小电流精确测量

应用指南系列

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编号100

小电流测量

基本电流测量

在典型电路(参见图1a )中，一个源使电流(I)流过电路。任何电流测量的目标都是在电路中串联一个安培计，使安培计测得的电流与原始流过电路的电流完全相同。为了实现这一目的，在A 点和B 点之间断开电路，如图1b 所示连接安培计。在理想情况下，电流表对电路完全没有影响。然而，在实际测量中，可能会出现多种误差源。正如我们在下文中讨论的一样，这些误差源会造成明显的测量不确定性。

任何安培计均可模型化为包括图1b 所示的三个独立电路元件：由连接至安培计的输入电缆形成的分流电阻(R SH )；一个不希望的电流发生器(I C )，主要代表电路互连产生的电流；内阻(R M )，包括串联电缆电阻。请注意，R M 与理想安培计(M I )串联，本身没有电阻或电流源。

在将一个安培计接入被测电路时，安培计的示值等于电路中未串联安培计时流过电路的电流减去电路模型中的元件造成的误差。这些误差包括通过模型分流电阻的电流、互连产生的电流、整个安培计模型上的电压降引起的误差，以及安培计本身的不确定度。

对于常规范围(典型>1mA)的电流测量值，由安培计电压降、分流电流和噪声电流引起的误差通常足够小，可忽略不计。在这种情况下，显示的电流读数几乎等于实际电流加上或减去安培计的固有不确定度(U M )。设计用于测量这些常规电流的仪表通常包括一个电压表电路，它测量与被测电路串联的分流电阻上的电压降(参见下文

中关于分流安培计的讨论)。电压表提供的读数与电流成正比。

不幸的是，此类仪表产生的电压降(输入电压降)往往在200mV 至大约2V 范围内。该压降足以造成常规范围以下的电流测量误差。为避免如此大的压降，皮安表和静电计在输入级采用带负反馈的高增益放大器。这样就大大降低了电压降——数量级为200μV 或更小。低电压降减小了测量误差，以及达到规定的准确度必须要维持的最小分流电阻。所以，所以无需采取特别措施来获得不寻常的大电缆电阻。

采用反馈安培计的典型皮安表或静电计的灵敏度通常为1fA (10-15A)或更小，典型准确度为0.1%至3%。

分流式和反馈式安培计

测量小电流有两种基本技术：分流法和反馈安培计法。分流器配置主要用于DMM (数字多用表)及老式静电计中，反馈模式中的电缆电容在这些仪表中会产生故障。皮安表和较新的静电计只采用反馈式安培计配置。皮安表和静电计的主要区别是静电计为多功能仪器，而皮安表则只测量电流。还有，典型静电计比典型皮安表的电流灵敏度好几个数量级。 分流式皮安表

利用一个电阻对静电计电压表的输入进行分流则形成一个分流式安培计，如图2所示。输入电流(I IN )在分流电阻(R SHUNT )上产生一个如下所示的输入电压E IN ：

图2：分流式安培计

E IN = I IN R SHUNT

2

请注意，电路的电压灵敏度受R SHUNT 阻值和R A 与R B 的相对值的控制。所以，输出电压(E OUT )由下式给出：

A B A B OUT IN IN SHUNT B B R +R R +R E =E =I R R R ????

??????

??

尽管使用较大的R SHUNT 值可能有很多优势，但是实

际上有很多理由应该使R SHUNT 值尽量小。首先，低值电阻的时间和温度稳定度以及电压系数都优于高值电阻。其次，低电阻值降低了输入时间常数，使仪器的响应时间更快。最后，出于电路加载考虑，安培计的输入电阻R SHUNT 应该很小，以减小电压降E IN 。

然而，静电计(或任何电压表)工作于其最灵敏的量程时会为仪器引入噪声和零点漂移。相比之下，当R SHUNT 增大时，约翰逊噪声电流降低。因此，通常需要在这两个相互矛盾的需求之间权衡利弊。选择1至2V 满度灵敏度，对应的分流电阻值通常则是好的折中方案。

反馈式皮安表

图3所示为反馈式安培计的一般配置。在该配置下,

输入电流(I IN )流入放大器(A)的输入端，也流经反馈电阻(R F )。放大器的低偏移电流将电流(I IN )改变一个负值。 所以，输出电压反映的是输入电流，灵敏度由反馈电阻(R F )决定。小电压降(E IN )和对应的快上升时间由高增益运放实现，它强制E IN 接近于零。

图3：反馈式安培计

电路分析证明：

OUT OUT IN F IN OUT IN IN E

E +I R =E E =-AE , E =-A

所以， OUT OUT IN F E

E +I R =-A

由于A>>1，所以

OUT

OUT IN F IN

OUT E E =-I R , E =<

及 注意，与在电压表电路中一样，利用图4所示的组合，可改变放大器增益。在这种情况下，电阻RA 和RB 被加

至反馈环路，形成一个乘法器。电路增益由反馈电阻及R A 和R B 的相对值决定，给出如下：

A B OUT IN F B R +R E =-I R R ??

??

??

同样， OUT

IN E E =-

A

图4：电压增益可选的反馈式安培计

电流误差源

电流测量仪器中的误差产生于流经各种电路元件的外来电流。在图5所示的电路模型中，电流(I M )，即仪表示值，实际等于通过电流表的电流(I 1)加上仪表的附加不确定度(U M )。I 1等于信号电流(I S )减去分流电流(I SH )和全部产生电流之和(I E )。

图5：电流误差源

图5所示的电路模型中标出了典型电流测量期间产

生的各种噪声和电流。I SE 电流发生器表示源内部本身产生的噪声。漏泄、压电、摩电效应或介质吸收都会产生电流。

类似地，I CE 电流发生器表示仪表和源电路之间的互连产生的电流。在被测电路中产生噪声电流的相同源可

能会在互连中产生噪声。I RE 是由于分流电阻的热活性产生的，噪声电流的rms 值由下式给出：

RE I

式中，k =波耳兹曼常数(1.38 × 10–23J/K)

T 绝对温度，K f =

噪声带宽，Hz

R SH =电阻值，?

由于峰-峰噪声大约为rms 值的5倍，所以当测量高于10-14A 的电流时，噪声电流可忽略。

最后，I IE 是测量仪器中误差电流的特定总和。

噪声电流

以上模型中的噪声电流发生器I CE 、I SE 和I IE 表示电路中特定点产生的不希望电流。这些电流可能是由于摩擦起电、压电效应、电化效应或者电阻性漏流或介质吸收造成的。

摩擦电流(图6所示)是由于导体和绝缘体之间摩擦而在交界面上产生的电荷形成的。自由电子由于摩擦离开导体，造成电荷不平衡，由此产生电流。同轴电缆内绝缘材料和导体相互摩擦产生的电流就是一个典型的例子。为了将这一问题最小化，可采用专用的低噪声同轴电缆和三轴电缆。

图6：摩擦效应

图7：压电效应

在特定的绝缘材料上施加机械应力时就会产生压电

电流(图7)。这些电流产生于用作绝缘材料及互连硬件的陶瓷和其他结晶材料内。在很多塑料中都会发生类似的电荷存储效应。

如图8所示，电化效应也会引起噪声电流。图中的化学成份在电路板上两个导体之间形成了弱电池。例如，当常用的环氧印制板未用蚀刻溶液、助溶剂或其他材料彻底清洁时，就会产生几个纳安的电流。为防止这些误差电流，所有互连电路都应该用清洁液彻底清洁，例如甲醇，然后在使用之前彻底晾干。

当施加于绝缘体的电压造成绝缘体内的正、负电荷极化时，就会发生压电效应。电压消除后，当分离的电荷重新组合时，就会通过外部电路产生一个衰减电流。在测量敏感电流时，避免向绝缘体施加超过几个伏特的电压，可将介质吸收效应降至最低。如果实在不可避免，介质吸收引起的电流需要几分钟甚至几个小时才能消失。

图9中汇总了各种电流发生效应的大约幅值。

图9：小电流现象产生的电流的典型幅值

保护

电流导体和附近电压源之间的高电阻通路会产生明显的漏流，可通过保护将其消除。基本上讲，保护采用一

3

4

个与敏感电流通路处于相同电势的导体完全环绕住承载高阻信号的输入线。该保护导体由一个低阻源驱动，将导体维持在与高阻源相同的电势，从而大大减小这些导线的漏流。

例如，假设用一个安培计测量通过二极管的反向电流I D ，如图10a 所示。如果仪表(皮安表或静电计)与二极管串联(图10b )，它将不但测量二极管电流(I D )，而且还有流经漏泄电阻通路(R L )的漏流(I L )。如果RL 的值为1G ? (109?，适合于很多绝缘体的合理值)，漏流(I L )将为15nA (假设电路电势为15V ，如图所示)。

显而易见，大漏流就会掩盖实际的反向电流(I D )，因为现代二极管中的反相漏流通常远远小于15nA 。解决这一问题的方式之一是将漏泄电阻(R L )增大至1T ?，将I L 减小至15pA ，该值相对于I D 来说可能仍然很大。 减小漏流效应的另一种方式时保护二极管和皮安表之间的连接，用一个连接至相同电势(本例中为+15V)的导体将其完全包围住。形成的设置如图10c 所示。由于典型反馈式皮安表的最大电压降仅为200μV ，所以R L 上的电压即被减小至该值，现在的漏流变为：

L 200μV I 1G ?≤

-13L I 210A(0.2pA)

≤×

所以，I L 减小了4个十倍程，相对于I D 就不太明显。 通过R G 的电流仍然为15nA ，但现在由低阻+15V 源

提供，并不被安培计测量，所以不会出现问题。 保护的另一种优势如图11a 所示。在该例中，同轴电缆的屏蔽接地，其泄露电阻将降低高阻源的输出电压，如图11a 和11b 所示。注意，高阻电压表的实测电压被源电阻(R S )和漏泄电阻(R L )形成的分压器衰减。

例如静电计电压表的单位增益或前置放大器输出(图11c )，因为绝缘(R L )上根本不存在电势，所以从中心导体至屏蔽的漏流将消失。从外部保护屏蔽层到地的漏流(I G )可能需要考虑，但是由于该电流由低阻前置放大器输出而非高阻源提供，所以没有什么影响。

尽管保护的主要好处是降低漏电阻效应，但另一方面也减小了有效输入电容。测量上升时间取决于等效源电阻和仪表的有效输入电容，而有效输入电容又取决于静电计输入电容和连接电缆电容。所以，对于高阻测量，即使很小的电缆电容也会导致上升时间非常长。例如，如果输入电容为1,000pF (包括输入电缆)，电阻为200G ?，形成的时间常数(τ = RC)则为200秒，那么测量值稳定至最终值的1%之内就需要1,000秒(超过16分钟)。

现代化的静电计，例如6514、6517A 和6430型，内置精密电路，可充分发挥保护的全部优势。在保护模式下，有效电缆电容可降低至大约20pF ，使测量加快50倍。 高阻测量

当必须测量大于1G ?的电阻时，通常需要静电计。静电计可通过恒压或恒流法测量高电阻。有些静电计还允许用户选择使用哪种方法。恒压法使用静电计安培计和电压源，而横流法使用静电计电压表和电流源。以下对这些技术做一介绍。

恒压法

利用恒压法测量高电阻时，需要一台静电计安培计或皮安表和一台恒压源。有些静电计和皮安表内置有电压源，

如果我们接入DUT 进行测量(图14)，则可根据当前测得的电阻和之前确定的被抵消漏流确定电阻。

可自动计算电阻。本节介绍这种方法，以及减小测试过程中由于测试夹具引起的漏电阻的方法。 S

S M LEAKAGE V R =

I -I

基本配置

恒压法的基本配置请参见图12。在该方法中，将一个恒压源(V)与未知电阻(R)及一个静电计安培计(I M )串联。由于安培计上的电压可忽略不计，所以全部电压实际上处于R 上。安培计测量产生的电流，并利用欧姆定律(R = V/I)计算电阻。

例：设V S = 10V ，I M = 11pA ，及I LEAKAGE = 1pA 。未抵消时，测得的电阻为：

S 10V

R =

=909G ?11pA 5

抵消后，测得的电阻为：

S 10V

R =

=1T ?

11pA-1pA

所以，我们看到抵消功能在本例中消除了大约9%

的误差。

图12：恒压法测量高电阻

由于高电阻通常时所加电压的函数，所以相对于恒流法来说，该方法是首选方法。通过多次测量电压，可绘制一条电阻-电压曲线，并确定“电阻的电压系数”。采用这种方法的部分应用包括测试两端高阻装置、测量绝缘电阻，以及测量绝缘材料的体积和表面电阻系数。 恒压法需要使用静电计安培计，所以所有技术和误差源适用于该方法。高阻测量时的一个常见误差源是电缆和夹具的漏电阻。保护和基线抵消是消除夹具漏泄的两种方法。 基线抵消

图14：基线抵消功能消除了漏电流。

尽管恒压法适合于测量非常高的电阻，并且相当快，但需要注意抑制系统中出现的任何漏电流。否则，任何漏电流都会叠加至测试电流，降低电阻测量准确度。使用基线抵消可消除这些漏电流。

保护和电容效应

为了将分流电流降至最小，大多数静电计放大器的输出

都包括保护连接。由于保护输出为单位增益输出，所以连接在输入端子和保护之间的绝缘体上的电势基本为零。一般而言，小电流测量中用来减小漏流的相同技术可用来降低高阻测量中的这些效应。

以图13所示的电路为例。该例中，从系统中去掉了测试电阻，通过R LEAKAGE 的所有漏电流均被仪表测量为I LEAKAGE 。此时，启用仪表的电流抵消功能，将漏流抵消。

高阻测量中的另外一个误差源是寄生电容，通常与电缆及连接器有关。在高阻时，即使几个皮法的杂散电容也会明显影响电路上升时间，从而影响准确测量所需

的建立时间。例如，10T ? (1013

?)的电阻和100pF 的电缆电容形成的RC 时间常数将为1,000秒。由于电路稳定至1%所需时间为时间常数的5倍，所以电路需要超过80分钟的时间才能足够稳定。

对高阻测量进行保护可大大减小杂散电容效应。有效电容减小的系数等于放大器的开路增益——通常为104至106。

图13：漏泄电阻(R LEAKAGE )引起了电流(I LEAKAGE )。

静电计/皮安表选型指南

型号特性输入连接电流电压电阻电荷

64306?位0.4fA pp噪声。带测量功能的电压/电流

源。IEEE488/RS232可编程。

橡胶插头，3端三轴

50aA至100mA源

10aA至100mA测量

5μV至200V源

1μV至200V测量

10μ?至

1017?

6517A 6?位自动量程。低成本。模拟输出。1000V源。

IEEE488/RS232可编程。

3端三轴 100aA至20mA 10μV至200V

10μ?至

1018?

10fC至2μC

65146?位低成本。自动量程。模拟输出。

IEEE488/RS232可编程。

3端三轴 100aA至20mA 10μV至200V

10m?至

200G?

10fC至20μC

64856?位自动量程。低成本。IEEE488/RS232可编

程。

BNC 10fA至20mA

64876?位自动量程。500V源。IEEE488/RS232可编

程。

3端三轴 0fA至20mA

428-PROG电流放大器BNC 1fA至16mA

26356?位单通道。带测量功能的电压/电流源。

IEEE488/RS232可编程。脉冲功能。支持TSP

高吞吐量。

3端三轴 1fA至1.5A 1μV至200V

26366?位双通道。带测量功能的电压/电流源。

IEEE488/RS232可编程。脉冲功能。支持TSP

高吞吐量。

3端三轴 1fA至1.5A 1μV至200V

测试系统安全

许多电测试系统或仪器能够测量或源出危险电压和功率。在单故障条件下(例如编程错误或仪器故障)，即使系统指示不存在危险，也有可能输出危险水平。

这些高电压和功率水平使得全时保护操作者免受危险伤害非常必要。保护方法包括：

y设计测试夹具，防止操作者接触任何危险电路。y确保被测装置完全密闭，保护操作者免受横飞碎屑的伤害。

y对操作者可能接触的全部电气连接进行双绝缘。

双绝缘可确保操作者在一层绝缘失效的情况下依

然得到保护。

y使用高可靠性失效保护开关，在测试夹具被打开时断开电源。

y如果可能，尽量使用自动装载装置，使操作者无需操作测试夹具内部或者打开保护。

y对系统的所有用户进行适当培训，使其理解所有潜在危险，并懂得如何保护自己免受伤害。

系统设计方、集成方和安装方有责任确保操作者和维护人员保护措施齐全、有效。

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五下科学 时间的测量

第三单元时间的测量 1.时间在流逝 【教学目标】 科学概念：知道时间有时指某一时刻，有时指时间间隔；知道借助自然界有规律运动 的事物和现象可以估计时间。 过程与方法：经历各种活动，感知、体验1分钟时间的长短，进而合理估计10 分钟、1小时持续的时间。 情感、态度、价值观：关注流逝的时间，培养学生珍惜时间的意识；意识到只凭主观 感受有时是不正确的。 【教学重点】感受时间流逝；合理估计时间。 【教学难点】客观合理的估计时间。 【教学准备】大时钟一个，学生自带钟表（小组）。 【教学过程】 一、引入： 1.带领阅读单元导语。 2.揭题：时间在流逝。（板书课题） 二、现在几点了： 1.如果不看钟表，你能知道现在大约几点钟吗？（学生自由发表自己的观点。） 2.可以根据日常生活中的哪些现象来估计现在几点了？（分组讨论估计的方法。） 3.汇报、交流估计方法。 4.要准确地知道现在的时间，该怎么办？（看钟表） 5.请看看钟表，现在几点了？你们小组谁估计的最接近？ 三、1分钟有多长？ 1.师出示大时钟，结合叙述：教材P50黑底部分文字。 2.体验一分钟有多长？ A．集体闭上眼睛，体验一分钟，师看时间。 B．你们还可以找哪些活动，来体验一分钟？小组里面先讨论下，然后拿出时钟或手表，开始体验活动。 3.汇报交流体验方法和结果。 4.我们体验了 1 分钟有多长，那如果让我们估计 10 分钟持续的时间，或者是1小时持续的时间，你打算用那些方法？ 四、过去多少时间了？ 1.从上课到现在已经过去多长时间了？离这节课下课还有多长时间？ 2.在学生估计后，师出示正确时间进行对照，让学生发现有时自己的估计居然这么不 准确。 3.引导交流：在你的生活中，什么时候你感觉时间过得特别快？什么时候感觉时间过 得特别慢？ 4.讨论：时间是否真的如我们的感受一样，有时候快有时候慢呢？ 5.小结：时间是以不变的速度在流逝的，我们之所以会对时间有快慢的感觉，原因就 是有些事情我们会很投入，而有些事情我们没兴趣。 五、延伸： 1.完全依靠自身的感觉来计量时间，准确吗？怎样能比较准确地计量时间呢？

变频器中几种典型的在线电压电流检测方案设计

变频器中几种典型的在线电压电流检测方案设计 1. 前言 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置, 其最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。简单地说变频器是通过改变电机输入电压的频率来改变电机转速的。从电机的转速公式可以看出，调节电机输入电压的频率f，即可改变电机的转速n。目前几乎所有的低压变频器均采用图1所示主电路拓扑结构。 部分1为整流器，作用是把交流电变为直流电，部分2为无功缓冲直流环节，在此部分可以采用电容作为缓冲元件，也可用电感作为缓冲元件。部分3是逆变器部分，作用是把直流电变为频率可调整的三相交流电。中间环节采用电容器的这种变频器称之为交直交电压型变频器，这种方式是目前通用型变频器广泛应用的主回路拓扑。本文将重点讨论这种结构在电压、电流检测设计中应注意的一些问题。变频器在运行过程中为什么要对电压、电

流进行检测呢？这就需要从电机的结构和控制特性上说起： ①三相异步电动机的转矩是由电机的磁通与转子内流过电流之 间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压一定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持一定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。 ②变频器运行中，过载起动电流为额定电流的1.2~1.5倍；过流保护为额定电流的2.4~3倍（根据不同性质的负载要求选择不同的过流保护点）；另外还有电流闭环无跳闸、失速防止等功能都与变频器运行过程中的电流有关。 ③为了改善变频器的输出特性，需要对变频器进行死区补偿，几种常用的死区补偿方法均需检测输出电流。 ④电动机在运转中如果降低指令频率过快，则电动状态将变为发电状态运行，再生出来的能量贮积在变频器的直流电容器中，由于电容器的容量和耐压的关系，就需要对电压进行及时、准确地检测，给变频器提供准确、可靠的信息，使变频器在过压时进行及时、有效的保护处理。同时变频器上电过程、下电过程都需要判断当前直流母线电压的状态来判断程序下一步的动作。 鉴于电压、电流检测的重要性，在变频器设计中采用对电压、电流进行准确、有效检测的方法是十分必要的。下面分别就几种方法进行探讨。 2.在线测量电压的几种方案设计

15.4电流的测量(教案)

§15.4 电流的测量 【教学目标】 （一）知识与技能 1、知道电流的单位及单位换算。 2、知道电流表的用途和符号。 3、记住并理解电流表的使用方法及读数方法。 （二）过程与方法 通过学生实验培养学生使用电学仪器的技能和良好习惯。 （三）情感态度价值观 培养学生的动手能力及合作能力，使学生逐步形成严谨的科学态度与协作精神。 【教学重点】 电流概念的建立、电流表的使用方法。 【教学难点】 电流表的使用方法，包括实物接线和读数。 【课前准备】 ,电流表一只多媒体课件 【教学时间】1课时 【教学过程】 （一）引入新课 师：我们知道，小灯泡发光是因为有电流持续通过小灯泡。下面请同学看老师的实验，仔细观察现象。 教师演示实验：这是一个由电池、灯泡、开关、导线构成的电路，当闭合开关时，同学们看到了什么？说明了什么？（生：灯泡发光，电路中有了电流.）师：你看到电流了吗？你怎么知道电路中有了电流？（生：电流倒是没看见，但灯泡发光了.）教师增加干电池的节数，学生观察小灯泡的亮、暗。师：看到了什么现象？（生：灯泡的明亮程度不一样，学生讨论，为什么？）教师小结：灯泡越亮表明电路中的电流越强，灯泡越暗表明电路中的电流越弱，即是说电流有强弱。 课题：15.4电流的测量 （二）进行新课 （一）电流的强弱 师：同学们请翻开书P45，了解如何表示电流的强弱？电流的单位是什么？知道一些常见的用电器中的一些电流。（学生看书） 学生回答：

1、电流的强弱用电流表示，其符号是I。 2、电流的基本单位是安培，简称“安”，符号是A；常用的单位还有mA和uA。换算关系：1mA=103A，1A=106uA。 学生练习：手电筒电流大约为200mA=______A。雷电电流可达2X105 A=__ _mA=__ _uA （二）电流的测量 师：给每个小组发一个电流表，学生观察。 1、认真观察，认识电流表。 学生观察电流表实物，教师提醒学生注意观察的顺序，记录有价值的信息准备交流。（学生讨论交流，教师引导总结。） 生：电流表上有一个标志符号A，电流表表盘上有一排均匀刻度。 生：电流表的刻度有两种标度。 生：电流表上有三个接线柱。标有“-”、“0.6”和“3”三个接线柱。 师：哪位同学能告诉我，三个接线柱分别表示什么？电 流表的刻度为什么会有两种标度？（生：“0.6”和“3”是 “+”接线柱，因为电流有方向，“+”和“-”接线柱告诉我 们，电流应该从“+”接线柱流进电流表，从“-”接线柱流 出电流表。生：两种标度是因为电流表有两个量程。一个是 “0—0.6A，分度值为0.02A。一个是0—3A，分度值是0.1A） 2、学生练习读数：当电流表所接的量程为０－０.6A时电流表的示数为_________A 当电流表所接的量程为０－3A时电流表的示数为_________A 3、电流表的正确使用： 师：学生看书P46，归纳出电流表的使用方法并进行实验，并量小灯泡的电流。 1：电流表必须和被测的用电器串联；（串联接入） 2：电流必须从“+”接线柱流进去；“-”接线柱流出来；（“＋”进“—”出） 3：不要超过电流表的量程；（在无法知道电流的强度时，要采用“试触”的办法）（不超量程） 4：任何情况下都不能使电流表直接连到电源的两极上。（勿接电源） 4、实验： 演示实验：用电流表测一测前面电路中电流的大小。 学生实验：物理课本47页： （1）按照图15.4-5甲所示的电路图连接电路，测量这种情况下电路中的电流。 （2）如图15.4-5乙所示，改变电流表在电流中的位置，测量这种情况下电路中的电流。 （3）比较电流表两次示数是否有变化。 （三）学习小结

路电流在线监测系统设计方案

输电线路电流电压在线监测系统设计方案 输电线路电流电压在线监测系统设计方案 目录 1．项目必要性 (2) 2．监测系统概述 (2) 3．系统组成 (3) 3.1监测系统原理 (3) 3.2监测系统配置 (3) 4．装置功能 (4) 4．1监测装置特点 (4) 4．2软件系统特点 (4) 5．技术指标 (5) 6．安装说明 (5) 6．1安装区域 (5) 6．2安装示意图 (6) 6．3安装步骤 (6) 7．监测系统供电、运行方式 (7) 7．1 供电方式 (7) 7．2 运行方式 (7)

1．项目必要性 在输电线路过程中电力设备不免受到自然环境（雨、风、雪、雷等）或者人为偷盗等因素的破坏，需要及时地发现与修复，否则一旦造成大面积的停电事故，会严重的影响人们的日常生活，也给国民经济造成巨大的损失。因此，各电力公司要在各变电站中安排工作人员对站内的各种一次设备进行定期、定时地巡检，以便更为有效地掌握电力设备的当前运行状态，及早发现系统中的安全隐患，防止电力事故的发生，从而能够有效的确保电力系统的安全、可靠、稳定运行。 当今社会以人为本，人身安全尤为重要。线路运行过程中需要定期进行巡视、检修，随时掌握各支线的电流大小可以准确掌握各用户用电量，以便更好的服务用户。 随着电力设施的高速发展，将输电线路在线监测设备不断智能化是发展的趋势。本公司特研制出一款监测电流设备对线路进行动态监控，工作人员就可以实时的掌控线路信息。 2．监测系统概述 为了加强对输电线路的监测，也是电力系统发展的需要，应运而生了输电线路电流监测设备。这是新世纪的新型产物，将为以后电力事业的发展奠定一定的基础。 输电线路电流监测系统的目的在于及时的发现设备的各种劣化过程的发展，以求在可能出现故障或性能下降到影响正常工作之前，及时维修、更换，避免发生危机及安全的事故。 电力设备在运行中经受电的、热的、机械的负荷作用，以及自然环境（气温、气压、湿度以及污秽等）的影响，长期工作会引起老化、疲劳、磨损，以致性能逐渐下降，可靠性逐渐降低。设备的故障率逐渐增大，可能危及系统的安全运行，必须对这些设备的运行状态进行监测。

五年级科学下册第三单元《时间的测量》重点练习题合成

一、填空题 1.钟表以（）（）（）计量时间，钟面上的秒针每转动一格，表示时间流逝了 （），秒针转动一圈则表示时间流逝了（）。 2.在远古时代，人类用天上的（）来计时。日出而作，日落而息，昼夜交替自然而然成了 人类最早使用的时间单位（）。 3.古代的水钟分为（）（），都是根据水量的变化制成的。 4.日晷是测量（）的工具。 5.我国现在统一使用的时间是（）。 6.（）在我国古代又叫“刻漏”，是根据滴水的（）原理来计时工具。 7.在一分钟的时间里大约可写（）几个字、看（）行字，跑（）米路等。时间 以（）的速度在流逝，平时觉得时间有快慢是我们的感觉在起作用。 8.古代的人们利用流水来计时，称为水钟。通常水钟有（）和（）型两种。 9.同一个单摆每摆动一次所需的时间是相同的。根据（），人们制成了（），使时 间的计量误差更小。 10.（）是利用太阳在天空中位置的变化使地面上物体的影子长度和位置的变化而计时的。 11.人类最早使用的时间单位是（）。 12.我国古代把一昼夜分为（）个时辰，每个时辰相当于现在的（）小时。 13.在滴漏实验时，如果水是以水流的状态往下流时，水的流速是（）的，随着水量的减 少速度变（）。容器中水越少，则水下流的速度就（）。 14.设计时钟时要诀在于让（）以一定的快慢移动，几世纪以来时钟都是用（）控制 与齿轮相连的的（）运转的。 15.在一定的装置里，水能保持以（）往下流，人类根据这一特点制作（）用来计时。 16.计时器的组成：（）、（）、（）、（）、（）、（）。齿轮控制器由 摆来控制、齿轮由垂体来控制。设计一个分钟的计时器，可以制成（）、（）等。 17.不同的摆自由摆动时的快慢是（）的。我们通过重物的重量、拉开的（）、摆绳 的（）来研究，发现摆的快慢与摆的（）有关，摆越长，速度越（）。 18.阳光下物体（）会慢慢地发生变化。（）与（）是根据（）制成的（）。 19.时间可以通过对（）和（）来测量，一些（）也曾被用来计量时间。 20.写出三种古代人们晚上计时的工具和方法：（）、（）、（）。 21.注意摆绳的长度不等于摆的长度，摆长是指支架到（）的距离。 22.计时工具准确性的提高要靠（）、（）等的改进。 23.古时候人们使用的水钟一般可分为（）和（）两种类型。二、判断题 （）1.“时间”有时是指某一刻，有时则表示一个时间间隔。 （）2.时间流逝的速度是有快慢的。 （）3.在远古时代，人类用水钟、日晷、燃油钟和沙漏等来计时。 （）4. 在做水的滴漏实验时，前10毫升水和最后10毫升水滴得速度一样快。 （）5.摆长与摆幅不变，使摆锤的重量增加，不影响摆的次数。 （）6.同一个摆，摆长越长，摆动越快。 （）7.半夜三更表示晚上11点到凌晨1点。 （）8. 虽然一分钟很快就过去了，但我们在这一分钟里也可以做很多事情。 （）9. 计时工具准确性的提高要靠设计、材料等的改进。 （）10. 日晷又称“日规”，是我国古代利用日影测量时间的一种计时仪器。 （）11.长期以来，人们一直在寻求精确的计时方法，随着科学和技术的发展，人们制作的计时工具越来越精确。 （）12.我们制作水钟时，可以控制滴漏的速度，从而使水钟计时更加准确。 （）13.中午时，太阳的影子是最长的。 （）14.古人制作水钟时，水滴以固定的速度往下流，我们制作水钟时要尽量保持水量相同、滴孔要小于2毫米。 （）15. 摆具有保持摆动方向不变的特点。 （）16.古代的水钟比现在的石英钟计时精确。 （）17．在做水的滴漏实验时，前10毫升水和最后10毫升水滴得速度一样快。 三、选择题 1.计时精确度最高的计时工具是（）。A.沙漏 B.日晷 C.机械摆钟 2.下列（）不是利用太阳光影子的变化来计量时间的仪器。A.圭表 B.浑天仪 C.日晷 3.古埃及人利用（）来计时。 A.星座 B.水钟 C.机械钟 4.摆的快慢与（）有关。A.摆锤的重量 B.摆绳的长度 C.摆动的幅度 5.( )的出现大大提高了时钟的精确度。A.水钟 B.摆钟 C.沙漏 6.人类计时器的发展一定的顺序，从简单到精细的一组是（） A.日晷→水钟→摆钟 B.摆钟→日晷→水钟 C.水钟→摆钟→日晷 7.下列（）不是影响水钟计时准确的因素。A.盛水容器的 B.滴水的速度 C.当时的气温 8.摆的发现是意大利的科学家（） A.牛顿 B.伽利略 C.哥白尼 9.下列说法不正确是的（） A.单摆的摆动具有等时性 B.摆的摆动快慢与摆绳的长度无关 C.摆钟的发明大大提高了时钟的精确度

各种电流检测方式的比较

浅谈电流检测方式 一、检测电阻+运放 优势： 成本低、精度较高、体积小 劣势： 温漂较大，精密电阻的选择较难，无隔离效果。 分析： 这两种拓扑结构，都存在一定的风险性，低端检测电路易对地线造成干扰；高端检测，电阻与运放的选择要求高。 检测电阻，成本低廉的一般精度较低，温漂大，而如果要选用精度高的，温漂小的，则需要用到合金电阻，成本将大大提高。运放成本低的，钳位电压低，而特殊工艺的，则成本上升很多。 二、电流互感器CT/电压互感器PT 在变压器理论中，一、二次电压比等于匝数比，电流比为匝数比的倒数。而CT和PT就是特殊的变压器。基本构造上，CT的一次侧匝数少，二次侧匝数多，如果二次开路，则二次侧电压很高，会击穿绕阻和回路的绝缘，伤及设备和人身。PT相反，一次侧匝数多，二次侧匝数少，如果二次短路，则二次侧电流很大，使回路发热，烧毁绕阻及负载回路电气。 CT,电流互感器，英文拼写Current Transformer，是将一次侧的大电流，按比例变为适合通过仪表或继电器使用的，额定电流为5A或1A的变换设备。它的工作原理和变压器相似。也称作TA 或LH（旧符号）工作特点和要求： 1、一次绕组与高压回路串联，只取决于所在高压回路电流，而与二次负荷大小无关。 2、二次回路不允许开路，否则会产生危险的高电压，危及人身及设备安全。 3、CT二次回路必须有一点直接接地，防止一、二次绕组绝缘击穿后产生对地高电压，但仅一点接地。

4、变换的准确性。 PT，电压互感器，英文拼写Phase voltage Transformers，是将一次侧的高电压按比例变为适合仪表或继电器使用的额定电压为100V的变换设备。电磁式电压互感器的工作原理和变压器相同。也称作TV或YH（旧符号）。 工作特点和要求： 1、一次绕组与高压电路并联。 2、二次绕组不允许短路（短路电流烧毁PT）,装有熔断器。 3、二次绕组有一点直接接地。 4、变换的准确性 模块型霍尔电流传感器 模块型霍尔电流传感器分开环模式与闭环模式。 开环模式又称为直接测量式霍尔电流传感器，输入为电流，输出为电压。这种方式的优点是结构简单，测量结果的精度和线性度都较高。可测直流、交流和各种波形的电流。但它的测量范围、带宽等受到一定的限制。在这种应用中，霍尔器件是磁场检测器，它检测的是磁芯气隙中的磁感应强度。电流增大后，磁芯可能达到饱和；随着频率升高，磁芯中的涡流损耗、磁滞损耗等也会随之升高。这些都会对测量精度产生影响。当然，也可采取一些改进措施来降低这些影响，例如选择饱和磁感应强度高的磁芯材料；制成多层磁芯；采用多个霍尔元件来进行检测等等。 开环模式的结构原理见下图 根据检测量程的需求，一般分为以下两种绕线模式，左图为小量程的结构图，右图为大量程的结构图。 闭环模式又称为零磁通模式或磁平衡模式，其输入与输出端均为电流信号。原理见下图

电流的测量基础知识讲解

电流的测量（基础） 【学习目标】 1.知道电流的单位、符号，以及生活中常见用电器的电流； 2.理解电流的概念； 3.知道电流表的用途、符号、使用规则； 4.能将电流表正确的接入电路，并能够画出相应的电路图。 【要点梳理】 要点一、电流的强弱 1、概念：表示电流的强弱（大小）的物理量，常用符号I表示。 2、单位：安培（A）、毫安（mA）、微安（μA） ①安培（Andre 1875-1836）：法国物理学家，数学家。 ●安培是个数学天才，年纪很小已学会数学的基本知识和几何学；12岁开始学习微积分；18岁时已能 重复拉格朗日的《分析力学》中的某些计算。 ●他不但创造了“电流”这个名词，又将正电流动的方向定为电流的方向。 ●根据电流的性质发明了探测和量度电流的电流表。 ● 1827年，安培将他的电磁现象的研究综合在《电动力学现象的数学理论》一书中，这是电磁学史上 一部重要的经典论着。 ②单位换算：1A=1000mA 1mA=1000uA 3、常见电流值： 要点二、电流表 1、电流表的结构 ①电流表的符号： ②两个量程：（大格，小格）0--3A（大格1A，小格）。 ③三个接线柱：甲图为两个量程共用一个“- ”接线柱，标着“”和“3”的为正接线柱；乙图为两个量 程共用一个“+”接线柱，标着“”和“3”的为负接线柱。 ④调节点：调节电流表的指针指零。

2、电流表的使用规则 ①电流表要和被测用电器串联； ②接线柱的接法要正确，使电流从正接线柱流入，从负接线流柱出； ③被测电流不要超过电流表的量程；在不知被测电流的大小时，应采用试触的方法选择量程。 ④绝对不允许不经过用电器而把电流表连到电源两极。 3、电流表量程的选择： ①如果能够估测出电流的大小，可以根据估测值选择合适的量程； ②如果不能估测可用“试触法”选择合适的量程，如下图所示，电流表不要全部接入电路，闭合开关后用线头A点试触较大的量程，如果指针示偏转较小选择小量程，如果指针示偏转较大选择大量程的量程。 4、电流表的读数 ①明确电流表所选量程； ②确定电流表的分度值（一个小格代表多少）； ③接通电路后，看看表针向右总共偏过多少小格；

变频器中几种典型的在线电压电流检测方案设计样本

摘要: 准确地在线测量直流母线电压、电流及输出的三相电流信号, 是设计高性能变频器产品的必备条件之一, 本文经过对电压、电流检测方案比较、分析, 提供了设计变频器中具有很好参考价值的几种实用电路, 并给出了相应的实验结果。 1. 前言 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置, 其最主要的特点是具有高效率的驱动性能及良好的控制特性。简单地说变频器是经过改变电机输入电压的频率来改变电机转速的。从电机的转速公式能够看出, 调节电机输入电压的频率f, 即可改变电机的转速n。当前几乎所有的低压变频器均采用图1所示主电路拓扑结构。 部分1为整流器, 作用是把交流电变为直流电, 部分2为无功缓冲直流环节, 在此部分能够采用电容作为缓冲元件, 也可用电感作为缓冲元件。部分3是逆变器部分, 作用是把直流电变为频率可调整的三相交流电。中间环节采用电容器的这种变频器称之为交直交电压型变频器, 这种方式是当前通用型变频器广泛应用的主回路拓扑。本文将重点讨论这种结构在电压、电流检测设计中应注意的一些问题。变频器在运行过程中为什么要对电压、电流进行检测呢? 这就需要从电机的结构和控制特性上说起: ①三相异步电动机的转矩是由电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的, 在额定频率下, 如果电压一定而只降低频率, 那么磁通就过大, 磁回路

饱和, 严重时将烧毁电机。因此, 频率与电压要成比例地改变, 即改变频率的同时控制变频器输出电压, 使电动机的磁通保持一定, 避免弱磁和磁饱和现象的产生。 ②变频器运行中, 过载起动电流为额定电流的1.2~1.5倍; 过流保护为额定电流的2.4~3倍( 根据不同性质的负载要求选择不同的过流保护点) ; 另外还有电流闭环无跳闸、失速防止等功能都与变频器运行过程中的电流有关。 ③为了改进变频器的输出特性, 需要对变频器进行死区补偿, 几种常见的死区补偿方法均需检测输出电流。 ④电动机在运转中如果降低指令频率过快, 则电动状态将变为发电状态运行, 再生出来的能量贮积在变频器的直流电容器中, 由于电容器的容量和耐压的关系, 就需要对电压进行及时、准确地检测, 给变频器提供准确、可靠的信息, 使变频器在过压时进行及时、有效的保护处理。同时变频器上电过程、下电过程都需要判断当前直流母线电压的状态来判断程序下一步的动作。 鉴于电压、电流检测的重要性, 在变频器设计中采用对电压、电流进行准确、有效检测的方法是十分必要的。 2.在线测量电压的几种方案设计 变频器的过电压或欠电压集中表现在直流母线的电压值上。正常情况下, 变频器直流电压为三相全波整流后的平均值。若以380V线电压计算, 则平均直流电压。在过电压发生时, 直流母线的储能电容将被充电, 主电路内的逆变器件、整流器件以及滤波电容等都可能受到损害, 当电压上升至约800V左右时, 变频器过电压保护功能动作; 另外变频器发生欠压时( 350V左右) 也不能正常工作。对变频器而言, 有一个正常的工作电压范围, 当电压超过或低于这个范围时均可能损坏变频器, 因此, 必须在线检测母线电压, 常见的电压检测方案有三种。 1)变压器方案 图2中, P为直流母线电压正( +) , N为直流母线电压负( -) 。

教科版小学科学一年级上册《比较测量纸带和尺子》教案

2.7<<比较测量纸带和尺子>> 教材分析 本节内容是教科版《科学》一年级上册第二单元的最后一节。本课有两个活动：一是观察、比较测量纸带和尺子的相同点和不同点，二是运用尺子去测量物体的长度。通过比较和测量，学生可以更深刻地认识到统一标准是非常有意义的，并初步学会尺子的使用方法。本课内容在第二单元中起着承上的作用，将测量工具上升到了通用标准工具水平。 教学目标 【科学概念】 1.尺子是世界通用的统一标准的测量工具，统一标准是非常有意义的。 2.尺子与测量纸带是两种测量工具，有许多相同与不同之处。 【科学探究】 1.细致观察并比较尺子与测量纸带的异同，能用语言或图画初步描述尺子与测量纸带的特征，并与同伴讨论和交流。 2.能初步运用尺子进行测量。 【科学态度】 1.发展在日常生活中运用测量的认同感。 2.愿意分享与交流自己的观察结果。 3.具有尊重事实的意识，认真、精确地读数。 【科学、技术、社会与环境】 体会到统一测量工具和单位给生产、生活带来的便利。 课时安排:1课时 教学准备: 教师：教学PPT 小组（两人一组）：直尺、软尺、测量纸带、橡皮 教学过程 一、聚焦 1.同学们平常有使用尺子吗？生活中人们通常都用尺子去测量物体的长度，

比如定做衣服时裁缝要去测人的腰围和上半身、下半身的长度；装修师傅也需要用尺子去测量木板、墙壁的长度。尺子是世界上不同地区的人们采用统一标准制作成的测量工具，这样测量结果就可以比较了，便于人们的交流和使用。 二、观察、比较测量纸带和尺子 1.老师这里有两种不同的尺子和一张测量纸带，它们有什么相同的地方和不同的地方呢？等会儿同桌两人一组仔细观察，找找它们的相同点和不同点，同桌之间可以相互讨论，听到音乐声响起后立刻停止观察，端正做好，现在拿出抽屉里的材料盒开始观察吧。 2.请学生交流观察到的信息。 预设：相同点：都有0刻度；同一测量工具标志线的间距等长；标准单位首尾相连；数字标记 不同点：材质不同；标志线的间距长度不同；尺子有更细的标准线 （老师根据学生回答适当进行补充。） 三、用尺子测量物体的长度 过渡：同学们观察得真仔细，下面我们试试用尺子来测量物体的长度吧。 1.用尺子测量和读数时，要注意些什么呢？ 预设：生：0刻度要与物体一端对齐；测量结果要带单位（老师顺势讲出这两种尺子的单位）。 2.我们还是初步学习尺子，所以中间的小格子我们暂时不去管它，我们就看标了数字的大格子。 3.请学生上展台，投影示范测量并读出橡皮的长度。（若有错误，给予及时纠正） 4.同学们会使用尺子了吗？接下来每位同学分别用这两种尺子和测量纸带去测量一下橡皮吧，注意边观察边记录。 5.请几位同学交流自己的测量结果，老师在黑板上进行记录。 6.同学们发现了什么？ 预设：塑料尺和软尺的测量结果是一样的，用测量纸带去测的结果有时不一样。 7.为什么这两种尺子的测量结果是一样的呢？

电流测试

电流测量解决方案 第一讲：AM503S&AM5030S电流测量系统 Tektronix 提供了市场上最广泛、高性能的电流探头产品。 Tektronix电流测量系统可以以编程方式以及手动方式同时测量 AC/DC , 带宽范围DC到1GHz，幅度从mA到20,000A。 Tektronix为AC电流测量和AC/DC电流测量提供了多种解决方案，满足用户不同的测量需要。 原理：电流探头测量电子在导体中运动产生的感应场。在范围规范内，电流探头将导体周围的感应场转化为线性电压输出。从而可以在示波器或者其他测量仪器上显示和分析这些输出。 电流方向改变，由于感应场AC电流会在变压器上导致电压。AC探头是无源的，不需要外部电源供给，分为分芯和实芯两种探芯结构。 DC电流不会在变压器中导致电压。因而DC探头是通过霍尔效应，利用电流偏置半导体设备生成与DC感应场对应的电压输出。DC探头是一种有源设备，

要求有外部电源供给。 每类电流传感设备都会在某个数值点上滚降或者生成非线性输出。AC探头会在最大电流振幅和频率以及最小振幅和低端频率上滚降；DC电流探头从DC 到最大频率呈线性，并且具有最大和最小灵敏度。用户常常会遇到同时包含AC 分量和DC分量的信号，这种时候通过一个探头同时测量电流的AC分量和DC 分量就显得极为重要。此外，有的信号看上去很像AC，例如方波开关信号，但是其并不会跌落到零振幅以下（即实际上具有明显的DC成分），通过变压器原理结构的AC探头是不可能精确地捕获这些信号的，Tektronix针对用户的这些使用要求提出了独有的解决方案。 关于分芯结构和实芯结构。为了精确的测量感应场，我们需要在导体的周围完全包上探头芯。Tektronix提供了两种结构――实芯和分芯。分芯探头采用了精密的的设计和生产工艺，可以夹在导体上，测量时不必断开电路连接，使用很方便；实芯探头规格小，用以测量超高速低振幅电流脉冲和AC信号。它是为了永久安装或者半永久安装而设计，可以简便的连接CT或断开的电缆。测量使用中要求断开电路，相对复杂些。 关于AMP×Second产物：电流探头在受到太多电流影响时，其变压器核心材料回变得饱和而呈非线性。这里说的“太多的电流”是电流的振幅和应用时间的函数。我们把平均振幅和脉宽的乘积称为AMP×Second产物。每个探头都具有AMP×Second产物指标。信号没有超过这一指标，电压的输出呈线性，就会得到精确的测量结果。在AM503S&AM5030S电流探头系统中一个突出的特征就是利用了反向电流为负的现象：通过感应被测导体中的电流电平，向探头输入一个大小相等方向相反的电流－“屏蔽电流”，这种屏蔽电流会清空变压器中的电流，消除任何核心饱和。PS：在A6312和A6302XL中的屏蔽电流极限是20A；在A6303XL中的屏蔽电流极限是100A；在A6304XL中的屏蔽电流极限是500A。在这些振幅之前，你在使用电流测量系统时，不必担心AMP×Second产物。 AM503电流测量系列是目前最精密的电流测量解决方案。探头将AC的变送器和DC测量的霍尔效应器件结合在一起，提供DC到100MHz的宽带电流测量。AM5030可编程电流放大器通过GPIB的命令设置使原来需要花费时间人工测量的任务可以自动化完成。XL探头系列接有8m的线缆，能够方便的连接到测试点。A6304XL在DC时能进行500A峰值700A的电流测量。 AM5030可编程电流探头放大器，带通用接口总线（GPIB）的AM5030可编程电流放大器将可编程性添加到了多用途的AM503B。AM5030是你能用自动化技术进行宽带宽的AC/DC电流测量，AM5030是TM5000单宽模块，它插入到3槽TM5003机箱中。非可编程的AM503B可以在TM500或TM5000机箱中运行，AM5030仅在TM5000中运行。AM5030用A6312、A6302、A6303和XL 电流探头系列并且通过BNC线缆连接到任何示波器或分析仪。象AM503B一样，AM5030不必用特殊电流探头进行校准，这是对老的AM503一个巨大的操作上的改进。AM5030和AM503B对AM503A还有一系列的改进，包括更快的消磁/自我校准周期和更敏感、更可靠的前面板控制。AM5030采用IEEE—488.1总线标准,通过一个简单的命令集,你能配置和确定放大器的设置或读出仪器的序列号，你还能决定电流探头是打开还是关闭，用总线命令来初始化自测试或强制进行探头消磁和DC平衡操作。AM5030总线地址是通过前面板来设置的，当电源关闭时，地址被保留。AM5030可以不通过外部控制器来操作，用前面板就可完全控制操作；当与控制器一起使用时，前面板失效，又可防止人工误操作。

电流的测量-练习题精选

电流的测量练习题精选 1．在国际单位制中，电流的单位是 A．伏特（V） B．焦耳（J） C．安培（A） D．瓦特（W）2．在下列四幅图中的四个电路中，电流表的接法正确的是（） 3．下列电路中，电流表测L 1 灯电流的是( ) 4．下列关于电现象的说法不正确的是：（） A. 原子中带负电的粒子是电子 B. 电流表应与被测用电器串联 C. 验电器是根据异种电荷互相排斥的原理制成的 D. 风扇转动，是利用了通电导体在磁场中受到力的作用 5．在如图所示的电路中，闭合开关，下列说法中正确的是（） A．电流表测的是通过灯L 1 的电流 B．电流表测的是通过灯L 1和L 2 的总电流 C．取下灯L 1后L 2 仍然会亮，电流表有读数 D．取下灯L 2后L 1 也不亮，电流表无读数 6．某同学使用电流表，估计待测电路中的电流为0.3安左右，他用0—3A的量程来测量，这样做的结果是 A．指针摆动角度大，会损坏电流表 B．指针摆动角度小，会损坏电流表 C．指针摆动角度小，读数不够准确 D．指针摆动角度小，读数比较准确 7．“0.15A”最可能是下列哪个用电器工作时的电流（） A．家用电冰箱 B．家用空调器 C．普通计算器 D．普通的白炽灯 8．下列用电器正常工作时，电流最接近500mA的是（） A．学生用计算器 B．家用空调器 C．家用电饭锅 D．家用电冰箱 9．图中的几种用电器正常工作时的电流接近4A的是（）

10．要用电流表测量通过灯L 1 的电流，设计的电路如图所示，正确的是（） 11．下面的说法中正确的是（） A．电流表的量程就是它的测量范围 B．使用电流表时，选用的量程越大越好 C．无法确定电流表量程时，选用最小量程的接线柱试触 D．如果选用较大的量程，可以将电流表直接接在电源的两极 12．在图所示的电路图中，能用电流表正确测出灯L l 的电流的是（） 二、填空题（题型注释） 13．如图（a）所示的测量工具是_________表，使用时应_________联在电路中。 14．如图所示，是实验室中常见的一种仪表的示意图，请你写出从 图中得到的三条信息： ①_________________________； ②_______________________； ③________________________ 15．如甲图电路，当开关S闭合后，电流表的指针偏转如乙图所示，其中a电 流表测量的是通过__________(选填“电源”“L 1”或“L 2 ”)的电流，b电流表的读数应为__________A。

一年级上册科学教案—比较与测量

一年级下册科学教案——比较与测量 第1课在观察中比较 教学内容：在观察中比较 教学目标： 知识与能力： 1.引导学生明白观察物体的相同之处和不同之处就是在进行比较。 2.让学生了解不同的观察和比较方法,可能会有不同的结果。 过程与方法： 1.引导学生学习从多种角度观察和比较物体。 2引导学生学习尝试用排序的方式来描述和记录观察的结果,并与同学讨论、交流。 3.培养学生对探究过程与方法的反思意识。 情感、态度与价值观： 1.培养学生愿意倾听他人的意见,乐于讲述自己的观点。 2.引导学生乐于进行小组合作学习。 3.了解观察和比较是人们经常用到的认识活动。 学生准备：每组四只恐龙模型等（要求:长短不同、高矮不同、胖瘦不同;最好是缩放比例相同的恐龙模型)、学生活动手册。 教学重点：引导学生从多种角度观察和比较物体。 教学难点：引导学生学习尝试用排序的方式来描述和记录观察的结果,并与同学讨论、交流。 教师准备：课件。 课时：一课时课型：新授课 教学过程： 一、情景导入，揭示课题。 1.情境导入，创设侏罗纪公园情境,允许学生即时表达所见所闻。 2.聚焦问题。在学生观察教科书中的图片后,教师提问: “图中的恐龙,哪只大、

哪只小？”并追问：“你是怎么知道的？” 3.揭示课题：在观察中比较 二、引导学生探索：比较恐龙模型的大小 1.让学生明确观察任务：比一比四只恐龙模型的大小,给它们排序。 2.提出探究要求：四人小组,分工合作；可以有多种比较方；每人都要及时记录比较结果。 3.引导学生比较恐龙模型的大小:学生进行观察比较,教师观察学生的比较过程,提醒学生把结果记录在学生活动手册中。教师要将学生比较结果中有代表性的内容记录到黑板上。 4.可以引导学生在小组内思考和讨论:有几种比较结果？关于恐龙的大小排序,小组内能有一个大家都认可的结果吗？怎么比才更准确？ 三、学生交流讨论： 1.汇报:展示并介绍自己小组的比较方法,同时说出比较结果。 2.引导学生总结:我们用了哪些方法比较恐龙的大小? 我们该怎样描述比较结果？ （1）个别学生发言：自己是如何比较恐龙的大小的？ （2）全班学生交流讨论，找出不同的方法。 3. 教师总结:不同的观察和比较方法,可能会有不同的结果。不同的比较方法,比较的标准是不同的,比如长短和高矮,所以结果不同。 四、指导学生完成活动手册 完成P8页比较的表格： 给恐龙模型排队： 从高到矮：1 2 3 4 从长到短：1 2 3 4 从胖到瘦：2 4 3 1

电流测量

如何进行电流测量 电流简介电流是电荷的流动。电流的标准单位是安培(A)，它等于每秒内一库仑电荷的流量。 虽然有多种方法测量电流，但最常用的方法是进行间接测量，即根据欧姆定律，通过测量精密电阻器上的电压来测量流过电阻器的电流。电流的测量方法 测量电流主要有两种方法：一种是基于电磁学的，与早期的动圈式（达松伐尔）仪表有关，另一种是基于电学的主要理论欧姆定律的。 达松伐尔电流计 达松伐尔电流计是一种电流表，是用于检测和测量电流的仪器。它是一个模拟机电传感器，当有电流流过它的线圈时，它会在有限的表弧上产生一个旋转变形。 今天使用的达松伐尔电流计是用小型旋转线圈绕在永磁体外面制成的。线圈被系到绕校正刻度盘旋转的薄指针上。一个小型的扭转弹簧将线圈和指针拉到零的位置。 当有直流电流过线圈时，线圈会产生磁场。这个磁场与永磁体的磁场方向相反。线圈发生扭曲，推动弹簧，使指针发生移动。指针指到显示当前电流值的刻度上。精心设计的磁极片使磁场均匀，这样指针偏转的角度就与电流成比例了。 其它电流表 基本上，今天的大多数安培表都是根据电学基本理论欧姆定律设计的。现代电流表基本上由电压表和精密电阻组成，利用欧姆定律，就可以进行精确而且具有成本效益的测量了。 欧姆定律——欧姆定律指出，在电路中，流过导体两点间的电流与两点间的电势差成正比(或者说，压降或电压)，与两点间的阻抗成反比。 描述这种关系的数学表达式为： I = V/R 其中I为以安培为单位的电流，V是以伏特为单位的两点间的电势差，R是电路参数，它以欧姆为单位(相当于伏特每安培)，被称为电阻。电流表工作原理——今天的电流表通过一个内部电阻来测量特定信号的电流。然而，当内部的电阻不能测量更大的电流时，就需要外部的配置了。 为了测量更大的电流，可以在电流表上并联一个被称为分流电阻的精密电阻。大部分电流流过分流电阻，只有一小部分电流经过电流表。这就使得电流表可以测量更大的电流。 只要期望的最大电流乘上电阻的值不会超过电流表或数据采集设备的输入范围，那么任意的电阻都是可以接受的。 在使用这种方法测量电流时，你应该使用最小的电阻值，因为这对现有电路造成的干扰最小。然而，阻抗越小，造成的电压降越小，所以你必须在分辨率和电路干扰间做一个折中。 图1显示了通常的利用分流电阻的电流测量原理图。 图1.将分流电阻连接到测量电路中 使用这种方法，电流不会被直接输入给安培表或数据采集电路板上，而是要经过外部的分流电阻。因而，只要分流电阻上的电压降不会超过电流表或数据采集电路板的工作电压范围，那么理论上可以测量的电流值是无限大的。 电流公约 常规电流 常规电流是今天的电子电路、传输线等中常见的电流测量度量。它们不符合传输标准，而且它们的范围可以从零到很大的安培数。

《电流的测量》教学设计

雁楠中学物理学科备课教案 一、教学目标 1、知识与技能 知道电流的单位及单位换算。 知道电流表的用途和符号。 记住并理解电流表的使用方法及读数方法。 2、过程与方法： 通过学生实验培养学生使用电学仪器的技能和良好习惯。 3、情感态度和价值观 培养学生的动手能力及合作能力，使学生逐步形成严谨的科学态度与协作精神。 二、教学重点电流表的使用方法 教学难点在实物图中正确使用电流表册电流。 三、教学方法实验、观察、合作 四、教学用具电源、小灯泡一个 开关一个 导线若干,电流表一只 五、教学过程设计 （一）学情分析： 学生对电流的认识有了一定的提高，本节内容是在学生刚认识简单的串、并联电路的基础上，引入电流的强弱，学习使用电流表。主要是采用学生实验，学生自己观察、合作的方法。了解电流表的读数一定要看清量程和分度值，写法上不要忘了单位。正确使用电流表测量电流，避免出现错误的操作动作。课前预习，教师出示目标。（要求：能知道电流的单位，能简单了解电流表的使用）

1、知道电流的单位及单位换算。 2、知道电流表的用途和符号。 3、记住并理解电流表的使用方法及读数方法。 （二）、师生探究合作 1、引入新课 师：我们知道，小灯泡发光是因为有电流持续通过小灯泡。下面请同学看老 师的实验，仔细观察现象。 教师演示实验：这是一个由电池、灯泡、开关、导线构成的电路，当闭合开 关时，同学们看到了什么？说明了什么？（生：灯泡发光，电路中有了电流.）师：你看到电流了吗？你怎么知道电路中有了电流？（生：电流倒是没看见，但灯泡发光了.）教师增加干电池的节数，学生观察小灯泡的亮、暗。师： 看到了什么现象？（生：灯泡的明亮程度不一样，学生讨论，为什么？） 教师小结：灯泡越亮表明电路中的电流越强，灯泡越暗表明电路中的电流越弱，即是说电流有强弱。 电流的强弱 师：同学们请翻开书P45，了解如何表示电流的强弱？电流的单位是什么？ 知道一些常见的用电器中的一些电流。（学生看书） 学生回答： 1、电流的强弱用电流表示，其符号是I。 2、电流的基本单位是安培，简称“安”，符号是A；常用的单位还有mA和uA。换算关系：1mA=103A，1A=106uA。 学生练习：手电筒电流大约为200mA=______A。雷电电流可达2X105 A=__ _mA=__ _uA

科学五下《时间的测量》练习卷(含答案)

科学五下《时间的测量》单元练习卷班级学号姓名成绩 一、填空（12分，每空1分） 1.我国古代把一昼夜分为 12 个时辰，每个时辰相当于现在的 2 小时。 2.太阳钟是根据“随着时间的变化，物体在阳光下的影子的长度和 方向也会慢慢地发生变化的原理制成的。（作业本P23填空2） 3.古代人们制作的利用太阳来计量时间的仪器是圭表和日晷。 4.人们最早使用的时间单位是天。 5. 机械摆钟的出现大大提高了时钟的精确度。 6.日晷由铜制的晷针和晷面组成。书P67第一自然段 7.古代的人们利用流水来计时,通常水钟有受水型和泄水型两类。 二、判断（30分，每小题2分） 1. “时间”有时是指某一刻，有时则表示一个时间间隔。…………………（√） 2. 水钟在我国古代又叫做“刻漏”，是根据滴水的等时性原理来计时的。（√） 3.摆长越长摆得速度就越慢，摆长越短摆的速度就越快。…………………（√） 4.“日出而作，日落而息”反映古人以太阳升起落下决定自己的作息时间。（√） 5.地球自转一周大约需要24小时。…………………………………………（√） 6.太阳从东方升起那一瞬间开始到第二天再从东方升起大约需要24小时。（√） 7.一般而言，中午是太阳光下影子最短的时候。……………………………（√） 8.上午，随着太阳升起，阳光下的影子越来越长。…………………………（×） 9.时间是随着我们的心情变化的。有时候时间过得快，有时候时间过得慢。（×） 10.钟摆每来回摆动一次的时间是相等的。………………………………（√） 11.我们在对摆的研究中发现摆绳的长度就是摆的长度。………………（×） 12.原子钟是计时精确度最高的计时工具。………………………………（√） 13.在一条细绳上挂一个小重物，就做成了一个最简单的摆。…………（√）

一年级科学比较与测量

1、在观察中比较 备课人：授课日期： 教学目标： 1、科学概念目标： （1）观察物体的相同之处和不同之处就是在进行比较。 （2）不同的观察和比较方法，可能会有不同的结果。 2、科学探究目标： （1）能从多角度观察和比较物体。 （2）尝试用排序的方式来描述和记录观察结果，并与同学讨论、交流。 3、科学态度目标： （1）愿意倾听他人意见，乐于讲述自己的观点。 （2）乐于进行小组合作。 科学、技术、社会与环境目标：了解观察和比较是人们经常用到的认识劳动。 教学重点：观察物体的相同之处和不同之处就是在进行比较。 教学难点：能从多角度观察和比较物体。 教学准备： 学生准备：恐龙模型，学生活动手册。 教师准备：恐龙图片，课件。 教学过程： 一、聚焦： 1.情境导入。 2. 在学生观察教科书中的图片后，教师提问：“图中的恐龙，

哪只大、哪只小？”并追问：“你是怎么知道的？” 师小结：我们需要进行比较，这样才能知道恐龙的大小。 二、探究活动：比较恐龙模型的大小。 (1)明确观察任务：比一比四只恐龙模型的大小，给他们排序。 (2)探究要求：四人小组，分工合作；可以有多种比较方法，每人都要及时记录比较结果。 (3)比较恐龙模型的大小：学生进行观察比较，教师观察学生的比较过程，提醒学生把结果记录在学生活动手册中。 (4) 引导学生在小组内思考和讨论：有几种比较结果？关于恐龙的大小排序，小组内能有一个大家都认可的结果吗？怎么比才更准确？ 三、研讨。 1.汇报：展示并介绍自己小组的比较方法，同时说出比较结果。 2.引导学生总结：我们用了哪些方法比较恐龙的大小？我们该怎样描述比较结果？ 3.教师总结：不同的观察和比较方法，可能会有不同的结果。不同的比较方法，比较的标准是不同的，比如长短和高矮，所以结果不同。 板书设计：不同的观察和比较方法，可能会有不同的结果。不同的比较方法，比较的标准是不同的，比如长短和高矮，所以结果不同。 教学反思：