在信号测量中，常用的方法是把被测物理量通过传感器转换成 电信号再测量，在这些信号中有很多是随时间变化的，特别是 有些物理量在小范围时间内急剧变化，对于这些物理过程的测 量，目前实验中常用的手工记数方法此时无法跟上这种快速变 化，而采用计算机进行快速、准确的数据采集就弥补了这方面 的缺陷，用计算机进行实时检测是比较合适的。
3.研究RC串联电路充放电规律：将所测得的5组数据，用计算机 作图软件进行拟合处理，得到经验式，并与理论推导的规律进行 比较，得出相应参数，分析误差原因。
4.拓展内容：选择其它的动态物理过程进行研究（如热敏电阻 的温度特性等）。
【数据及数据处理】
1.采集的实验数据保存在电脑上，并挑选需要的数据部分在 Oringin软件上作图。
2.描绘不同电容的充放电曲线。
图1 R＝10kΩ，C=1000μF
图2 R＝10kΩ，C=470μF
结论：当固定电阻值而改变不同电容值时候，充放电时间常 数τ＝RC明显不同。
3.从曲线中读取T1／2，由此计算时间常数及电容值，并与RC 测试仪测出的电容值进行比较。
4.用计算机作图软件进行拟合处理，得到经验式，并与理论 推导的规律进行比较，得出相应参数。
【思考与分析】
1.对一动态过程的检测，采样速率如何确定，对物理 量的测量有何影响？
2.请再设计2个以上用一般手段不易测试的物理过程， 并写出测试与研究方案。
RC电路
LabCoder的输入界面
本次实验 不使用区域
Ch1
Ch2
信 号 输 入 端 倍率
【实验内容】
1.自行设计不同参数的RC组成的串联电路,并用计算机采集其充 放电曲线（至少5组），将数据保存为.txt格式文件。
2.描绘相应的充放电曲线，从曲线中读取T1／2，由此计算时间 常数及电容值，并与RC测试仪测出的电容值进行比较。
半衰期T1/2：反映暂态过程快慢
在放电过程中，Uc(t)下降到初始值的一半时所需的时间
1
E
( T1 / 2 )
Ee 2RC τFra bibliotekRC电路的时间常数
T1/ 2 0.693
【实验仪器】 计算机，LabCorder数据采集分析仪，稳压源，电阻 箱，电阻，电容（多种规格），线路板，导线7根。
LabCorder数据采集分析仪：它由计算机、外置数据采集器和数据采集分析软件 三部分构成，是一个集计算机、数据采集、记录、分析和结果显示为一体的的多 功能智能仪器。LabCorder数据采集分析仪的外置数据采集器上设计有两路模拟 量采集通道，两路数字量采集通道和+5V直流电压输出等功能。该仪器模拟信号 的输入范围为±5V；输入信号幅度可经模入接口卡中的高性能仪用放大器调到1、 10、100、1000等合适的放大倍数，保证最佳转换精度。
方法是 Analysis AnalysisNon-Linear Curve Fit
Advanced Fitting Tools 或者Fitting Wizad
选择所需的函数进行拟合
数据处理
5. 设计合理的实验方法，测量热敏电阻PTC 的温度特性曲线(合理选择数据点进行记录)
【注意事项】
1. 应用各种仪器前，仔细阅读有关说明和使用方法。 2. 各电路元件在测量时，接地点应和仪器的接地点一致。 3．电路连接完成后，仔细检查，电源不可短路！电解电容的 正负极不可接反！ 4. 计算机的最大采集电压为5V，超出者无法正确读数。
动态物理过程的实时测量
【实验目的】 1．设计适合用计算机进行实时测量的动态物理过程 2．选择合适的传感器进行参量转换，熟悉物理规律 的研究方法。 3．掌握实验参数的设计及实验数据的获得与处理。
【实验原理】 实验框图：
非电量
物理
传感器
过程
电量 数据采集 A/D转换
计算机
结果分析
动态物理过程的实时测量：
a E 5V
b
1 0.1 RC
Origin非线性拟合
拟合曲线的目的为要根据已知数据照出响应函数的系数。
方法一：使用菜单命令拟合 首先激活绘图窗口，选择菜单命令Analysis，则可以看到
Fit Exponential Decay x
y y0 e t1
指数衰减拟合
方法二：非线性最小平方拟合NLSF
RC串联电路暂态过程
图1 RC充放电电路
图2 RC充放电曲线
1.当开关K拨向1时，电源通过电阻R对电容C进行充电，直到稳定状态。 2.把开关K拨向2，此时电容C通过R放电。这两个过程就是RC电路的暂态过程。
电容RC串联电路暂态过程的变化规律：
Uc
E
1
e
t RC
Uc
Ee
t RC
充电 放电