CN201910181U - Rlc电路暂态过程测试仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种RLC电路的暂态过程研究实验仪。它是由RLC电路板，数据采集卡，微型计算机所组成装置构成，该RLC电路板是由充放电开关、电阻R、电容C、电感L和切换开关构成的RLC电路，RL电路，RC电路的组合，数据采集卡是A/D数据采集卡；所述的A/D数据采集卡采用PCI总线支持即插即用、无需地址跳线，采用大规模可编程门阵列设计，有WDM驱动程序及DLL接口，该教学仪打破传统的教学方法，充分利用现代计算机技术与虚拟仪器技术分两路实时采集数据、实时描出对应曲线图、实时处理有关数据。教师一边讲解，一边操作、调节演示装置，可实时地在计算机屏幕上非常直观地看到需测量的数据、相应的曲线图及U-t与I-t的相位关系。实验简单方便，界面直观，容易理解，仪器体积小一机多用。

Description

RLC电路暂态过程测试仪

技术领域

本实用新型属于计算机辅助教学电路测试设备，具体地说是一种RLC电路暂态过程测试仪。 

背景技术

传统的RLC电路暂态过程实验RLC、RC、LC三种电路是分别由各自独立的仪器来测试的，实验的方式一般结合方波发生器和示波器配合产生波形，因此存在许多副作用：(1)由于示波器中出现的是多个充放电过程的波形使许多学生特别是基础差的学生搞不清一个完整的充放电过程的始末，对一个充放电过程的波形印象模糊；(2)出现的波形往往不是一个完整的充放电过程波形(调节不当引起)，使学生对其波形没有正确的印象并造成判断数据(如时间常数)的错误。还有RLC、RC、LC三种电路分别测试设备数量多，占用埸地大，学生使用时需要换机和换位置很不方便。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用计算机技术与虚拟仪器技术分两路实时采集数据、实时描出对应曲线图、实时处理有关数据并集RLC、RC、LC三种电路暂态过程测试于一体的综合教学演示仪。 

实现本实用新型目的的具体技术方案是：选用包括由RLC电路板，数据采集卡，微型计算机所组成装置构成，该RLC电路板是由充放电开关、电阻R、电容C、电感L和切换开关构成的RLC电路，RL电路，RC电路的组合，充放电开关串联电阻R、电容C、电感L，在电阻R正负端分别连接数据采集卡，电感L的正端连接切换开关的RLC电路端，电感L的负端既与充放电开关的放电端相联又与切换开关的RC、RL电路端相连接，而切换开关的固定端是与数据采集卡相连接，数据采集卡则与微型计算机相连接，数据采集卡是A/D数据采集卡；所述的A/D数据采集卡采用PCI总线支持即插即用、无需地址跳线，具有16路单端模拟输入、32路开关量16路输入及16路输出、一路12位D/A，16路开关量输入分为二个8位输入DIA或DIB，分别对应输入通道DI0-DI7和Di8-Di15，16路开关量输出同样分为DOA、DOB二个8位输出，分别对应输出通道D00-D07、D08-D015，采用大规模可编程门阵列设计，有WDM驱动程序及DLL接口。。 

本实用新型的一种RLC电路暂态过程测试仪，集RLC、RC、LC三种电路暂态过程研究于一体的综合教学演示仪。该教学仪打破传统的教学方法，充分利用现代计算机技术与虚拟仪器技术分两路(U-t、I-t)实时采集数据、实时描出对应曲线图、实时处理有关数据。教师一边讲解，一边操作、调节演示装置，可实时地在计算机屏幕上非常直观地看到需测量的数据、相应的曲线图及U-t与I-t的相位关系。计算机对一完整的充放电过程数据采集完毕后，立即在波形 图上准确标记出充电阶段与放电阶段及时间常数t值等，使波形图上各阶段含义一目了然。具有实验简单方便，界面直观，容易理解，仪器体积小一机多用。 

附图说明

图2.1.1是本实用新型实施例的RC电路 

图2.1.2(a)是本实用新型实施例的RC电路的电容器充电曲线 

图2.1.2(b)是本实用新型实施例的RC电路的电容器放电曲线 

图2.2.2(a)是本实用新型实施例的回路电流增长过程变化曲线 

图2.2.2(b)是本实用新型实施例的回路电流衰退过程变化曲线 

图2.3.1是本实用新型实施例的RLC串联电路 

图2.3.2是本实用新型实施例的RLC电路对阶跃电压的响应曲线图 

图2.3.3是本实用新型实施例的RC电路的暂态过程接线 

图2.3.4是本实用新型实施例的RL电路的暂态过程接线图 

图3.1.1是本实用新型实施例的系统流程图 

图3.2.1本实用新型实施例的电路示意图 

图3.2.2本实用新型实施例的面板图 

图5.2.1.2本实用新型实施例实验时计算机显示于主界面上选“RLC暂态过程研究”时的初始界面 

图5.2.1.3本实用新型实施例实验时计算机显示观察到欠阻尼状态曲线时的U-t、I-t曲线图 

图5.2.1.7本实用新型实施例实验时计算机显示观察到临界阻尼状态曲线时的U-t、I-t曲线图 

图5.2.1.8本实用新型实施例实验时计算机显示观察到过阻尼状态曲线时的U-t、I-t曲线示意图 

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型也不仅限于实施例的内容。 

如附图中所示，本实用新型的RLC电路暂态过程测试仪是小型的RLC电路暂态过程测试仪械，它包括RLC电路板，数据采集卡，微型计算机三部分。RLC电路是由充放电开关K1、电阻R、电容C、电感L和切换开关K2构成的RLC电路，RL电路，RC电路的组合电路。 

实验原理 

R、L、C元件的不同组合，可以构成RC、RL、LC和RLC电路，这些不同的电路对阶跃电压的响应是不同的，从而有一个从一种平衡态转变到另一种平衡态的过程，这个转变过程即为暂态过程。 

RC电路 

在由电阻R及电容C组成的直流串联电路中，暂态过程即是电容器的充放电过程(图2.1.1)，当开关K打向位置1时，电源对电容器C充电，直到其两端电压等于电源E，在充电过程中回路方程为： 

$\frac{{\mathrm{du}}_c}{\mathrm{dt}}+\frac{1}{\mathrm{RC}}{u}_c=\frac{E}{\mathrm{RC}}---\left(1\right)$

考虑到初始条件t＝0时，Uc＝0，得到方程的解： 

u_c＝E(1-e^-t/RC)                (2) 

表示电容器两端的充电电压是按指数增长的一条曲线，稳态时电容两端的电压等于电源电压E，如图2.1.2(a)所示。式中RC＝τ具有时间量纲，称为电路的时间常数，是表征暂态过程进行得快慢的一个重要的物理量，由电压uc上升到0.63E，所对应的时间即为τ。 

当把开关k1打向位置2时，电容C通过电阻R放电，回路方程为： 

$\frac{{\mathrm{du}}_c}{\mathrm{dt}}+\frac{1}{\mathrm{RC}}{u}_c=0---\left(3\right)$

结合初始条件t＝0时，Uc＝E，得到方程的解： 

u_c＝Ee^-t/τ

表示电容器两端的放电电压按指数律衰减到零，τ也可由此曲线衰减到0.37E所对应的时间来确定。充放电曲线如图2所示。 

RL电路 

在由电阻R及电感L组成的直流串联电路中(图2.2.1)，当开关K置于1时，由于电感L的自感作用，回路中的电流不能瞬间突变，而是逐渐增加到最大值E/R。 

回路方程为： 

$L\frac{\mathrm{di}}{\mathrm{dt}}+\mathrm{iR}=E---\left(4\right)$

考虑到初始条件t＝0时，i＝0，可得方程的解为： 

$i=\frac{E}{R}\left({1-e}^{-\mathrm{tR}/L}\right)$

可见，回路电流i是经过一指数增长过程，逐渐达到稳定值E/R的。i增长的快慢由时间常数τ＝L/R决定。 

当开关K打到位置2时，电路方程为： 

$L\frac{\mathrm{di}}{\mathrm{dt}}+\mathrm{iR}=0---\left(5\right)$

由初始条件t＝0，i＝E/R，可以得到方程的解为： 

$i=\frac{E}{R}{e}^{-t/\mathrm{\τ}}$

表示回路电流从i＝E/R逐渐衰减到0。 

RLC电路 

以上讨论的都是理想化的情况，即认为电容和电感中都没有电阻，可实际上不但电容和电感本身都有电阻，而且回路中也存在回路电阻，这些电阻是会对电路产生影响的，电阻是耗散性元件，将使电能单向转化为热能，可以想象，电阻 的主要作用就是把阻尼项引入到方程的解中。 

充电过程：在一个由电阻R、电容C及电感L组成的直流串联电路中(图2.3.1)，当把开关K置于1时，电源对电容器进行充电，回路方程为： 

$L\frac{\mathrm{di}}{\mathrm{dt}}+{\mathrm{iR}}_c+\frac{Q}{C}=U---\left(6\right)$

对上式求微分得 

$\mathrm{LC}\frac{d^{2}i}{{\mathrm{dt}}^2}+\mathrm{RC}\frac{\mathrm{di}}{\mathrm{dt}}+i=0---\left(7\right)$

放电过程：当电容器被充电到U时，将开关K从1打到位置2，则电容器在闭合的RLC回路中进行放电。此时回路方程为： 

$\mathrm{LC}\frac{\mathrm{di}}{\mathrm{dt}}+\mathrm{iR}+\frac{Q}{C}=0---\left(8\right)$

令 

λ称为电路的阻尼系数，那么由充放电过程的初始条件： 

充电，t＝0 

时，i＝0，uC＝0；放电t＝0时，i＝0，uC＝U，方程(7)、(8)的解可以有三种形式： 

(1)临界阻尼状态，阻尼较小时，λ＜1， 

有充电过程： 

$i=\sqrt{\frac{4C}{4L-R^{2}C}}{\mathrm{Ue}}^{-t/\mathrm{\τ}}\sin \mathrm{\ωt}$

放电过程： 

$i=-\sqrt{\frac{4C}{4L-R^{2}C}}{\mathrm{Ue}}^{-t/\mathrm{\τ}}\sin \mathrm{\ωt}$

其中时间常数： $\mathrm{\τ}=\frac{2L}{R}$

由上述各式可知，电路中的电压、电流均按正弦律作衰减(或称欠阻尼)振荡状态。见图2.3.2中的a的周期性衰减振荡曲线。 

振荡角频率： $\mathrm{\ω}=\frac{1}{\sqrt{\mathrm{LC}}}\sqrt{1-\frac{R^{2}C}{4L}}---\left(9\right)$

(2)临界阻尼状态，当λ＝1时，即 此时方程的解为 

充电过程： 

$i=\frac{U}{L}{\mathrm{te}}^{-t/\mathrm{\τ}}$

$u_L=U(1-\frac{t}{\mathrm{\τ}})e^{-t/\mathrm{\τ}}$

$u_C=U[1-(1+\frac{t}{\mathrm{\τ}}{e}^{-t/\mathrm{\τ}})]$

放电过程： $i=-\frac{U}{L}{\mathrm{te}}^{-t/\mathrm{\τ}}$

$u_L=-U(1-\frac{t}{\mathrm{\τ}})e^{-t/\mathrm{\τ}}$

$u_C=U(1+\frac{t}{\mathrm{\τ}})e^{-t/\mathrm{\τ}}$

由上各式可见，此时电路中各物理量的变化过程不再具有周期性，振荡状态如图中 

曲线所见，这时的电阻值称为临界阻尼电阻。 

(3)过阻尼状态，λ＞1，即 

方程解为： 

充电过程： 

$i=\sqrt{\frac{4C}{R^{2}C-4L}}{\mathrm{Ue}}^{-t/\mathrm{\τ}}\mathrm{sh\βt}$

放电过程： 

$i=-\sqrt{\frac{4C}{R^{2}C-4L}}{\mathrm{Ue}}^{-t/\mathrm{\τ}}\mathrm{sh\βt}$

式中 

此时为阻尼较大的情况，此时电路的电压电流不再具有周期性变化的规律，而是缓慢地趋向平衡值，且变化率比临界阻尼时的变化率要小(见图2.3.2中曲线c)。 

系统装置 

系统流程图 

系统把整个实验简化，利用计算机的辅助完成实验。如图3.1.1所示，这是一个完整的实验系统操作过程图。图中所显示的是整个系统的运行过程，在一切的实验器材都选择正确的情况下，实验只需是一个流程就可以完成，但实验是要有对比性，就需要选择多次图中的循环。在看完下图以后，每个同学都能对实验系统有一个完整的概念。 

实验电路图及实物 

在系统方面基本以图3.1.1系统流程，再结合VB的编程完成实验。实验不会只加了这些，在硬件方面也有改进。原来的实验是把RC、LC、RLC三个实验分开的，现在的实验系统根据原理的相似性把这三个实验整合在一起。并与计算机应用结合起来使用。如下图3.2.1所示，图中的电路就是把RC、LC、RLC三个实验整合，并与计算机的数据采集系统相结合的电路图。 

图3.2.1中，U₃-U₂为U_R值(反应电路电流)；当K₂拨向“RLC”端时，U₂-U₁为Uc值；当K₂拨向“RL、RC”端时(做RL实验时，短路C；做RL实验时，短路L)，U₂-U₁为相应的U_L值和Uc值。(短路时为接导线) 

在图3.2.1中可以看到实验中使用了一种采集卡，用来把实验中的电压变为数据再利用计算机来处理。这个采集卡为A/D数据采集卡(型号AC6611)采用PCI总线支持即插即用、无需地址跳线，具有16路单端模拟输入、32路开关量(16路输入及16路输出)、一路12位D/A，16路开关量输入分为二个8位输入(DIA、DIB)，分别对应输入通道：DI0-DI7、Di8-Di15，16路开关量输出同样分为DOA、DOB二个8位输出，分别对应输出通道：D00-D07、D08-D015，并且采用大规模可编程门阵列设计，可靠性好，而且还提供了WDM驱动程序及DLL接口。我们通过建立驱动与关闭句柄，设置A/D卡的采样通道，实时采集到相应的电压变化信号，然后利用VB语言编写的实时采集系统结合温度与电压的定标曲线进行分析处理得到相应的温度信号，系统能自动对来自各个实验组的数据进行判断检测并按照既定要求报告实验的进程和相关数据量及其波形；同时通过设置本采集卡数字量的高低电平信号输出的数值来控制每个实验组桌上指示灯的亮熄。(限于篇幅，程序从略，右测提供了本系统数据采集流程图，其中包含了软硬件与实验的具体配合情况)。 

图3.2.2就是实验设计中所自行设计的仪器板面。在板面上可以看到有电源 指示灯，在开关打开后，指示灯就会亮。电容、电感、电阻三个是由实验者选择适当的范围进行实验，还有就是电路的冲放和电路的选择，和选择的时机需要实验者自己安排。 

图3.3.3是实验仪器实物图，也是一个完整的仪器盒。 

系统特点 

软件的要求 

物理学科对软件的要求比其他学科更为复杂，因此软件的实现也比较困难，具体表现在：(1)物理学中有大量的数学公式，制作软件时比较难于表现。(2)物理学中的机械运动、热、电磁、光、原子核的运动十分复杂，有时会造成软件制作的困难。(3)运用动画描述物理运动比其他学科难度更大。可以说，物理的动画本应该使用编程来实现，只是为了方便和快捷，我们才不得不利用动画制作工具去制作，最令人遗憾的是，目前尚未见到一种在时间、空间表现力上符合物理要求的动画制作工具。(4)在题库、练习、指导类课件中，由于学生无法输入数学公式、希腊字母等，使题目类型受到很大的局限，如填空题、作图题等无法实现。由于这些原因，使得物理学科利用的难度加大，也正是这些原因往往使软件的科学性、规范性大打折扣，所以物理老师必须心里明白，利用动画制作工具制作的一些运动图像展示是有“水分”的，我们要尽量减少这种“水分”。 

使用软件的优点 

尽管各种软件的功能和操作方式互不相同，但相对于传统的教学方法而言，有以下几个不同点： 

(1)交互性强，交互性是基本特征之一，这是其他电教手段所不具备的。 

(2)个别教育：个别化教育即根据学生不同特点因材施教，计算机根据学生水平自动调整进度和步调，根据学生水平，提供难度适宜的材料。 

(3)学习效率高，软件具有丰富的教学模式。动态模拟演示有助于学生对物理图像、概念、规律的理解；交互练习使学生在较短的时间内完成较多的练习，并能立即知道是否正确及得分；学生参与能充分调动主观能动性，积极主动学习。因此，的学习效率比较高。 

(4)科学性强，软件避免了个别教师教学上的科学性错误，避免了教师个人因素带来的教学水平上的差别，避免了教师情绪、教师与学生关系给教学带来的不良影响，使教学更符合教学规律、教育规律和心理学规律。 

(5)重复性好，计算机可以不厌其烦地进行任意次重复，这是教师难以做到的。 

系统的使用 

硬件的连接 

1.将插卡插入计算机中的ISA总线插槽(本插卡占用地址为：210H)。 

2.将25针D型插头插到插卡对应的插座上。 

3.将连在D型插头上的其中一根线(所选的线决定着实验组别)插至实验仪面板上的标有“接计算机”的插孔上。 

4.选择开关“RL(RC)”、“RLC”。本实验分三大部分，分别是RL、RC、RLC电路的暂态过程研究，根据当前实验的不同部分作相应的选择。 

5.面板上的三对接线夹“R”、“L”、“C”分别用来接相应的元件，但请注意：做RL实验时，用短路线将“C”短路；做RC实验时，用用短路线将“L”短路。 

建议：L的容量为5L左右；C容量为1000UF～3300UF；R用一0K～100K的可调电阻箱(如：ZX21型)。 

在测试实验的系统测试阶段使用的L的容量为5L；C容量为1000UF；R用是的可调电阻箱。 

在电感的选取上，有一定的指标(如：电感L要大，而其电阻要小，几乎忽略不计)。 

软件的使用 

波形观察及数据存贮 

运行软件，学生根据需要在该界面上选择相应菜单(其中“批改实验报告”供教师专用，学生无法进入。见下述)。以下以选“3.RLC电路暂态过程研究”(将进入图5.2.1.2所示界面)为例说明使用方法[注意：在进入测量状态前需在下拉列表框中输入当前实验组别(默认为1)]。 

将实验仪面板上的选择开关拨向“RLC”、充放电开关拨向“充电”、电源开关拨向“开”。然后选择“实时观察波形图”菜单，此时请立即拨充放电开关至“放电”，将在屏幕上直观地观察到RLC电路的暂态过程波形。 

实验中，调节电阻箱，逐渐增大R值的过程中(本实验系统中，建议R的初始值从3Ω开始)会依次发现RLC电路暂态过程的三种状态：欠阻尼状态、临界阻尼状态、过阻尼状态波形： 

(1)欠阻尼状态。当观察到一你觉得比较理想的波形图时(如图5.2.1.3所示)，“存贮典型波形”菜单下的“存贮欠阻尼状态波形”(此时“存贮典型波形”及缩放纵横坐标等的许多菜单项都已从图5.2.1.2状态时的不可用变成可用状态了)，会出现报告框(报告本次各周期前半周的Uc峰值，供作图法求时间常数τ时使用)。当计算机检测到本次各周期前半周的峰值个数不够时(至少3个)，会报告对话，提示用户应减小R值(或增L值。)。若峰值个数足够，会请用户输入R、L及C值。以上完成了欠阻尼状态的一次数据存贮工作，根据教师要求的次 

数同理可完成下一次的数据存贮。 

(2)临界阻尼状态。完成欠阻尼状态的测量后，学生调节电阻箱，观察逐渐增大电阻R时的放电Uc-t波形图，可发现R增加到一定程度时，出现图5.2.1.7所示的临界阻尼状态的U-t、I-t曲线图。此时选择“存贮典型波形”菜单下的“存贮临界阻尼状态波形”，会与前类似地询问用户R、L、C的值并存贮有关波形数据。 

(3)过阻尼状态波形。在完成临界阻尼状态的测量后，继续调节电阻箱，观察逐渐增大电阻R时的放电Uc-t波形图，会发现随着R的增大，会出现图5.2.1.8所示的过阻尼状态波形。“存贮典型波形”菜单下的“存贮过阻尼状态波形”，同样地会询问用户R、L、C的值并存贮有关波形数据。 

在做了RLC电路暂态过程的三种状态测量后，“返回主界面”菜单会回到图1所示界面，根据需要可以选择相应菜单进行测量。测量过程与以上类似，这里不再详述。但有一点请注意：在做RL、RC电路暂态过程实验时，由于测量的是充放电过程，故在单击“实时观察波形图”菜单前，应将充放电开关拨向“放电”，并在单击“实时观察波形图”菜单后，立即拨充放电开关至“充电”，待充电完毕时(此时特征：U1-t图中的U1电压近为稳定的0V、Uc-t图中的Uc电压近为稳定的5V)，又立即拨充放电开关至“放电”状态，得图5.2.1.9、图5.2.1.10所示波形。这两种电路的暂态过程实验中，在实时采集完毕时，计算机立即根据采集的数据进行分析，算出时间常数据τ值，并在图中用淡蓝线标示出充电时的τ时区。学生若觉得需保存当前波形及所测数据，“存贮典型波形”菜单下的相应子菜单。 

5.2.2做实验报告 

做了有关波形及数据存贮后单击“做实验报告”菜单，可进入图11所示的界面。计算机默认画出当前组学生所做的各部分RLC的第一次波形并在左侧文本框中报告相关数据。若想改成其它次别或显示多次波形和有关数据，“选择典型波形及数据”菜单，会出现图5.2.2.1所示界面，用户在“供选择的各次测量数据”列表框中单击需显示的对象，每一选项都会添加到“需显示的次别(对象)”的列表框中(若单击本框内某选项，会取消该项显示)。“确定”按钮，将在实验报告界面上显示所选择的对象的有关波形及数据。 

实验者可根据屏幕左下角所报告的实验数据进行数据处理或描图，如根据所报告的欠阻尼状态时所测的Uc各峰值，在1n(Uc)-t图中描出相应点和直线，利用图解法求出τ值等；在屏幕的右下角按指定的处理方法进行相应的数据处理并在空白处回答指定的问题；在屏幕的上方空白处填入实验者姓名、学号、班级、日期等。在画图及数据处理过程中，要用到一些工具的，菜单条上的“工具”，弹出含有描点、画线、擦除(含擦线与擦点)、草稿纸、计算器等菜单项的菜单。单击其中菜单项可进行相应操作，比如，单击“草稿纸”屏幕上将出现一张“草稿纸”，实验者可在上面任意列式、写字等(不用时，单击其中的“移去草稿纸”按钮)；处画点状态时，在坐标图中某位置单击，可在该位置产生一个点；处画线状态时，将鼠标指针从始点拖至末点，会在始末点间画出一直线；处擦除状态(以擦线为例，擦点操作类同)，将鼠标指针移至需擦除线的附近，线的颜色会从红色变为绿色，此时单击鼠标即擦除。在两坐标图中，为了方便用户在画点与画线时能准确定位，设置了“自动显示指针坐标”功能：当用鼠标指针停在坐标图中某位置时，计算机实时在坐标图上方显示指针所在位置的坐标。 

若由于时间关系不能当场在实验室完成实验报告的，“复制数据到软盘中”菜单项，可将本组的实验数据文件(其文件扩展名为rptl，文件主名为实验日期与学号及姓名的组合)及相应软件的安装程序(文件名为install.exe和diskl.pak)复制入软盘，学生用该软盘可于课后在任何计算机中完成实验报告并打印出报告.教师也可用本系统软件将学生上交的软盘数据直接读入存档库。 

“打印”将弹出含有“打印实验报告”和“打印当前屏幕内容”两菜单项的 菜单，根据需要单击其中任一项将进行相应操作。两菜单项都可将实验者所做的实验报告从打印机上发送出来，但各有特色：前者用传统的标准格式分多张将报告内容(包括实验测量数据和学生在报告界面中已填入的处理数据及文字等)；后者将屏幕上的实验报告界面硬拷贝到一张报告纸上(与屏幕上的界面一模一样)。 

“保存实验报告”菜单，会把所做的实验报告以文件形式保存起来(文件名为当前日期与实验者学号及姓名的组合，存放在本软件自动建立的当前盘的“\学生实验报告\RLC暂态”子目录下。 

实验结论 

在完整实验过程中，可以清晰的看到波形随着R的改变，实验图像的波形也相应的改变，这样就有较强的对比性。相对于传统实验，现在的实验系统对测定过程的方方面面有一定的改进，同时实验精度也得到了提高，缩短学生所学知识与现代实验技术的距离，极大地提升学生对实验的兴趣。 

在RLC串联谐振实验中用VB数据拟合法处理实验数据，克服了以前作图法的不足，改进了处理数据的方法，提高了测量结果的精确度，在实验中收到了很好的效果。该实验的数据处理方法为其他物理实验提供了很好的数据处理模式。如我们在RLC串联稳态特性实验中使用该法同样取得了较好的效果。应用该法处理物理实验数据，激发了学生对实验的兴趣，提高了学生在实验中计算机的应用能力，也培养了学生的科学素质. 

在物理实验中有很多抽象的概念很难由老师用语言描述清楚，对于一些物理现象，学生不能耳闻目睹，这都不利于学生掌握和理解物理概念。但计算机的一些特性能很好的弥补这一缺点。它的优点在于实物演示实验的直观性和真实性溶为一体，扬长避短，更具合理性、科学性，更令人信服和易于接受，这在大力提倡提高教学质量与讲究教学效果的今天更具十分重要的意义。其它包含演示实验的教学内容可仿照着更好地开发与实施。 

在误差分析上，本文以阻尼状态为例，公式如下： 

以图5.2.1.7为例，实验中R＝260Ω L＝5H C＝1000μF，则 

Claims (2)

1.一种RLC电路暂态过程测试仪，其特征在于：由RLC电路板，数据采集卡，微型计算机所组成，所述的RLC电路板是由充放电开关、电阻R、电容C、电感L和切换开关构成的RLC电路，RL电路，RC电路的组合，充放电开关串联电阻R、电容C、电感L，在电阻R正负端分别连接数据采集卡，电感L的正端连接切换开关的RLC电路端，电感L的负端既与充放电开关的放电端相联又与切换开关的RC、RL电路端相连接，而切换开关的固定端是与数据采集卡相连接，数据采集卡则与微型计算机相连接，所述的数据采集卡是A/D数据采集卡。

2.如权利要求1所述的RLC电路暂态过程测试仪，其特征在于：所述的A/D数据采集卡采用PCI总线支持即插即用、无需地址跳线，具有16路单端模拟输入、32路开关量16路输入及16路输出、一路12位D/A，16路开关量输入分为二个8位输入DIA或DIB，分别对应输入通道DI0-DI7和Di8-Di15，16路开关量输出同样分为DOA、DOB二个8位输出，分别对应输出通道DO0-DO7、DO8-DO15，采用大规模可编程门阵列设计，有WDM驱动程序及DLL接口。 

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