第六章电磁参数的测量案例
《电磁量测量技术》课件
通过引入一个已知的修正量，抵消原有的误差分 量。
统计处理法
对大量随机误差数据进行统计处理，得到更接近 真实值的平均值。
数据处理与误差修正
数据筛选
去除异常值和离群点，确保数据质量 。
数据平滑
通过数学方法对数据进行平滑处理， 减少噪声干扰。
数据处理与误差修正
• 数据变换：将数据转换为更易于分析和处理的格 式。
02
随着科技的发展，对电磁量测量 的精度和效率要求越来越高，因 此需要不断更新和完善测量技术 。
课程目标
01
02
03
04
掌握电磁量测量的基本原理和 方法。
熟悉各种电磁量测量仪器和设 备的使用。
了解电磁量测量技术的发展趋 势和应用前景。
提高解决实际问题的能力。
02
电磁量测量的基础知识
电磁场与电磁波
电磁场
是由电荷和电流产生的场，包括电场 和磁场，二者相互依存、相互转化。
电磁波
电磁波的传播
电磁波可以在真空中传播，也可以在 介质中传播，其传播速度与介质有关 。
是电磁场的一种运动形态，以波动形 式传播，具有能量、动量和质量。
电磁量的定义与单位
电磁量
是指描述电磁场和电磁波的物理 量，如电流、电压、电阻、电容 、电感、磁通量等。
《电磁量测量技术》 PPT课件
xx年xx月xx日
• 引言 • 电磁量测量的基础知识 • 电磁量测量的常用方法 • 电磁量测量中的误差与数据处理 • 电磁量测量的应用实例 • 未来电磁量测背景
01
电磁量测量技术在现代工业、科 研和日常生活中具有广泛应用， 如电力、通信、交通、医疗等领 域。
误差的来源与分类
系统误差
电磁波参量的测量
实 验 报 告 专 用 纸姓名： 学号： 实验台号： 实验日期： 实验名称：电磁波参量的测量 成绩：110j r i E R T T E e φε-⊥⊥⊥=- 1131()r r L L L φββ=+= 实验目的（1）在学习均匀平面电磁波特性的基础上，观察电磁波传播特性如E 、 H 和 S 互相垂直。
（2）熟悉并利用相干波原理，测定自由空间内电磁波波长λ，并确定电磁波的相位常数β 和波速υ。
（3）了解电磁波的其他参量，如波阻抗η等。
220j r i E R T T E e φε-⊥⊥⊥=- 22331()()r r r r L L L L L φββ=+=++其中，21L L L ∆=-因为1L 是固定值，2L 则随可动板位移L 而变化。
当2r P 移动L 值时，使3r P 具有最大实验仪器（1） DH1211型3cm 固态源1台（2） DH926A 型电磁 波综合测试仪1套 （3） XF-01选频放大器1台 （4） PX-16型频率计输出指示时，则有1r E 和2r E 为同相叠加；当2r P 移动L 值，使3r P 具有零值输出指示时必有1r E 和2r E 反相。
故可采用改变2r P 的位置，使3r P 输出最大或零指示重复出现。
实 验 原 理两束等幅、同频率的均匀平面电磁波，在自由空间内从相同（或相反）方向传播时，由于初始相位不同，它们相互干涉的结果，在传播路径上形成驻波分布。
通过测定驻波场节点的分布，求得波长λ的值，由2πβλ=、f υλ=得到电磁波的主要参数：β、υ。
设0r P 入射波为：0j i i E E e βγ-=当入射波以入射角θ向介质板斜投射时，在分界面上产生反射波r E 和折射波i E 。
设入射波为垂直极化波，用R ⊥表示介质板的反射系数，用0T ⊥和T ε⊥表示由空气进入介质板和由介质板进入空气的折射系数。
可动板2r P 和固定板1r P 都是金属板，其电场反射系数为-1，则3r P 处的相干波分别为：实验原理在3r P 处的相干波合成 121210()i i r r r i E E E RT T E e e φφε--⊥⊥=+=-+或写成 12()122102cos()2j r i E R T T E eφφεφφ+-⊥⊥-=- 式中12L φφφβ=-=为测准入值，一般采用 3r P 零指示办法 ，即cos()02φ= 或(21)22n φπ=+ n=0.1.2….. n 表示相干波合成驻波场的波节点（0r E =）处。
物理实验技术中电磁学参数的测量与计算
物理实验技术中电磁学参数的测量与计算电磁学是物理学中的一个重要分支，它研究的是电荷和电磁场之间的相互作用。
在物理实验技术中，测量和计算电磁学参数是非常重要的。
本文将介绍物理实验技术中电磁学参数的测量方法和计算原理。
首先，电磁学参数的测量是通过实验手段来完成的。
在实验中，常常需要测量电场强度、电势、电流、磁感应强度等参数。
其中，电场强度是指单位电荷所受到的力，可以通过将电荷放置在某一位置上，测量该位置的电场强度来确定。
电场强度的测量可以使用电场力计或高斯仪等仪器来实现。
而电势是指单位电荷在某一位置上的势能，可以通过电位计来测量。
电流是指单位时间内通过导体截面的电荷量，可以通过电流表来测量。
磁感应强度是指单位面积上通过的磁通量，可以通过霍尔效应或霍尔传感器来测量。
其次，计算电磁学参数需要依据一定的物理原理和数学方法。
例如，根据库仑定律，可以计算出电场强度与电荷分布之间的关系。
电势的计算可以根据电势差的定义和路径无关性原理来完成。
根据欧姆定律，可以计算出电流与电压之间的关系。
而磁感应强度的计算可以基于法拉第电磁感应定律。
此外，还有一些常用的电磁学参数计算公式，如安培环路定理和比奥萨伐尔定律等。
在实际操作中，为了减小误差，常常需要利用一些校准方法来保证测量结果的准确性。
例如，电压表和电流表需要定期进行校准，以确保其测量结果的可靠性。
此外，还需要注意实验环境的影响，如外部磁场、温度等因素都可能对实验结果产生影响，因此需要进行必要的控制。
另外，对于较复杂的电磁学参数的测量和计算，常常需要借助一些先进的仪器和方法。
例如，高频电磁场分析常常需要使用矢量网络分析仪；微弱电流的测量需要使用高灵敏度的电流放大器等。
此外，计算机模拟方法也可以在电磁学参数的测量和计算中发挥重要作用。
总结起来，物理实验技术中电磁学参数的测量与计算是一项重要的工作。
通过合理的实验设计和仪器选择，以及正确的物理和数学方法，可以准确地测量和计算电磁学参数。
固体材料微波频段使用波导装置的电磁参数测量方法
【原创版4篇】编制人:_______________审核人:_______________审批人:_______________单位:_______________时间:_______________序言小编为大家精心编写了4篇《固体材料微波频段使用波导装置的电磁参数测量方法》，供大家借鉴与参考。
下载文档后，可根据您的实际需要进行调整和使用，希望能够帮助到大家，谢射!（4篇）《固体材料微波频段使用波导装置的电磁参数测量方法》篇1固体材料微波频段使用波导装置的电磁参数测量方法通常包括以下步骤: 1. 准备测试样品：将待测固体材料制成波导样品，通常是将材料切割成薄片或者条状物，以便将其放置在波导装置中进行测量。
2. 准备波导装置：根据待测材料的特性和测量需求，选择合适的波导装置，并将其放置在测量环境中，例如恒温恒湿实验室等。
3. 测量反射系数：将待测样品放入波导装置中，使用微波反射计等设备测量样品在微波频段的反射系数。
反射系数是描述材料对微波反射能力的参数，可以通过它来计算材料的传输系数和反射损耗等参数。
4. 测量传输系数：通过测量反射系数，可以计算出材料的传输系数，即材料对微波的传输能力。
通常使用微波网络分析仪等设备进行测量。
5. 测量衰减系数：通过测量样品的反射系数和传输系数，可以计算出材料的衰减系数，即材料对微波信号的衰减能力。
衰减系数是描述材料对微波信号的衰减程度的参数。
6. 计算其他电磁参数：通过反射系数、传输系数和衰减系数等参数，可以进一步计算出材料的其他电磁参数，例如群延迟、相位延迟等。
在测量过程中，需要注意控制测量环境的温度、湿度等参数，以保证测量结果的准确性和稳定性。
《固体材料微波频段使用波导装置的电磁参数测量方法》篇2固体材料微波频段使用波导装置的电磁参数测量方法通常包括以下步骤: 1. 准备测试样品：将固体材料制成薄片或条状样品，以便将其放置在波导装置中进行测量。
2. 校准波导装置：使用标准样品 (例如，已知介电常数和厚度的平板) 对波导装置进行校准。
2011初中电磁学物理实验资料
称电功。而单位时间内对研究的对象所作的功称为电功率，用
P表示，即
P
A
t
式中 A I 2 Rt
2024/7/14
2
在电路中用于计算电器电功率的常用公 式有：
P UI
1—1
P I2R
P U2 R
1—2 1—3
功率的单位为焦/秒，又称为瓦特，用W
符号来表示。
2024/7/14
3
实验内容
1.通过对小灯泡及发光二极管在发光前后电阻的测 量来观察其特性的变化。
R4
R3
R1
A
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R
R5
R2
B
24
电阻串、并联时，其等效总电阻应按电阻串、并联 时的不同结构与其串、并联时的计算方式而得到 结果。
RA R1 R2 RB R4 R5
RZ
RA RB RA RB
R3 R3
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25
实验器材
多用电表、电阻箱、各种阻值的固定电 阻、各种阻值的可变电阻、开关、导线 等
(1)用伏安法的测量原理设计出实验线路图。
小灯
(2)按照画出的实验线路图接好电路。
(3)接通电路后，通过改变小灯泡两端的电压来测出相应的电流和 电压值。
怎么调节小灯泡两端的电压?
2024/7/14
8
按照画出的实验线路图接好电路。
如何接线?
0
-
+
V G
G
小灯
0
-
+
G
G
A
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9
按照画出的实验线路图接好电路。
51欧
200欧
100欧
39
电磁测量课件-第六章教案资料
可见，实积和虚积电桥，除单一元件的两臂外，其余两臂 的阻抗，一个臂是两元件的串联，另一个臂是两元件的并联， 此时电桥的平衡条件与电源频率无关，否则与电源频率有关。
（2）实比和虚比电桥
实比和虚比电桥，除单一阻抗元件的两臂外，其余两臂的 阻抗都是两元件的串联或都是两元件的并联，此时电桥的平衡 条件与电源频率无关，否则与电源频率有关。
U˙
Y2
˙I1
˙ I2
ZD
Y4
D
Yx
U˙
图中
Y2
1 R2
转移单元联接框图
ZD
1 R3
1 j C3
Y4
1 R4
1
Yx Rx jLx
电桥平衡时应有
.
.
I1 I2 0
则
.
.
UY2ZDY4UYx 0
代入转移参数，有
整理可得
1
1
1
1
0
R2
1 R3
j C 3
R4
Rx j Lx
Rx
R2 R3
R4
Lx R2R4C3
输电线路的工频参数是指正序阻抗、零序阻抗、正序电 容、零序电容、相间电容、互感电容和互感阻抗，这一组参 数是电力系统短路电流计算、继电保护整定计算和选择合理 运行方式前建立数学模型的必备参数。我国 110V 及以上的 线路要求以实测为准，110V以下的线路一般不要求实测，以 理论计算为准，但对于新建线路、改造线路和对系统安全要 求较高的线路必须进行实测。
R2CQ 2I
m
三、坎贝尔桥法
坎贝尔桥法的电路
jMI j I CN
M 1 4π2 f 2CN
四、补偿法
˙I
A
＋ ．
ANSYS电磁场分析指南-第六章3-D静态磁场分析（棱边单元方法）
第六章３-Ｄ静态磁场分析（棱边单元方法）6.1何时使用棱边元方法在理论上，当存在非均匀介质时，用基于节点的连续矢量位A来进行有限元计算会产生不精确的解，这种理论上的缺陷可通过使用棱边元方法予以消除。
这种方法不但适用于静态分析，还适用于谐波和瞬态磁场分析。
在大多数实际3-D分析中，推荐使用这种方法。
在棱边元方法中，电流源是整个网格的一个部分，虽然建模比较困难，但对导体的形状没有控制，更少约束。
另外也正因为对电流源也要划分网格，所以可以计算焦耳热和洛伦兹力。
用棱边元方法分析的典型使用情况有：·电机·变压器·感应加热·螺线管电磁铁·强场磁体·非破坏性试验·磁搅动·电解装置·粒子加速器·医疗和地球物理仪器《ANSYS理论手册》不同章节中讨论了棱边单元的公式。
这些章节包括棱边分析方法的概述、矩阵列式的讨论、棱边方法型函数的信息。
对于ANSYS的SOLID117棱边单元，自由度是矢量位A沿单元边切向分量的积分。
物理解释为：沿闭合环路对边自由度（通量）求和，得到通过封闭环路的磁通量。
正的通量值表示单元边矢量是由较低节点号指向较高节点号（由单元边连接）。
磁通量方向由封闭环路的方向根据右手法则来判定。
在ANSYS中，AZ表示边通量自由度，它在MKS单位制中的单位是韦伯（Volt·Secs），SOLID117是20节点六面体单元，它的12个边节点（每条边的中间节点）上持有边通量自由度AZ。
单元边矢量是由较低节点号指向较高节点号。
在动态问题中，8个角节点上持有时间积分电势自由度VOLT。
ANSYS程序可用棱边元方法分析3-D静态、谐波和瞬态磁场问题。
（实体模型与其它分析类型一样，只是边界条件不同），具体参见第7章，第8章。
6.2单元边方法中用到的单元表 1三维实体单元6.3物理模型区域的特性与设置对于包括空气、铁、永磁体、源电流的静态磁场分析模型，可以通过设置不同区域不同材料特性来完成。
《电磁学实验》数据记录表（ＰＤＦ）
实验六地磁场水平分量测量专业班级姓名学号分组实验编组号(实验桌位号)№:[数据记录]表6-1 线圈匝数：N= 匝，线圈平均半径R=0.105m一二实验七 磁场的描绘专业 班级 姓名 学号分组实验编组号(实验桌位号) №: .[数据记录]（新仪器）圆线圈平均半径：R=105.0mm ，线圈的励磁电流：正弦波形。
数显交流毫伏表量程：U m =20.00mV 、测量误差：±1％。
1.载流圆线圈的磁场沿轴线分布的测量注：X ＝标尺读数－(－52.5)。
2.验证磁场的迭加原理注：当α的示值>180°时，应按 α=α示值－360° 记录α值！*3.考察姆霍兹线圈中%10=∆B B的匀强区 [时间足够时选做]附：磁场的描绘数据处理计算表载流圆线圈的磁场沿轴线分布规律相关计算表注：μ0＝4π×10－7 H/m。
对本实验，载流圆线圈的匝数N0＝400，载流圆线圈的有效半径R＝0.105m。
三四实验八 霍尔效应专业 班级 姓名 学号分组实验编组号(实验桌位号) №: .[数据记录]一、验证霍尔控制电流I S 与霍尔电压U H 的线性关系4U 4H 3H 2H 1H H =二、测绘励磁电流I S 与霍尔电压U H 的关系曲线表8－2取I S =3.00m A三、确定样品的导电类型五实验九 交流电桥专业 班级 姓名 学号分组实验编组号(实验桌位号) №: .[数据记录]本实验所用电感箱(10mH 档) 准确度等级为：a L =0.5 表9-1 所用电阻箱各倍率档的准确度等级记录表9-2 所用电容箱各倍率档的准确度等级记录一、利用电容比较电桥测电容【待测电容容量估计值C X ≈ 】 表9-3 电容箱起始电容值C 10+C 20 = 、取工作电源U S =10V 、f ＝1000HZ注：表中2C '为电容箱读数盘的示值，().201222C C C C ++'=二、利用西林电桥测量【待测电容同上，取工作电源U S =10V f ＝1000HZ 】表9-4 容箱C 3起始电容值C 10+C 20 = 、电容箱C 4起始电容值C 10+C 20 =三、利用可调电感比较电桥测量电感【待测电感量估计值L X ≈33mH 、取工作电源U S =10V 、f ＝1000HZ 】表9-5 电感箱10mH 档的线圈直流电阻值为R 2=四、利用麦克斯韦电桥测量【待测电感同上,取工作电源U S =10V 、f ＝1000HZ 。
第六章 电磁骚扰测量及常用分析仪器
第六章 电磁骚扰测量及常用分析仪器
EMC-6
（3）30MHz~300MHz频段：对该频段电磁骚扰的测量一般容易满足远 场条件，电磁波的电场分量与磁场分量具有固定的波阻抗关系。该频段的 标准天线是双锥天线，它是宽带天线的一种，天线的增益在整个频段内均 较高。此外，平衡偶极子天线也是这一频段的标准天线。 （4）300MHz~1GHz频段：该频段的标准天线是对数周期天线，它具有 增益高、驻波比低、频带宽等特点。也可以采用偶极子天线，但是由于该 频段对应的天线尺寸较小，因此通常天线的灵敏度较低。 （5）100MHz~10GHz频段：该频段电磁骚扰的测量采用螺旋天线，它 既可以测量线极化波又可以测量圆极化波。200MHz~40GHz频段：该频段 电磁骚扰的测量采用喇叭天线，它具有增益高、方向性强和均匀度好等特 点。
测量接收机是典型的频域测量设备，即测量结果是信号 的频谱。如果将测量接收机的测量数据读出，可以用一个两 列的数据表格存放：一列数据是频率值，另一列数据是与频 率值相对应的电压值。频率值的单位可以是Hz、kHz、MHz 或GHz等，电压值的单位则既可以是绝对电压值，如V、mV 或V等，也可以是相对于某一参考电压的分贝值，如dBV、 dBmV或dBV等。
4．功率吸收钳
在高频段，电气设备的电源线和其它引线的尺寸与信号波长相当，这 些载流线将表现出明显的天线效应，从而向周围空间辐射电磁波。对于特 定的频率，一定结构的载流线辐射电磁波的能量主要取决于线上共模电流 的大小。直接采用电流探头测量这一共模电流将会因为共模阻抗的不确定 性而带来较大的误差。功率吸收钳通过具有功率吸收功能的铁氧体材料为 共模电流提供了稳定的阻抗而抑制了测量的不确定性。
（2）电流探头
为了能够在不断开被测线路的情况下实现电流的测量，电流探头均 采用卡钳式结构。其原理与电流互感器相同，被测线路为单匝的初级线 圈，而将缠绕在一个可分合的磁芯上的多匝导线作为次级线圈。
电磁学测量精品PPT课件
• 电磁学研究的是电磁的相互作用及 其运动规律。
• 电磁学理论是在电磁学实验的基础 上建立和发展起来的，实验检验着 理论的正确与否；反过来，电磁学 理论又对电磁学实验起着重要的指 导作用。
电磁测量是物理实验中最重要 的基础内容，同时它在当今生活、 生产和科学研究中有着最广泛的应 用。各种物理、化学、生物和其他 领域中使用的精密仪器设备中都会 涉及到电测仪表或会用到电磁测量 的实验方法。
2. 研究RC、RL、LC、RLC等电路的暂态过 程，RL、RC电路的稳态过程，串、并联电 路的交流谐振现象，电路品质因素Q的测量 方法。
3.交流电桥可用于测量电阻、电感、电容、 磁性材料的磁导率、电容的介质损耗等， 还可以利用交流电桥平衡条件与频率的相 关性来测量频率。
三、电磁场测量
1.介绍了用稳恒电流场模拟静电场的原理、 条件，以及用电磁感应定律研究磁感应强 度B与电流I和感生电动势V之间的关系，测 量螺线管的磁场分布，观察互感现象等。
2.检流计是应用很广的一种高灵敏仪 表，常用来检查电路中有无电流通过， 主要用在平衡式直流电测仪器如电位 差计、电桥作示零仪器，另外在光-电 测量、差热分析等实验中测量微弱的 直流电流。
3.电桥电路是电磁测量中电路连接的 一种基本方式。由于它测量准确， 方法巧妙，使用方便，所以得到广 泛应用。
直流单电桥
模拟法是科学研究的一种方法， 它不直接研究物理现象或过程的本 身，而是用与这些现象或过程相似 的模型来进行研究。
2.磁场测量是电磁测量技术的一个重要
分支,在工业生产和科学研究的许多领域
都要涉及到磁场测量问题。
磁探矿、磁悬浮列车、地质勘 探、磁导航、导弹磁导、同位素分 离、质谱仪、电子束和电子束加工 装置、受控热核反应以及人造地球 卫星等，甚至在医学和生物学方面 也有应用。
电磁材料的电磁参数及测量
设介质环在磁场强度H =0时未处于磁化状态,磁化强度M =0,见图1。增大H ,开始时, M增加比较缓慢(OA段,然后经过急剧增长过程(AB段,又缓慢下来(BS段。当H >Hs时, M几乎不再增长。介质的磁化已达到饱和状态。饱和状态下的磁化强度M s ,即饱和磁化强度。
磁介质的磁化率m =M /H。磁导率= 0 r。其中r =1+ m ,称为相对磁导率。引入磁导率这个概念的原因是:铁磁质呈现很强的顺磁性,但不是线性介质。但为了能用数字表征材料的磁性,人们类比线性材料的情况引入此概念。
2电磁材料的主要电磁参数以及测量
方法
表征材料电磁特性的宏观电磁参数有许多,在不同的研究领域或应用场合,常采用不同的宏观电磁参数。例如,在极宽的频率范围内科学上和工程上常采用复介电常数和复磁导率,在通信工程中常
第13卷第6期
2020年12月
金属功能材料
M etalli c Functional M aterials
=N k ! /(mAB =1/C N k !
(1
此式表明磁通计偏转值与被测磁通!的变化成正比。式中C为磁通计的仪表常数。
磁参数的测量
磁参数的测量磁参数的测量是磁学基础研究和磁性材料及元器件工业的重要组成部分，电工测量技术中不可缺少的分支。
它主要包括磁场测量和磁性材料测量两方面的内容。
这部分的内容接触到高中物理的一些知识，同学们也都没有测量过磁类的参数，属于比较生疏的部分，所以先对基本知识做查询了解。
磁性元件：如收音机的磁棒，电视机中的磁芯、磁帽、偏转线圈磁环等。
磁性材料：通常认为，磁性材料是指由过度元素铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。
主要分为软磁材料和硬磁材料，还有一些特种磁性材料。
金属的磁性材料主要有电工钢、镍基合金和稀土合金，非金属的主要是铁氧体材料。
磁性材料是生产、生活、国防科学技术中广泛使用的材料。
如制造电力技术中的各种电机、变压器，电子技术中的各种磁性元件和微波电子管，通信技术中的滤波器和增感器，国防技术中的磁性水雷、电磁炮，各种家用电器等。
此外，它在地矿探测、海洋探测以及信息、能源、生物、空间新技术中也获得了广泛的应用。
1. 磁场测量在生厂上要求一些磁性元件的部位能够产生一定强度的磁场，或者限制元件周围的磁场强度。
测量方法很多，主要有三类：（1） 利用电磁感应原理，将磁场强弱转换成测试线圈的感生电动势；（2） 利用载流导体在磁场中受电磁力作用的原理，转换为力测量；（3） 利用物体在磁场中表现特性的不同，转变成电参量测量。
以下列举了一些课本上的测量磁场的方法做初步了解。
1.1用冲击检流计测磁通测量的原理图见书图2-5-2。
电磁感应原理：闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流。
由图中可见，移动测量线圈，必将产生一个感应电动势e ，线圈回路中得到一个脉冲电流，检流计也接在这个回路之中，脉冲电流使可动线圈产生偏移，记偏最大移角为m α。
根据电路图中的电压平衡和初始值、以及偏转量与脉冲电荷q 的关系式q k q m 1=α，最后可得m α与磁通△φ的正比关系式：φα∆-=Rk w q B m 现常用的有上海电表厂的AC4/3冲击式直流检流计、及改善了的AC171.2用磁通计测量磁通磁通计是由测量线圈和一个无反作用力矩的磁电系测量机构成。
高中物理实验测量电磁感应与电动机的原理与实例
高中物理实验测量电磁感应与电动机的原理与实例电磁感应是研究导线在磁场中产生感应电动势以及电动势大小与其相关因素的物理现象。
而电动机是利用电磁感应原理，将电能转换成机械能的装置。
在高中物理实验中，我们可以通过一系列实验来测量电磁感应与电动机的原理并加深我们对于这些知识的理解。
本文将通过一些实例来介绍这两个实验以及它们的原理。
实验一：测量电磁感应电动势的大小与线圈匝数之间的关系材料：导线圈、万用表、磁铁和电源。
步骤：1. 将导线缠绕成一个线圈，并固定在一块非磁性材料上。
2. 将线圈两端连接到万用表上，选择电压测量档位。
3. 在线圈旁边放置一个磁铁，并通过电源通电。
4. 记录下万用表上显示的电压值。
5. 更换导线圈，重复上述步骤2-4。
6. 每次记录电压值后，将线圈匝数与对应电压值进行比较并记录。
原理：根据电磁感应的原理，当导线与磁场相对运动时，导线两端会产生感应电动势。
而线圈匝数与感应电动势大小有关，匝数越多，感应电动势越大。
通过这个实验，我们可以观察到线圈匝数与感应电动势之间的关系。
实验二：测量电动机的转速与电压之间的关系材料：电动机、电位器、电源、万用表和计时器。
步骤：1. 将电动机连接到电源，并调整电源电压。
2. 将电位器连接到电动机的控制线路上。
3. 通过调节电位器的阻值来改变电动机的电压。
4. 使用计时器来测量电动机转一圈所需的时间。
5. 调节电位器，改变电压，重复上述步骤4。
6. 每次记录转速与电压的对应关系。
原理：电动机的转速与其所受的电压有直接关系。
电动机转速的变化可以通过改变电源电压得到。
通过这个实验，我们可以观察到电动机的转速与电压之间的关系。
实例：在实验一的基础上，我们可以进行一个实例来进一步说明电磁感应与电动机的原理。
材料：导线圈、铁芯、磁铁、电源、电动机。
步骤：1. 将导线圈缠绕在铁芯上，并固定在一块非磁性材料上。
2. 连接导线圈的两端到电源上，并将磁铁靠近导线圈。
3. 记录下导线圈上产生的感应电动势。
电磁波测距的基本公式,式中为
电磁波测距的基本公式,式中为电磁波测距是一种利用电磁波传播速度和测量时间来确定距离的方法。
在航天、地质勘探、通信等领域具有广泛的应用。
本文将介绍电磁波测距的基本公式，以及公式中各个参数的含义和实际应用案例。
一、电磁波测距的基本概念电磁波测距是基于电磁波在空间中传播的速度和时间来计算距离的一种方法。
电磁波传播的速度在真空中最快，约为每秒3×10^8米。
通过测量电磁波从发射点到接收点所需的时间，可以计算出两点之间的距离。
二、电磁波测距的基本公式电磁波测距的基本公式为：距离（D）= 速度（V）× 时间（T）其中，距离（D）以米为单位，速度（V）以米/秒为单位，时间（T）以秒为单位。
三、公式中各个参数的解释1.速度（V）：电磁波在真空中的传播速度，一般取值为3×10^8米/秒。
2.时间（T）：电磁波从发射点到接收点所需的时间。
通过测量接收到的电磁波与发射电磁波之间的时间差，可以得到距离。
四、公式在实际应用中的案例分析以地球卫星通信为例，假设卫星与地面的距离为36000公里，电磁波在真空中的传播速度为3×10^8米/秒。
卫星发射电磁波后，地面接收站接收到电磁波的时间为127秒。
根据公式计算距离：距离（D）= 速度（V）× 时间（T）= 3×10^8米/秒× 127秒= 3.81×10^10米将公里转换为千米：3.81×10^10米= 3.81×10^7千米五、电磁波测距的优缺点优点：1.电磁波传播速度快，测距速度快。
2.受地形、地貌影响较小，适用于各种复杂环境。
3.设备相对简单，易于安装和维护。
缺点：1.受天气、电磁干扰等因素影响较大。
2.精度受限，难以达到亚米级精度。
3.无法测距小于光速的距离。
六、未来发展趋势和展望1.提高电磁波测距技术精度，实现亚米级甚至厘米级精度。
2.结合多种测距手段，提高测量可靠性。
电磁测量课件-第六章交流参数的测量
2．有源电桥的分析 通常不采用经典电桥的分析 方法，而采用两端口网络转移 参数来进行分析，即把电桥电 路看成是由若干两端口网络的 串联或并联组成。
有源电桥的电路
以上图为例，首先从电源电压入手，把R2作为无源转移导 纳单元Y2，把R3和C3的并联及运算放大器作为有源转移阻抗单 元ZD ，把R4作为无源转移导纳单元Y4 ，然后到指零仪，再把 Rx和Lx的串联作为无源转移导纳Yx ，最后又回到电源电压，该 过程可由下面的框图表示。
rA RA
z
采用电压表前接、电流表后 接的电路，反之采用电压表 后接、电流表前接的电路。
电压表前接、电流表后接的电路 电压表后接、电流表前接的电路
根据 R P I2
可以求出负载的等值电阻，再根据
z U R2 X 2 I
可以求负载的阻抗值，从而可以求出负载的电抗为
X z 2 R2 (U )2 ( P )2 1 U 2 ( P)2
第三节 互感的测量
一、伏安法
如图电路，用电流表和电压表分别测出一次侧电流的有
效值和二次侧电压的有效值，
根据
＋
A
M **
u
U 2πfMI －
V
R
可以计算出被测互感。
伏安法测量互感的电路
二、冲击法
当开关S倒向将一次侧电流改变方向时，在二次侧产生感
应电流，二次侧回路电压方程为
I
M
dI dt
L2
di2 dt
虚积电桥的电路
Z2 和 Z3一个为容性，
Z2 和 Z3都应是容性
另一个必为感性。
阻抗。
（3）实比电桥
R1
Z2
D
R3
Z4
u ＋－ 实比电桥的电路
电磁测量第六章2008
u
实比电桥
4) 相邻桥臂一个电阻元件，另一个是电容元件 b , 3 0 1 Z
C1
2
a R3
D
d Z4
C1
c
R3
u
虚比电桥
3 1 2 2 4 2 Z2应是（不纯）容性阻抗 Z4应是（不纯）感性阻抗
Q CQm CxU
Cx CQ U
＋
Rx
1 S2
m
U －
Cx
G
冲击法测量电容的电路
三、电流比较法
用电流表分别测量流过 CN 的电流 IN 和流过 Cx 的电流Ix 由
IN Ix C N Cx
Ix Cx CN IN
＋ ． U
． IN CN
． Ix
Cx
可得
－
四、电压比较法
Z 2 Z3 若 Z x Z1 , 则 Z x u Z4 设：Z i Ri jX i zi i , i 1,2,3,4
Z1 Z4 Z2 Z3
Z3
则由平衡条件，得出两个平衡方程式
R1 R4 X1 X 4 R2 R3 X 2 X 3 R X R X R X R X 4 1 2 3 3 2 1 4
有
idt CQm
0
I ＋ U －
RN A
S
t=0 V
i
放电回路的电压方程为
G
Lx
di Lx Ri 0 dt
冲击法测量电感的电路
取等号两边从0 到∞的积分
di Lx dt R idt 0 dt 0 0
因 i(0) I ， i() 0，故
第六章 电磁参数的测量
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• 中界频率
• 周期与频率的测量均存在N=±1的量化误差．为了保证测量准确 度，当频率比较高时，直接测量信号频率，这时示值大，相对误 差可小些；而当频率比较低时，测量信号的周期，使相对误差小 些。
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∆f x ∆N ∆t = + fx N t
（2）闸门开启时间误差 ） • ∆t 为闸门开启时间误差，即时基误差，主要决定于晶体振荡器频
率的稳定度和准确度。此外也会受分频电路等开关速度及其稳定 性的影响 ∆fc ∆t = t fc
∆f x ∆N ∆t = + fx N t
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• 功率的测量（有功、无功、视在功率） 功率的测量（有功、无功、视在功率）
1 P= T
∫
T
0
u (t )i (t ) dt = UI cos ϕ
（1）功率变换器 ）
e(t)= Ku (t )i (t )
= KU m I m sin ωt sin(ωt + ω ) = KUI [cos ϕ − cos( 2ωt + ϕ )]
1 fx = Tx
•
∆f x ∆T =− x fx Tx
对某一个被测频率信号，究竟是应该测频率还是应该测周期？存 在一个分界点，即中界频率问题。
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• 测频时 t
Tx =
N mT x T0 N T = m T0
物理电磁学的实验设计与分析
物理电磁学的实验设计与分析引言：电磁学是物理学的一个重要分支，研究电荷的运动和相互作用以及与磁场的关系。
通过进行实验，可以更好地了解电磁学的基本原理和应用，培养学生的实验设计和数据分析能力。
本教案将介绍一些物理电磁学实验的具体设计和分析。
一、实验名称：磁场的测量及磁感应强度的计算实验目的：通过实验测量磁场的强度，并计算给定磁场中的磁感应强度。
实验器材：磁力计、符合规格的磁铁、直尺、电流表。
实验步骤：1. 将磁铁置于水平面上，并确定其正北方向。
2. 使用磁力计将磁场的强度进行测量，记录在实验记录表上。
3. 在磁场中放置一个小功率电流线圈，通过测量线圈所受磁力和知道其电流，计算磁感应强度。
实验分析：根据实验记录表中的数据，绘制磁场与距离的关系曲线，使用线性拟合方法确定磁感应强度与距离的关系。
进一步分析实验数据，得出结论。
二、实验名称：电磁感应的研究：法拉第电磁感应定律实验目的：通过实验验证法拉第电磁感应定律，并分析其应用。
实验器材：U型磁铁、线圈、电流表、磁场感应计。
实验步骤：1. 将U型磁铁置于桌面上，并将线圈放置在磁铁之间。
2. 将电流表连接到线圈上，并用磁场感应计测量线圈的输出电压。
3. 通过改变磁铁和线圈的位置关系，并记录测量数据。
实验分析：根据实验数据，计算出磁场感应的变化率，并验证法拉第电磁感应定律。
进一步分析实验数据，讨论其应用和意义。
三、实验名称：电磁感应的研究：互感和自感实验目的：通过实验研究互感和自感现象，并分析其特点和应用。
实验器材：互感线圈、自感线圈、交流电源、示波器。
实验步骤：1. 将互感线圈和自感线圈连接到交流电源上，并使用示波器观察波形。
2. 改变互感线圈和自感线圈之间的位置关系，并记录实验数据。
3. 根据实验数据，计算出线圈的互感和自感系数，并分析其特点和应用。
实验分析：根据实验数据，计算出互感和自感的数值，并进行比较和分析。
讨论其在电磁学领域的应用和重要性。
结语：通过进行物理电磁学实验的设计和分析，可以加深学生对电磁学原理的理解和应用。
波导法测试电磁参数的方法
波导法测试电磁参数的方法说实话波导法测试电磁参数这事儿，我一开始也是瞎摸索。
我就知道波导是用来传输电磁波的，想着这里面肯定有门道能测试电磁参数。
最开始的时候，我以为只要把被测的东西往波导里一放，然后收集点数据就行了，那可大错特错喽。
我试过好多次都是失败的。
比如说我放进去一个小的电磁元件，但是根本不知道怎么正确去接收和解读波导反馈出来的信号，得到的数据完全就是一团糟。
后来我才明白，波导的连接得特别谨慎。
就好像你在接水管一样，如果水管接口漏了，水就到处流，在波导这呢，要是连接不好，电磁波就会泄漏，测量就不准了。
我就开始小心地把波导接口弄得严严实实的，这是关键的第一步。
而且啊，在测试频率这一块，我纠结了很久。
我开始不确定到底用哪个频段合适。
我试着从低频开始，但是效果很差。
那就像钓鱼，你拿错了鱼竿和鱼饵，根本吸引不到你想要的鱼。
后来我参考了很多资料，也请教了一些前辈，慢慢找到比较合适的频率范围。
可是怎么在波导法中准确调节频率也是个大挑战。
当时我就像个无头苍蝇，这里调一下那里调一下，结果可想而知。
但是经过不断的尝试，我发现要按照一定的步骤来调节设备的旋钮或者设置参数。
你得慢慢来，每次动一点点，就像在调节老式收音机找台一样要慢慢搜。
我还发现使用波导法测试的时候，被测物体的放置位置和方向也有影响。
有一次我把个小金属块放进波导里面，就是随便一放，不管方向，然后出来的数据就奇奇怪怪的。
后来我改变了它的角度和在波导里的位置，多试了几次，才找到比较合理的放置方式以便得到准确的数据。
到现在呢，虽然说不能说已经把波导法测试电磁参数吃得很透，但是至少不会像刚开始那么瞎了。
要是你想做这方面的测试，首先就得把波导连接好，千万别大意，要当自己在做一件很精细的手工活。
然后频率这个事，别自己瞎猜，多找点资料参考一下。
还有别忽略被测试物体在波导里的位置和方向，多试几次，你就会慢慢发现规律的。
我还在一直摸索，相信以后还会有更多心得体会。
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• 电流互感器：
I I I 1 2 0
Z I (Z Z ) I 0 m 2 f 2
I I2 1 Zm Z m Z f Z 2
I I1 2
Z 要求激磁阻抗 Z m 足够大 ，副边漏抗 Z 2 足够小 ，负载阻抗 f 不能 大于规定的数值。 这对电流互感器的设计制造工艺都提出了较高的要求： (1)必须采用高导磁材料，并工作在低磁密状态下，在整个量程内不 出现饱和，保证 Z m 足够大。 (2)在工艺上保证原副边耦合好，使 Z2' 尽量减少。
常用的方法： 串电阻与分流器法： 对电阻R有—些特殊的要求： （1）电阻R的数值选择要合理，要与R 所通过的电流相适应.。一般使电阻上的 电压在40一l00mV左右。 (2)R的热稳定性要好，温度系数小。注意满足电阻R的允许功耗和散 热条件，允许功耗比实际功耗大几倍。 (3)在交流电路中，频率较高时R选无感电阻，并且注意减小电感和分 布电容。 (4)电阻R最好是四端电阻，即具有一对电流接点串联到电路，一对电 位接点引出电压，以降低接触电阻对准确度的影响；对于大电流 测量，最好采用标准化的分流器。 (5)为了避免对测量电路产生不良影响和危险，放大器通常采用隔离 放大器。
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• 功率的测量（有功、无功、视在功率）
1 P T
T
0
u (t )i (t )dt UI cos
（1）功率变换器
e(t)= Ku(t )i(t )
KU m I m sin t sin(t ) KUI[cos cos(2t )]
f x f c 1 fx N fc
f c / f c 远小于1/N ，所以，频 • 由于晶体振荡器的频率稳定度很高， 率测量误差主要是量化误差，频率越低，相对误差就越明显。
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• 计数法测周期
Tx NT0
Tx NT0 T0 N
第六章 电磁参数的测量
• • • • • • 1 2 3 4 5 6 电压、电流、功率的测量 频率的测量 相位差的测量 波形参数的测量 阻抗测量 磁参数的测量
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电压的测量 • 电压的等级：高压、中压、低压 • 分压器、电压互感器、放大器 • 电→磁→力→指针，模拟指针电压表
•频率测量的误差为 总相对误差—般可采用分项误差绝对值合成
N N f x 2 t t t
（1） 计数法测频的量化误差 计数电路可能存在±1个脉冲误差 ，量化误差 N 1 使N增大，减小相对误差：延长计数时间(控制闸门的时基增大)，或 者将输入信号倍频。但由于受计数器位数的限制，N不可能太大。
cos(2t ) 0
U e(t ) K UI cos
（2）计算机采样计算法
T P S（P0 P ） 1P 2 P n 1 T
Pi ui ii
瞬时功率有正有负
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频率的测量
•计数法测频原理 频率是单位时间内被测 信号重复出现的次数。 N f t
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• 数字采样方法求交流有效值：
TS 2 1 n-1 2 2 2 2 U rms (u0 u1 u2 un 1 ) ui T N i 0 影响测量准确度的因素： • 采样频率：越大，越接近真实波形 • 与信号频率变化的相关性：信号频 率变化了，要调整采样点数或采样频率， 保证是整周期
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电流互感器特点及注意事项： (1)原副边电路起到了电隔离作用； (2)交流强电流直接串入电阻被测电路损耗太大。电流互感器副边 接入电阻折算到原边阻值很小，影响小，但电流互感器的接入对 瞬态电流的测试（如短路电流）不利。 （3）电阻R大小由互感器的容量伏安值决定（一般常用电流互感器 为10 V· A或5V· A） （4）由于电流互感器副边匝数远大于原边，在使用时副边绝对不允 许开路。否则，会使原边电流完全变成激磁电流，铁心达到高度 饱和状态，使铁心严重发热并在副边产生极高的电压，引起互感 器的热破坏和电击穿，并对人身及设备造成伤害。
• 电→ADC →数字，数字电压表
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交流电压测量 • 将交流电压转换成直流电压：峰值变换器、平均值变 换器、有效值变换器。 峰值变换器：峰值------有效值。波峰系数 Kp=峰值/有效 值，对于无直流分量的标准正弦波Kp=1.414 平均值变换器：平均值-----有效值。波形因数KF=有效值/ 平均值，对于正弦波KF=1.11 峰值变换器和平均值变换器的特点：标准正弦波或特定 的波形；有些还受频率的限制。成本低。 有效值变换器：有效值变换电路。 特点：受波形影响较小，成本高。
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f x N t fx N t
（2）闸门开启时间误差
•
t 为闸门开启时间误差，即时基误差，主要决定于晶体振荡器频
率的稳定度和准确度。此外也会受分频电路等开关速度及其稳定 性的影响 f c t t fc
f x N t fx N t
电压互感器：
与功率变压器的区别： • 功率变压器：能量传递，高效； • 电压互感器：精度高、线性度好。铁心 选用高导磁材料制成，而且要降低漏磁 不能饱和。副边不能短路。
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电流的测量 • 业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术