《电路测试技术》教学大纲
课程编号：161007
编写人：王丽娟
审核人：张美英
一、学时学分
课程总学分：1 课程总学时：26 实验学时：26
二、适用专业及开课学期
自动化专业 3 学期
通信工程专业 3 学期
三、实验的地位、作用和目的
电路测试技术实验是基于电路分析课程的实验课程，也是学习电路分析的一个重要环节。通过电路测试技术不仅加深学生了对电路分析课程教学内容的理解，还巩固了学生所学的课堂知识。通过该实验课的基本训练，使学生学会正确使用各种常规的电气仪器仪表,训练学生的实际动手能力。从而培养他们严谨的工作作风，为学习后续课程和从事实践技术工作奠定基础。
四、实验原理及课程简介
1、电路分析是自动化、通信工程专业的一门专业基础课，讲述有关直流电阻电路的分析方法、一阶和二阶动态电路响应特征、正弦交流电路的基本概念、以及三相电路中的基本知识等。
2、电路测试技术是一门以理论为基础,以专业技术为指导且操作性强的课程,旨在将所学理论过渡到应用,为后续实验课、技术基础课、专业课的学习乃至今后的工作打下一个良好的基础。通过实验对电路的基本概念、基本定律进行验证，巩固并加深对电路分析基本知识的理解，增强感性认识。
五、实验仪器设备、主要技术指标及配置要求
仪器设备名称
| 型号规格
| 配套数
| 备注
| 双踪示波器
|
| 20
|
| 天煌电路实验装置
|
| 20
|
| 万用表
|
| 20
|
|
六、实验基本要求
1、实验前必须认真阅读实验教材上的有关内容，明确实验目的、任务和原理；
2、根据实验课题，具备选择设计实验方案的能力；
3、掌握实验的基本测量方法，具有选用测试手段的能力；
4、学会正确使用各类仪器仪表的能力；
5、在实验中，具有合理布局、正确接线、观察、测试、分析并排除故障的能力；
6、自行设计电路、程序，通过仿真及下载调试达到实验要求并认真书写实验报告。
七、实验教材与实验指导书
《电路测试技术》张颖主编 湖南大学 2004
八、考核方式与成绩评定
本课程的考试采取抽查简答题和实验项目的方法进行。实验成绩由考试成绩和平时成绩综合评定。平时成绩由实验指导教师根据学生的学习态度、实验技能、解决实际故障和处理人为设置故障的能力、实验报告等综合评定。
九、实验项目开设情况
序
号
| 实验名称
| 内容提要
| 实验
要求
| 实验
类型
| 实验
时数
| 每组
人数
| 所在
实验室
名称
| 备注
| 1
| 基本电工仪表的使用及测量误差的计算
| 电路实验的基本任务和要求；安全用电知识；电工仪表的使用；仪表测量误差的计算方法
| 必做
| 验证
| 2
| 1
| 电工
电子
中心
实验室
|
| 2
| 基尔霍夫定律的验证
| 验证基尔霍夫定律的正确性，加深对基尔霍夫定律的理解；学会用电流插头、插座测量各支路电流电压
| 必做
| 验证
| 2
| 1
|
| 3
| 叠加原理的验证
| 验证线性电路叠加原理的正确性，加深对线性电路的叠加性和齐次性的认识和理解。
| 必做
| 验证
| 2
| 1
|
| 4
| 有源二端网络等效参数测定电路的设计
| 验证戴维南定理和诺顿定理的正确性；通过自行设计等效参数测定电路验证戴维南定理和诺顿定理
| 必做
| 设计
| 2
| 1
|
| 5
| 受控源的实验研究
| 通过测试受控源的外特性及其转移参数，进一步理解受控源的物理概念，加深对受控源的认识和理解。
| 必做
| 验证
| 2
| 1
|
| 6
| RC一阶电路的研究
| 测定一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应；学习时间常数的测量方法。
| 必做
| 综合
| 2
| 1
|
| 7
| R、L、C元件阻抗特性的测定
| 验证电阻、感抗、容抗与频率的关系；加深理解R、L、C元件端电压与电流间的相位关系
| 必做
| 验证
| 2
| 1
|
| 8
| 串联谐振电路及电感参数测量电路的设计
| 加深理解电路发生谐振的条件，掌握电路品质因数的物理意义及其测定方法;学会设计一个电感参数测量电路
| 必做
| 设计
| 2
| 1
|
| 9
| 电路元件伏安特性的测绘及减小仪表测量误差的方法
| 线性电阻元件、非线性电阻元件—半导体二极管以及电压源的伏安特性的测量；掌握减小因仪表内阻所引起的测量误差的方法
| 限选
| 验证
| 3
| 1
|
| 10
| 电源的等效变换
| 掌握电源外特性的测试方法；研究电压源与电流源等效变换的条件
| 限选
| 验证
| 2
| 1
|
| 11
| 用三表法测量交流电路等效参数
| 学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法;学会功率表的接法和使用
| 限选
| 综合
| 3
| 1
|
| 12
| 双口网络测试
| 加深理解二端口网络的基本理论;掌握直流二端口网络传输参数的测量技术。
| 限选
| 综合
| 2
| 1
|
| 13
| 三相交流负载电路的研究
| 掌握三相负载作星形、三角形连接的方法，并验证它们线、相电压及线、相电流之间的关系
| 限选
| 综合
| 2
| 1
|
| 14
| RC选频网络特性测试
| 熟悉文氏电桥电路和RC双T电路的结构特点及其应用；用交流毫伏表和示波器测量RC的幅频和相频特性
| 限选
| 验证
| 2
| 1
|
| 15
| 三相电路功率的测量
| 掌握用一瓦特表法、二瓦特表法测量三相电路有功功率与无功功率的方法；学会自行设计三相交流负载电路。
| 限选
| 设计
| 2
| 1
|
| 16
| 阻抗并联及功率因数的提高
| 掌握与感性负载并联的电容对功率因数的影响；掌握日光灯的原理、各部件的作用；掌握性质相反的元件的并联阻抗变化、总电流的变化规律。
| 限选
| 综合
| 2
| 1
|
| 17
| 电位、电压的测定及电路电位图的绘制
| 验证电路中电位的相对性、电压的绝对性;掌握电路电位图的绘制方法
| 任选
| 验证
| 2
| 1
|
| 18
| 最大功率传输条件测定
| 测量负载获得最大传输功率的条件及电源输出功率与效率的关系。
| 任选
| 综合
| 2
| 1
|
|
| 19
| 二阶电路的研究
| 测试二阶动态电路的零状态响应和零输入响应;分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其特点
| 任选
| 综合
| 2
| 1
|
| 20
| 互感实验电路的观测
| 学会互感电路同名端、互感系数以及耦合系数的测定方法；理解两个线圈相对位置的改变对互感的影响
| 任选
| 验证
| 2
| 1
|
|
| 21
| 二阶网络状态轨迹的显示
| 观察RLC电路的状态轨迹；掌握一种同时观察两个无公共接地端电信号的方法
| 任选
| 验证
| 2
| 1
|
| 22
| EWB在一阶电路过渡过程中的应用
| 掌握用虚拟仪器观察和分析电路过渡过程的响应；研究RC一阶电路在零输入、阶跃激励和方波激励等情况下，响应的基本规律和特点；
| 任选
| 综合
| 2
| 1
|
| 23
| EWB在受控源电路中的应用
| 加深对受控源的认识；了解受控源的特性；测试控制系数和负载特性
| 任选
| 综合
| 2
| 1
|
| 24
| 动态实验电路的设计
| 学习和掌握用示波器观察和分析电路的响应；掌握简单动态电路的基本设计方法；加深对衰减常数、振荡周期等概念的理解
| 任选
| 设计
| 2
| 1
|
|
十、综合性、设计性、研究创新性实验简介
实验四 有源二端网络等效参数测定电路的设计 （设计性）
（一）实验目的
1、验证戴维南定理和诺顿定理的正确性；
2、通过自行设计等效参数测定电路验证戴维南定理和诺顿定理。
（二）实验内容与基本要求
1、测量等效参数；
2、自行设计等效参数测定电路验证戴维南定理和诺顿定理。
（三）主要仪器设备及器材
1、设备：电源 万用表
2、器材：电阻
实验六 RC一阶电路的研究 （综合性）
（一）实验目的
1、测定RC一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应。
2、学习电路时间常数的测量方法。
3、掌握有关微分电路和积分电路的概念。
4、进一步学会用示波器观测波形。
（二）实验内容与基本要求
1、用示波器观察一阶电路的零输入响应、零状态响应及完全响应的输出信号；
2、测量它们的时间常数。
（三）主要仪器设备及器材
1、设备：示波器 信号发生器万用表。
2、器材：电容、电阻
实验八 串联谐振电路及电感参数测量电路的设计 (设计性)
（一）实验目的
1、学习用实验方法绘制R、L、C串联电路的幅频特性曲线。
2、加深理解电路发生谐振的条件、特点，掌握电路品质因数（电路Q值）的物理意义及其测定方法。
3、学会设计一个电感参数测量电路。
（二）实验内容与基本要求
1、用示波器观察发生谐振时下各元件的输出信号；
2、自行设计电路并测量串联谐振时的频率。
（三）主要仪器设备及器材
1、设备：示波器 信号发生器万用表。
2、器材：电容 电阻 电感
实验十一 用三表法测量电路等效参数 （综合性）
（一）实验目的
1、学会用交流电压表、交流电流表和功率表测量元件的交流等效参数的方法。
2、学会功率表的接法和使用。
（二）实验内容与基本要求
1、用三表法测量日光灯电路的交流等效参数；
2、三表法测定无源单口网络的交流参数。
（三）主要仪器设备及器材
1、设备：交流电压表 交流电流表 功率表。
2、器材：自耦调压器 镇流器 电容器 日光灯
实验十二 二端口网络测试 （综合性）
（一）实验目的
1、加深理解二端口网络的基本理论。
2、掌握直流二端口网络传输参数的测量技术。
（二）实验内容与基本要求
1、测量二端口网络的传输参数；
2、测量将两个二端口网络级联后的传输参数。
（三）主要仪器设备及器材
1、设备：可调直流稳压电源万用表。
2、器材：二端口网络实验电路板
实验十三 三相交流负载电路的研究 （综合性）
（一）实验目的
1、掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接法下线、相电压及线、相电流之间的关系。
2、充分理解三相四线供电系统中中线的作用。
（二）实验内容与基本要求
1、测量三相负载作星形联接、三角形联接时的线电流、线电压、相电流和相电压；
2、学生自行设计电路并进行测量。
（三）主要仪器设备及器材
1、设备：交流电压表、交流电流表、三相电源、万用表。
2、器材：三相灯组负载、三相自耦调压气器、电门插座
实验十五 三相电路功率的测量 （设计性）
（一）实验目的
1、掌握用一瓦特表法、二瓦特表法测量三相电路有功功率与无功功率的方法；
2、进一步熟练掌握功率表的接线和使用方法。
3、学会自行设计三相交流负载电路。
（二）实验内容与基本要求
1、用一瓦特表法测量三相对称负载和不对称负载的总功率和无功功率；
2、用二瓦特表发测量三相电路的总功率。
（三）主要仪器设备及器材
1、设备：交流电压表、交流电流表、三相电源、万用表、单相功率表。
2、器材：三相灯组负载、三相自耦调压器、三相电容负载
实验十六 阻抗并联及功率因数的提高 （综合性）
（一）实验目的
1、掌握与感性负载并联的电容对功率因数的影响，领会提高功率因数的重大意义。
2、掌握日光灯的原理、各部件的作用，学会日光灯的安装。
3、掌握性质相反的元件的并联阻抗变化、总电流的变化规律。
（二）实验内容与基本要求
1、测量日光灯和镇流器两端的电压、电流和功率；
2、计算出功率因数。
（三）主要仪器设备及器材
1、设备：交流电压表、交流电流表、三相电源、万用表、功率表。
2、器材：日光灯、自耦变压器、电子镇流器、可变电容器。
实验十八 最大功率传输条件测定 （综合性）
（一）实验目的
1、掌握负载获得最大传输功率的条件。
2、了解电源输出功率与效率的关系。
3、学会设计电路测定最大功率传输条件
（二）实验内容与基本要求
1、测量直流和交流的最大功率传输功率条件；
2、自行设计电路并测量最大功率传输条件。
（三）主要仪器设备及器材
1、设备：直流电压表、直流电流表、直流稳压电源、万用表。
2、器材：实验线路、元件箱。
实验十九 二阶电路的研究 （综合性）
（一）实验目的
1、测试二阶动态电路的零状态响应和零输入响应，了解电路元件参数对响应的影响。
2、观察、分析二阶电路响应的三种状态轨迹及其特点，以加深对二阶电路响应的认识与理解。
（二）实验内容与基本要求
1、用示波器测量二阶电路的零输入响应和零状态响应由过阻尼过渡到临界阻尼，最后过渡到欠阻尼的变化过渡过程，分别定性地描绘、记录响应的典型变化波形。；
2、测量衰减常数和振荡频率。
（三）主要仪器设备及器材
1、设备：示波器 信号发生器。
2、器材：动态实验电路板
实验二十二 EWB在一阶电路过渡过程中的应用 （综合性）
（一）实验目的
1、掌握用虚拟仪器观察和分析电路过渡过程的响应。
2、研究RC一阶电路在零输入、阶跃激励和方波激励等情况下，响应的基本规律和特点。
3、了解一阶电路时间常数对过渡过程的影响，并测定时间常数。
4、研究RC电路的微分、积分响应。
（二）实验内容与基本要求
1、掌握用虚拟仪器观察和分析RC一阶电路在零输入、阶跃激励和方波激励等情况下，响应的基本规律和特点；
2、计算出时间常数。
（三）主要仪器设备及器材
电工实验台、EWB软件、电脑
实验二十三 EWB在受控源电路中的应用 （综合性）
（一）实验目的
1、加深对受控源的认识。
2、了解受控源的特性。
3、测试控制系数和负载特性
（二）实验内容与基本要求
1、掌握用虚拟仪器观察和分析受控源控制系数；
2、计算出控制系数。
（三）主要仪器设备及器材
电工实验台、EWB软件、电脑
实验二十四 动态实验电路的设计 （设计性）
（一）实验目的
1、学习和掌握用示波器观察和分析电路的响应；
2、掌握简单动态电路的基本设计方法；
3、加深对衰减常数、振荡周期等概念的理解。
（二）实验内容与基本要求
1、设计一个一阶RC串联电路，要求电容电压的充电上升时间（从0US～0、9US）为0、01s，放电下降时间（从1US～0、1US）为0、015s；
2、设计一个欠阻尼二阶RLC串联电路，要求该电路的电容电压的阶跃响应的超调量为78％，稳定时间为0、0014s（电阻参考值为500Ω）。
（三）主要仪器设备及器材
电工实验台、EWB软件、电脑
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