實驗二十一用沖擊電壓計檢測電容實驗二十一用沖擊電壓計檢測電容和磁場學會用比較法測電容。沖擊電壓計、標準電容箱、電壓表、直流電源、滑線變阻器、待測電容、電阻箱、開關、導線（兩種顏色）等。比較法測電容的電路如圖1所示。將KK合向a點，合向標準電容Co，電源對標準電容器充電，32充電電荷量為Q,CU(1)0O將Q,CUK合向b端時，因為電容器放電，此時標準電容器的放電電荷量為。002之后將KC合向待測電容一邊，重復上述步驟，因為電流保持不變，3x所以Q,CU（2）xx于是由（1）、（2）式可得QxC,C（3）x0Q0可見這些檢測方式是在保持充電電流不變的條件下，測得沖擊電壓計的不同偏轉來比較兩電容的放電性能，并由已知標準電容求得被測電容C，因為x在檢測過程中不須要曉得電流U，因而就防止了電流表造成的系統偏差。圖1按圖1接好線路，將KC與相連，調節分壓器R，適當改變輸出電流，3x以使電容器放電時沖擊電壓計有較大的偏轉，將KK合向a,對電容器充電，之后將合向b，電容器對沖22擊電壓計放電，測得dKCC。再將與相連，注意：R和U保持不變，調節標準電容箱，選擇合適的值，盡量使C,與之比接近1，則待測電容值為按上述原理測未知電容和、的串、并聯值。
1．采用沖擊電壓計通過比較法測電容有哪些異同點？98實驗二十一用沖擊電壓計檢測電容和磁場CC1．的檢測中主要的碰巧偏差的來源是哪些？應當取哪些值較為合適？xO1．學習用沖擊測磁感應硬度的原理和技巧；2．把握沖擊電壓計的使用技巧。沖擊電壓計、螺線管、電阻箱、滑線變阻器、直流安培表、直流電源、開關等。當螺線管通以電壓I時，則管內軸線上任意一點的磁感應硬度為1圖1，，B,,;no,,,（1）式中,n為真空磁導率，為單位寬度00線圈的阻值，,,,分別為螺線管軸上某一點12到兩端的張角，如圖1的示。當螺線管為無限長時（,,0,,,,），則磁感應硬度12B,,nIOoo假如螺線管的寬度為2l，半徑為2R，O圖2取螺線管的中點O為x軸的在點，這么（1）式可寫作，，,，（2）,,B,nI，,,,，，，，，,，，，，Rx令,m,,n而B,nI，則（2）式可寫成O;ololo，，,，11n1n（3）,,B,Bo，22222,,，，，，m，1,nm,1，n，，或，，B11,n1，n,,（4）,，,,O,，，,，，，，，，B以n為橫座標、為縱座標電流場的測量思考題，假如取三種m值，則BO按（4）式得到的軸線上相對磁場分布如圖2所示（詳99實驗二十一用沖擊電壓計檢測電容和磁場細數據見附記）。
由圖可知m、n值越小、磁場越均勻，當，即螺線管口的場強等于中間場強的一半l,,RB（x,0時,,1）。B0用沖擊法測穩定磁場是磁檢測中常用的方式，本實驗是用沖擊電壓計測定磁感應硬度B，進而驗證公式（4）。測定磁感應硬度的線路如圖3所示。圖中BG為沖擊電壓計，T為待測螺線管，K為換向開關，1RK為太刀雙擲開關。它由四部份回路組成：（I）直流電壓供給電路，（II）磁場電路（注意：內阻值不32能改變，以保持磁路沖擊常數的恒定），將換向開關k,,,2BNSN換向，則磁路量的變化值為式中和122S分別為螺線管次級線圈的阻值和面積，B為磁感應硬度。按照磁通靈敏度定義kdddd,mmmm（5）,,則,,S,B,,,,2假如kdNN、S和都已知，按照此時從沖擊電壓計測出的電量，就可求得磁感應硬度B。注意：,和S都是常量。。假如令x=0(即磁場感應線圈的位置在螺線管中點位置)的沖擊電壓計電k,,2dm量dB則可得螺線管中心處的磁感應硬度為OOkdB,k,OO，B,,,常量,而在x處的磁感應硬度為kdB,xO（6）B,,上式也可改為（7）,BdOO即由測得的電量也可測出磁場的相對分布。
B1O將大劍擲開關KRR和回路II接通，并使感應線圈置于螺線管中心處，接通電源，調節和于合適221位置、使RK換向時沖擊電壓計有較大的偏轉距離，注意：此時千萬不能改變值（考慮一下為何？）！312RR用米尺測出螺線管寬度2l，用游標尺測出它的半徑（2R），因而可以估算下來，記下m,,,NB和S值，依據（5）式可以估算值。實驗二十一用沖擊電壓計檢測電容和磁場2,,x將感應線圈（可稱為試探線圈）從中心位置開始，向任意一方端點聯通，取,,,,n,,lO,,為0.20、0.40、0.60、0.80、0.90、1.00,1.20,1.40和1.60等值，檢測一種n值的d值。注意：檢測時R、m1RR和都不能更動（考慮一下為何？）。32,,B11,n1，n,,將實驗條件的m值和檢測的各類n值代入（4）式得到,，2222,,B2m，(1,n)m，(1，n)O,,估算值，又各n值所測的偏轉值代入（7）式可得到的實驗值：以n為橫座標，分別以,,,,,BBxx,,,,的理論值和實驗值為縱座標，編曲線電流場的測量思考題，進行比較。,n曲線和,n,,,,BBOO,,,,理實預習思索題1.當時螺線管軸向磁場的分布是否相同?m,,1和m,02.如何測定沖擊常數kR?對它有否影響?,33.如何用沖擊電壓計測磁感應硬度?4.為何測螺線管內軸向磁場分布時不能改變RRR、和值?.是否可以通過和的改變來選定沖擊電壓計的工作狀態和靈敏度?212.將測定結果即螺線管中部與端口部的磁感應硬度與理論值估算的結果相比較,并剖析偏差形成的誘因.R,,3.需設計一螺線管,要求軸心磁場均勻的范圍要大些,螺線管的規格大小應怎樣選擇?m,的值,,l,,應選得大還是小好?,,B11,n1，n,,的數據估算表,，2222,,B2m，(1,n)m，(1，n)O,,n0.000.100.200.300.400.500.600.700.800.901.00m101實驗二十一用沖擊電壓計檢測電容和磁場0.100.9950.9950.9940.9940.9920.9890.9840.9730.9460.8530.4991.000.7070.7040.6960.6830.6640.6400.6100.5750.5350.4920.4473.000.3160.3160.3150.3120.3100.3060.3010.2960.2910.2840.277nn1.101.201.301.401.501.601.701.801.902.00m0.100.1460.0520.250.0140.0090.0060.0050.0040.0030.0021.000.4020.3570.3150.2760.2140.2090.1820.1590.1380.1213.000.2700.2620.2540.2460.2380.2290.2210.2120.2040.195DQ-3一、概述DQ-3型數字沖擊電壓計是在原有沖擊電壓計的基礎上，按照要求進一步改進研發而成的，使用大規模CMOS集成電路和高性能運算放大器及優質電子元元件組成的數字式檢測儀表，性能上有了提升。
沖擊電壓計主要用于檢測短時間脈沖所遷移的電量，故可用檢測與此相關的數學量，如電容器的電容量、電感器和直流磁場的磁感應硬度等。該儀器用3位半LED數碼管顯示檢測結果，讀數清晰，數據手動保持，直到被下一次的檢測數據手動代替，因此去除了人為的讀數偏差。二、技術性能1．沖擊電壓計的阻值I.,9,919.99，10庫侖199.9，10庫侖II.,92.幀率：10庫侖3．穩定度：?在額定工作條件下經15分鐘預熱及調零后，工作氣溫偏離調零氣溫?5?，儀器甩尾〈?2個字。（2）儀器在調零狀態下，甩尾〈?1個字。三、使用說明1．面板結構與功能：（1）電源開關：撥向“開”，接通電源，數碼管亮；（2）輸入“+”和“-”其中“-”端與外殼接通，在須要屏蔽工作時請注意這一點；（3）調零開關撥向“調零”，儀器處于調零狀態；撥向“測量”，儀器處檢測狀態；（4）調零旋鈕只在儀器處于調零狀態下調整。2．使用方式（1）接通電源開關，數碼管亮，預熱十分鐘；（2）撩動“量程選擇”，選擇合適的阻值；（3）“調零開關”撥向“調零”，旋動調零旋扭，使顯示“000”；（4）“調零開關”撥向“測量”，儀器處于待狀態；（5）當輸入一短時間脈沖電壓時，儀器手動清除上面的數據而將該次檢測數據顯示在屏上；（6）若顯示為“?1”，則儀器過載，應更換大檔阻值重新調檢測，或降低電路中的電流及電壓，實驗正常進行；102實驗二十一用沖擊電壓計檢測電容和磁場（7）當沖擊訊號較少，顯示約在?100以內時，偏差較大，這時應更換小檔阻值重新調零檢測。
3．注意事項（1）因為檢測對象為短時間脈沖電壓所遷移的電量，這些訊號包含多種紋波成分，儀器中未能加入多種混頻器，故儀器未能清除較大的串態干擾。當使用環境存在較大的串態干擾時，輸入連接線應盡量短，最好用屏蔽線，并屏蔽外殼。（2）若電源開關連續多次動作，小數點有可能遺失，并顯示“?1”，這時應多次撳動“量程選擇”，直至小數點重點新出現為止。（3）本儀器只適應檢測單次回零脈沖量。使用時互感器不能放置在電源上，同時互感器與螺線管垂直放置。（4）輸入端不得加入小于50V的電流，及小于40mA的穩定電壓。4．使用條件（1）在-10?～40?濕度下可連續工作。（2）供電電流?10%。5．消耗功率10W103