微小電流測量實驗成果

1. 微小電流信號采樣技術

這太簡單了，讓電流流過采樣電阻，從采樣電阻兩端引出采樣電壓信號連接到A/D轉換器的差分輸入端即可。如下圖——

追問

需要個更加細化的結構，你給的不錯也不算對，要是有個復雜一點的電路就好了

回答

要更加細化的圖，你的說明也需要詳細些，比如被采樣電流是多大、要求輸出電壓多大，等等。

2. 微小電流怎麼取樣

讓微小電流，流經一電阻，取電阻上的電壓，經放大，再按你的需要做後續處理。
具體安排要看你的「微小電流」小到什麼程度。

3. 電流檢測 小電流

小電流檢測一般用電流表串聯在電路中測量，交流電流用交流（AC)電流表，直流電流用直流（DC)電流表，
另：鉗型表也是一個常用的交流(AC)電流測量工具，但是小一點的電流不好測量，這時可以把被測量的電線在鉗表上繞上幾圈，表上顯示的數/繞的圈數=實際的電流。

4. 如果實驗過程中加熱電流發生了微小波動是否會影響測量的結果為什麼

會，因為電流變化了，如果變化幅度不大，在可以接受的范圍內就可以忽略。

5. 求一份<<電阻應變式感測器測微小形變>>的實驗預習報告!實驗報告也行

【實驗簡介】

電學測量方法具有靈敏度高，響應速度快，便於自動控制與處理等特點。電學測量方法一般直接測量的是電學量，如電阻、電動勢、電流、電容、電感等，因此，要用電學測量方法去測非電學量，就必須將非電學量轉換成電學量，其轉換器件稱為感測器。本實驗用電阻應變片作為感測器，將微小的形變轉換成電阻的變化來測量懸臂梁的主應變。通過本實驗了解電阻應變片（感測器）的結構及工作原理，掌握電橋測電阻的方法，理解靈敏度對測量的影響，用電橋測量應變片電阻的微小變化，進而測定懸臂梁的應變。

【預習與操作要點】

1．電橋測電阻原理

電橋分直流電橋和交流電橋兩大類。本實驗所用的自搭式單臂電橋亦即惠斯通電橋，主要用於測量1～106W范圍內的中值電阻。和伏安法比較，由於其不用電表，避免了電表內阻以及精度不夠高等因素造成的誤差，因此成為准確測量電阻的常用方法之一。

惠斯通電橋由電源、橋臂、橋路三部分組成，其原理如4-20-1所示，未知電阻Rx與另外三個已知電阻R1、R2、R3構成了電橋的四個橋臂，電橋的一個對角線AC上接直流電源E，而另一對角線BD即橋路接靈敏電流計G。改變R1、R2、R3的阻值，可以改變B、D兩點之間的電位差，當R1、R2、R3的阻值被調節成某一組合時，可以使B、D之間的電位差為零，此時電流計的指針就准確地指在零位，電橋處於平衡狀態此時有

即有

將兩式相比，得到

即

上式稱為電橋平衡條件。

由電橋平衡條件可得

綜上所述，利用電橋測量電阻的過程，就是調節R1、R2、R3使電橋達到平衡條件的過程，而平衡與否由電流計來判斷。一旦電橋平衡，就可以根據（3-9-3）式，求出待測電阻Rx。

在直流電橋中，R3是標准電阻箱，此臂稱為比較臂，而電阻R1、R2的比值可按10的整數次方變化，通常稱為電橋的比率。

在用電橋測電阻時，電橋系統的靈敏程度反映了測量的精確程度，對於等臂電橋，常用絕對電橋靈敏度，其定義為

（mm/歐姆）

它表示電橋平衡後，DRx所引起的Dd越大，電橋靈敏度S越高，所得平衡點越精確，測量誤差越小。電橋靈敏度不僅與靈敏電流計有關，還與所加電壓及各橋臂電阻值的大小和配置有關，靈敏電流計的靈敏度越高，電源電壓越大，電橋的靈敏度越高。

2．測量應變

將電阻應變片粘貼在試件的表面，應變片內電阻絲的兩端接入測量電路（電橋）。隨著試件受力變形，應變片的電阻絲也獲得相應的形變使電阻值發生變化。由應變片的工作原理可知，當應變沿應變片的主軸方向時，應變片的電阻變化率和試件（本實驗為懸臂梁）的主應變成正比，即

式中K為應變片的靈敏系數（此值由應變片廠家給出）；R是未加力時應變片阻值的初始值；DR是加力變形後應變片的電阻變化。所以只要測出應變片阻值的相對變化，便可得出被測試件的應變。本實驗用平衡電橋測量應變片電阻的相對變化。實驗裝置及測量線路如圖4-20-2和圖4-20-3所示，

將被測試件一端夾持在穩固的基座上，其主體懸空，構成一懸臂梁。在懸臂梁固定端A處貼一應變片，在懸臂梁變形端B處貼一同型號同規格的應變片，在C端掛一砝碼托盤以備載入。將A處的應變片作為溫度補償片R1，B處的應變片Rx作為感測器測量應變，用多體電阻箱R2、Ra和微調電阻箱Rb以及R1、Rx組成一電橋，作為微小形變測量電路。當C處載入時，懸臂梁將向下彎曲，B處產生變形，貼在B處的應變片亦發生變形，其電阻值發生變化，此電阻值的變化可通過電橋測量出來，從而測定懸臂梁B處的形變。

3．實驗方法

（1）選擇合適的電橋靈敏度

通常，在具體的電橋線路中，為保證測量有足夠的靈敏度，往往根據比較臂電阻的最小單位步進值來選擇合適的電橋靈敏度。所謂合適的電橋靈敏度就是當電橋平衡後，將比較臂電阻改變最小單位步進值時，電流計指針有明顯的「動靜」。這里所謂「動靜」，是指電流計指針偏轉小於等於1/2mm，即半格。

通過對電橋靈敏度測量的實驗結果表明：當電橋平衡時，若某一橋臂電阻改變了DR，則電橋不再平衡，橋路上有電流通過，電流計偏轉了Dd mm。當Dd<10mm時，DR與Dd成線性關系；當Dd>10mm時，DR與Dd不成線性關系。由於電橋靈敏度是在電橋平衡點附近定義的，當用實驗的方法通過改變比較臂電阻使電流計偏轉小於10mm來測量電橋靈敏度，可以認為是在平衡點附近測量的。考慮到若Dd取值太小，導致讀數誤差加大，在具體測量時，通常選取DR使Dd =5mm較為合適。

（2）測量溫度補償片的電阻值

在圖4-20-3的測量線路中，用多體電阻箱R3替代應變片Rx，並取R3=Ra+Rb=120W（應變片初值），改變滑線變阻器阻值或電源電壓，使電橋工作電流不超過40mA，選擇合適的電橋靈敏度。調節R2使電橋平衡。此時R2的示值即為溫度補償片的阻值。

（3）測量應變

保持R2不變，去掉電阻箱R3，接入應變片Rx。選擇合適的電橋靈敏度，調Ra和Rb使電橋平衡，Ra+Rb的值即為應變片的初始值。然後加一個砝碼，由於應變導致應變片阻值變化，電橋失去平衡。調Rb使電橋重新平衡，記下此時的Ra+Rb值，依次將5個砝碼加完，此即上行（加砝碼）測量。然後取下一個砝碼，調電橋平衡，記下相應的Ra+Rb的讀數，依次將5個砝碼取完，此即下行（減砝碼）測量。將上行測量所得數據與同數量砝碼時的下行測量數據平均，得到六個數據R0、R1、R2、R3、R4、R5，將以上數據用逐差法處理，即可求出載入1牛頓力時應變片的阻值變化量DR，然後利用相應公式求出應變。

【實驗儀器】

電阻箱三個，微調電阻箱，復射式靈敏電流計，毫安表，滑線變阻器，直流電源，開關，保護電阻開關，阻尼電鍵，相同質量的砝碼五個，水平懸臂梁，應變片，溫度補償片。

【分析思考】

1.為什麼在本實驗的測量線路中要用溫度補償片？能否用普通電阻代替？在圖4-20-3中，將補償片與電阻箱R2互換，能否測量？

2.假設電路中任一條導線斷路，試分析調節電橋平衡時，可能出現的現象。

3.設計用非平衡電橋測量微小形變的方法。

6. 測量微小電流有哪些方法

用萬用表就可以實現，把表的檔位旋至電流薇安檔，兩個表筆串聯在電路里，紅表筆接電路里的正極方向，黑表筆接負極方向。
另外也可以直接用一隻表頭串聯在電路里測量。

7. 設計一微小電流測量儀，可將較小電流以數字的方式直觀、准確的顯示出來。被測信號是石英鍾平均功耗電流

這東西不是那麼好做的，不是打擊你，就是有人給你發了一個電路圖，沒有經驗的話也做不成功。
外界干擾太大，雜訊對測量值的影像非常嚴重。建議你現在就放棄吧。

8. 如果實驗過程中加熱電流發生了微小變化是否會影響測量結果

是加熱，然後影響了電流，問是不是會影響測量結果？
如果是這樣的話，看溫度變化有多大或者看你是不是研究的有關溫度和電流、電阻的關系.
溫度主要對電阻有影響，如果溫度變化不是很大，可以忽略，實驗都是有誤差的！
如果要研究的是有關溫度和電流，電阻的關系，就不可以忽略!

9. 如果實驗過程中加熱電流發生了微小變化是否會影響測量結果

實驗總會有誤差.不同的實驗要求不同.即然是微小的變化,誤差估計不會大,實難結束後對數進行誤差分析.評估誤差對實驗的影響,再得出結論.