有关冲击电流计的能否用冲击电流计测量电容和高电阻的阻值?附加：试分析将探测线圈放在螺线管内部和外部登优点与不足.

有关冲击电流计的
能否用冲击电流计测量电容和高电阻的阻值?附加：试分析将探测线圈放在螺线管内部和外部登优点与不足.

冲击电流计不是用来测量电流的,而是直接测量脉冲电量的,也可以用来直接测量与电量有关的物理量,如磁感应强度、电容、高电阻等,它是基本精密仪器之一
实验目的
1．了解冲击电流计的原理及使用方法．
2．学会用比较法测电容,用电容漏电法测高阻及测量电容器通过高阻的放电曲线．
仪器与用具
冲击电流计、标准电容箱、电压表、直流电源、滑线变阻器、待测电容、待测高阻、电阻箱、停表、电源开关、单刀双掷开关（2 个）、阻尼开关等．
实验原理
传统的冲击电流计是磁电系冲击电流计,它的结构与灵敏电流计结构相似,唯一不同的是冲击电流计的线框和铁芯比灵敏电流计中的线框和铁芯扁而宽,因而转动惯量较大,导致冲击电流计的自由周期较大．当脉冲电流通过时,可以证明线圈第一次最大偏转角和通过的电量成正比．但本实验采用的 型冲击电流计是由中、大规模 集成电路及高速、高输入阻抗运算放大器组成的数字式测量仪表,用于测量短时间内脉冲电流所迁移电量.
仪器测量主要通道部分简化如图12-1所示,图中 、 为输入级变换网络, 为高输入阻抗运放组成的同相电压放大器,其输入电流可忽略不计.
、 构成精密的积分器.当输入电流在 时间内注入一次脉冲电流 时,则输入端馈入的电量为 图12-1
（12-1）
而 （ 为 电压放大倍数）,当 和时 时, 两端电压为0,故在 时间内, 全部流过 ,则
（12-2）
积分后的输出电压
（12-3）
可见积分电器的输出电压与馈入仪器输入端的电量成正比．该电压经过 （模/数）线性转换成数字量 ,设转换系数为 ,即
（12-4）
实际上,仪器在设计时已将 =1,因此,显示的数字 就是迁移电量 ．
1．用比较法测量电容
比较法测电容 原理见图12—2,将 闭合,将 合向“ ”点, 合向“ ”．电源对标准电容 充电后,迅速将 合到“ ”,充电电电量为
(12—5)
同样,将 合向“ ”点, 合向“ ”． 保持电压 不变,电源对待测电容 充电后,迅速将 合到“ ” ,充电电电量为
(12—6)
由(12—5)和(12—6)式可得
图12-3

图12-2

(12—7)
这种方法有很大的优点,实验条件容易保证．测量过程不需知道电压及内阻值,因此就
避免了一系列的系统误差．
2．冲击法测量高阻
测量电路如图12—3所示,将被测电阻 与标准电容 并联,先将 充电,此时电容器储电电量是 ,然后将 放在中间位置,这时电容通过 放电,回路方程为 , 而 , ,于是
(12-8)
利用初始条件： 时, 可得放电规律．
(12-9)
(12-9)式表明,从放电开始经过时间 后,电容储存电量是开始的 倍,可以用冲击电流计来测量经过时间 放电后,电容器所对应的电量 ．对(12-9)两边同时取对数有
(12-10)
如果选 为纵坐标, 为横坐标,(12-10)式表式的是一条直线,其截距是 ,斜率为 ．由此可测出 ．此法测高阻比较准确,因被测阻值很高,时间常数很大,放电就比较慢,用一般的停表计时即可．
实验内容
先仔细阅读附于本实验后的 型冲击电流计使用说明．
1．用比较法测量电容．（自己拟定实验步骤）．
2．冲击法测高阻
按图12—3接好线路,将 合上,然后对 充电．然后断开 ,并保持中央位置,同时开始计时,到 时刻, 和“ ”相接,测得对应的电量 ．测量10组以上的数据．作 曲线,求出 ．
思考与问答
1．冲击电流计的作用是什么?
2．本实验怎样测高阻?画原理图说明并指出各个电键的作用,列举测量高阻的其它方法．
2．自己设计一种用冲击电流计测量电感的实验．

型冲击电流计使用说明
1、 面板结构与功能介绍
（1）数码管小数点量程换档而移动.
A. 量程Ⅳ,个位小数点亮；
B. 量程Ⅲ, 十位小数点亮；
C.量程Ⅱ, 百位小数点亮；
D.量程Ⅰ, 千位小数点亮；
(2)绿LED发光管为调零状态显示.该灯亮时,仪器进入调节器零状态.
(3)红ED发光管为瞬时过载指示.当输入脉冲的幅度超过这一值时,前置放大器将饱和.这时测量值误差很大.因此,该灯亮时,表示测量结果无效.
(4)功能选择按钮：量程及调零功能转换.每按一次,状态转换一次.转换次序依次为：调零、量程Ⅳ、Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ、调零.如此反复.
2、 使用方法
(1) 接通电源开关,LED数码管亮.最好预热15钟；
(2) 揿功能选择按钮,使绿发光管亮,仪器进入调零状态；
(3) 调节调零电位器,使显示为“000”；
(4) 再揿动功能选择按钮至所需量程,仪器进入待测状态；
(5) 若显示为“1”或“-1”,则仪器过载,应更换大一档量程重新测量；
(6) 当显示数据的绝对值在100以内时,仪器不能进入工作,这时应更换小一档量程重新测量；
3、 注意事项
(1) 由于测量对对象为短时间脉冲所迁移的电量,这种信号包含多种谐波成分,因此,仪器中无法加入各种滤波器,故仪器无法消除较大的串态干扰.当环境存在较大的串态干扰时,输入连线应尽量短,最好用屏蔽层接机壳,或采用更好的屏蔽方法,或加大输入量,更换大量程以加大讯噪比.
(2) 本仪器只适应测量单次回零脉冲.从开始输入到完成显示约需0.7秒.如在此时间内输入第二个脉冲,显示数据不正常.在使用中要特别注意.
(3) 输入端不得加入大于200伏的电压及大于40mA.