：校准完毕为一条数值为零的直线，SPAN更改不同的数值需要重新校准。 2、电容测量仪测试电容值。（数值现实稳定可以读取数值）。 3、相位差的测量： 网络分析仪连接被测电缆，显示相位值，按照以下方式进行读取数值： 打开菜单MARKER SERACH，target value设置为0，打开multi target search , 记录两个标记点的频率值（注意：选择红圈内数值最接近的标记点）。 如上图所示：应选择标记点1、2。 δf=(f m -f n )/m-n 4、按照特性阻抗的公式： 平均特性阻抗=1000/(δf*c) δf单位为MHz, C为测量的电容值：单位nf。 注意事项：1、测试频率差时被测电缆的接头状态必须和测试电容的接头状态保持一致。 2、target value设置为0，以避免产生误差。 3、保证校准状态有效。
相对传播速度的测量方法： 1：相对传播速度的定义：信号在介质中的传播速度与自由空间的传播速度之比。 2、仪器的设置： 网络分析仪进行测试： CENTER：200MHz SPAN：1MHz MEAS：S12 或S21 FORMA T：Group delay 直通校准 校准后为一条数值为零的直线。 3、连接被测电缆，打开Marker Factions ，将统计功能打开。读取平均值即为延迟时间t。 4、按照下列公式计算相对传播速度： V =L/(t?c) ?100% V：相对传播速度。L：电缆的实际长度（米）c=3.0?108米/秒 t ：延迟时间（秒）。 电缆相位及电长度测试及计算方法： 1、仪器的设置： 网络分析仪设置： CENTER：要求测试频点SPAN：10MHz（或者按照通知单要求设置起始终止频率）MEAS：S12 或S21 FORMA T：Extend Phase 直通校准 校准后为一条数值为零的直线。 2、连接被测电缆，读取要求频率点的数值。
FD100Z200Z网路电阻测试数显发爆器使用 说明书 一、网络电阻测试使用说明说 A、用途 新实施的煤矿安全规程第三百三十六条规定，每次爆破作业前，爆破工必须做电爆网路全电阻检查，严禁用发爆器打火发电检查电爆网路是否导通，根据上述要求，FD100Z/200Z按GB3836-2000CC爆炸性环境用防爆电器设备的要求设计生产该仪器采用3位半高精高亮度LED数码显示，在井下显示清楚（红色），测试准确，性能稳定，抗震动，功耗小，操作简单等优点。 该网路电阻测试部分或国家专利，专利证号ZL200420085071.8 B、技术要求 1、防爆形式：矿用隔爆兼本质安全型EXD[ib]1 2、使用环境：温度-20℃～40℃相对湿度≤98％RH大气压力80～106KPA 3、电源：RS201.5V高性能碱性电池4节。开路电压≤6.2V。允许电压降至4.5V 4、测试回路：短路电流≤10MA 5、量程：0～1999欧姆 C、操作说明
1、新仪器使用前，应把仪器后盖打开，把第四节高性能碱性电池接至电板位置正确装好，盖上盖后，拧紧螺丝，显示窗数码管“左边”显示“1”，让显示窗两侧两接线端子短路，数码管显示“222”说明电池已装好，电路正常。以上工作必须在井上完成。禁止在井下打开盖子换电池。 2、现场使用时，把仪器有显示窗的一面，水平朝上放好，若测单支雷管电阻值时，可直接把雷管的两根脚线接到测试端子的连接线上，待显示窗数字显示稳定时，读书即为被测电雷管的电阻值。 3、测电爆网路全电阻值时，先测出放炮母线的电阻值，再把连接好的电爆网络接到放炮母线上，把放炮母线的另两个接头接到测试端子上，显示窗立刻显示被测电爆网路的全电阻值，待显示数字稳定后读数即为被测电爆网路的全电阻值。 D、注意事项 1、本测试功能专业与测量网路电阻切勿测量电压、电流等其它电量，以免电量受损。 2、仪器后盖未完全盖好固定好时，严禁使用。 3、仪器电池电压降到4.5V已下时，应及时更换电池一保证测量的准确性。 4、检修时不得更改电路元件规格、型号参数。 5、若作为放炮器使用时请详细参阅放炮器使用说明说。