电阻伏安特性测定演示装置的制作方法

本实用新型涉及物理实验装置技术领域，尤其指一种电阻伏安特性测定演示装置。

背景技术：

电阻作为电路设计中的重要组成部分，对其伏安特性进行测量是非常有必要的。基本的测量思路是，在利用普通信号源供电的情况下，对接入的电阻两端的压降和通过流经电阻的电流进行相应逐步测量并将测量数据绘制成曲线图，从而可以了解到其伏安特性，但这种方法需要使用到电流表和电压表，测出来的结果受电表的影响会产生一定的误差，导致测试的结果不可靠；另外，要检测多个电阻时耗费的时间较长，灵活性不够。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，提供一种电阻伏安特性测定演示装置，可逐个快速测定电阻的伏安特性，并且操作简单，误差非常小。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种电阻伏安特性测定演示装置，包括用于给测试电路提供电流的恒流源模块、连接在测试电路中的电阻测试座、可采集电流导通时电阻两端电压的A/D采样模块以及用于切断测试电路电流的继电器，所述电阻测试座用于可拆卸地安装待测电阻并使待测电阻连通测试电路，所述恒流源模块连接有用于控制其输出电流进行变化的D/A模块，所述D/A模块、A/D采样模块以及继电器均连接至一个单片机，当电流导通时，所述继电器的常闭触点保持闭合，所述恒流源模块与测试电路连接，所述A/D采样模块连接测试电路从而采集电阻两端的电压，所述单片机根据A/D采样模块采集到的数据拟合并输出电阻的伏安特性曲线图；通过使所述继电器的常闭触点打开、常开触点闭合，可使所述测试电路与恒流源模块断开连接，从而可对所述电阻测试座上的电阻进行更换。

优选地，还包括一个用于控制继电器的键盘输入模块，所述键盘输入模块与单片机连接。

更优选地，还包括一个用于显示电阻伏安特性曲线图的显示器，所述显示器与单片机连接。

更优选地，所述恒流源模块包括AD620放大器和OP07放大器。

更优选地，所述电阻测试座包括基座，所述基座的两侧分别设有一个可与测试电路连通的接线端子，所述基座上开设有用于插入待测电阻的引脚的插孔，所述插孔中设有用于与待测电阻的引脚接触的导电部件，所述导电部件与接线端子连接。

本实用新型的有益效果在于：实验开始前，将待测电阻安装到电阻测试座中，可使待测电阻连通测试电路，然后可开始进行电阻伏安特性测定的实验，启动装置，继电器常闭触点保持闭合，测试电路连通恒流源模块并接地，此时A/D采样模块可采集到电阻两端的电压大小，单片机通过控制D/A模块使其输出一定的电压给恒流源模块，该电压按一定的规律由小到大变化并作为恒流源模块的输入，从而可控制恒流源模块输出的电流也安装一定规律由小到大变化，在这个过程中A/D采样模块可采集到相应电流大小情况下电阻两端的电压，从而得到多组电压与电流的值，使得单片机能够拟合并输出电阻的正向伏安特性曲线图。整个实验过程无需使用到传统测量方法中的电表等器件，操作简单，并在极大程度上减少了误差，不仅如此，由于电阻是可拆卸地安装在电阻测试座上的，因此在对多个电阻进行测定时，换拆的速度快，可节约大量的时间，达到逐个快速测定电阻的正反特性的效果。

附图说明

图1为本实用新型的整体原理框架示意图；

图2为实施例中的整体电路原理图；

图3为实施例中电阻测试座的结构示意图。

附图标记为：

1——基座 2——接线端子 3——插孔

4——导电部件。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。

需要提前说明的是，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定” 等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-2所示，电阻伏安特性测定演示装置，包括用于给测试电路提供电流的恒流源模块、连接在测试电路中的电阻测试座、可采集电流导通时电阻两端电压的A/D采样模块以及用于切断测试电路电流的继电器，所述电阻测试座用于可拆卸地安装待测电阻并使待测电阻连通测试电路，所述恒流源模块连接有用于控制其输出电流进行变化的D/A模块，所述D/A模块、A/D采样模块以及继电器均连接至一个单片机，当电流导通时，所述继电器的常闭触点保持闭合，所述恒流源模块与测试电路连接，所述A/D采样模块连接测试电路从而采集电阻两端的电压，所述单片机根据A/D采样模块采集到的数据拟合并输出电阻的伏安特性曲线图；通过使所述继电器的常闭触点打开、常开触点闭合，可使所述测试电路与恒流源模块断开连接，从而可对所述电阻测试座上的电阻进行更换。

上述实施方式提供的电阻伏安特性测定演示装置，在实验开始前，将待测电阻（电路原理图中为R）安装到电阻测试座中，可使待测电阻连通测试电路，然后可开始进行电阻伏安特性测定的实验，启动装置，继电器常闭触点保持闭合，测试电路连通恒流源模块并接地，此时A/D采样模块可采集到电阻两端的电压大小，单片机通过控制D/A模块使其输出一定的电压给恒流源模块，该电压按一定的规律由小到大变化并作为恒流源模块的输入，从而可控制恒流源模块输出的电流也安装一定规律由小到大变化，在这个过程中A/D采样模块可采集到相应电流大小情况下电阻两端的电压，从而得到多组电压与电流的值，使得单片机能够拟合并输出电阻的正向伏安特性曲线图。整个实验过程无需使用到传统测量方法中的电表等器件，操作简单，并在极大程度上减少了误差，不仅如此，由于电阻是可拆卸地安装在电阻测试座上的，因此在对多个电阻进行测定时，换拆的速度快，可节约大量的时间，达到逐个快速测定电阻的正反特性的效果。

需要说明的是，上述实施例中单片机通过预设的程序得出结果，其所需的控制程序是非常简单的，可利用现有技术中常用的技术手段，本领域技术人员均可轻松实现，本实用新型并不涉及对程序的改进，故不在此进行赘述。

作为优选地，还包括一个用于控制继电器的键盘输入模块，键盘输入模块与单片机连接，以方便实验者控制继电器切换电路模块。

作为更优选地，还包括一个用于显示电阻伏安特性曲线图的显示器，显示器与单片机连接，能够更加方便地看到实验过程输出的电阻伏安特性曲线图。

作为更优选地，恒流源模块包括AD620放大器和OP07放大器。

另外，在本实施例中，如图3所示，电阻测试座包括基座1，基座1的两侧分别设有一个可与测试电路连通的接线端子2，基座1上开设有用于插入待测电阻的引脚的插孔3，插孔3中设有用于与待测电阻的引脚接触的导电部件4，导电部件4与接线端子2连接。

上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本技术方案构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。

为了让本领域普通技术人员更方便地理解本实用新型相对于现有技术的改进之处，本实用新型的一些附图和描述已经被简化，并且为了清楚起见，本申请文件还省略了一些其它元素，本领域普通技术人员应该意识到这些省略的元素也可构成本实用新型的内容。