电流速度测量方法研究

论文摘要

电在人们的日常生活中是必不可少的，而电流在具体电路中的速度值是多少尚无仪器可以做到精确的实时测量，我们平时所说的电流速度是一种经过推算得出的粗略值。虽然在大多时候，人们在处理电路问题时可以忽略不计电流的传导速度，但在某些精确测试系统中，应考虑电流的传输速度对测试结果的影响。由于无法确定电流的具体速度值，当然也就无法开发和利用电流速度，例如利用电流速度进行长度、厚度和距离的检测等。参考光速的测量方法，本文系统阐述了传输线测量技术和时间间隔测量技术的发展，提出利用电桥法测量传输线的长度的方法，在测量传输时间方面提出了基于延时电路、环形振荡器和正弦波振荡电路的测量方法。分析测量系统的物理特性，在计算机上搭建测试系统并模拟测试场景，讨论了提高导线长度测量和时间间隔测量的精度及减小测量误差的方法，在对三种方法的测量数据进行误差分析处理后，最终测到电流速度为2.70151×10~8m/s。应用此方法不仅弥补了多年来精确电流速度值空缺所带来的影响，还能将该测量技术应用于其他测试领域。本文最后，总结几种测量方法的特点，并且提出了对进一步改进的几点思考。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 导线长度测量的发展
• 1.2.2 时间间隔测量的发展
• 1.3 论文的主要工作
• 2 导线长度测量原理
• 2.1 长线模型
• 2.2 电桥法测量导线长度
• 2.3 本章小结
• 3 时间间隔测量原理
• 3.1 基于延时技术的时间间隔测量
• 3.1.1 RC 延时电路
• 3.1.2 LC 延时电路
• 3.2 基于环形振荡电路的时间间隔测量
• 3.3 基于高频振荡电路的时间间隔测量
• 3.3.1 高频振荡器
• 3.3.2 高频振荡器稳幅原理
• 3.3.3 电容式三点振荡器
• 3.3.4 电容式三点振荡电路的优缺点
• 3.4 本章小结
• 4 时间测量仿真
• 4.1 RLC 延时电路的仿真
• 4.2 环形振荡电路的仿真
• 4.3 高频振荡电路的仿真
• 4.4 本章小结
• 5 电流速度测量实验与数据分析
• 5.1 导线长度测量
• 5.2 时间间隔测量
• 5.2.1 RLC 延时测量电路
• 5.2.2 环形振荡器测量电路
• 5.2.3 高频振荡测量电路
• 5.3 误差分析
• 5.3.1 测量误差的组成
• 5.3.1.1 系统误差分析与表示方法
• 5.3.1.2 随机误差分析与表示方法
• 5.3.1.3 测量系统的误差合成
• 5.3.2 实验仪器的误差分配
• 5.3.3 测量数据的处理方法
• 5.4 实验数据处理
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
• 致谢