实验，指的是科学研究的基本方法之一。根据科学研究的目的，尽可能地排除外界的影响，突出主要因素并利用一些专门的仪器设备，而人为地变革、控制或模拟研究对象，使某一些事物（或过程）发生或再现，从而去认识自然现象、自然性质、自然规律， 以下是为大家整理的关于gpio实验报告4篇 , 供大家参考选择。
gpio实验报告4篇
【篇一】gpio实验报告
实验题目： 惠斯通电桥测电阻
实验目的：
1．了解电桥测电阻的原理和特点。
2．学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。
3．测出若干个未知电阻的阻值。
实验仪器
电阻箱的型号、规格及各档的等级
实验原理：
1．桥式电路的基本结构。
电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R2和R3，比较臂R4，待测臂Rx），“桥”——平衡指示器（检流计）G和工作电源E。在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器RG（滑线变阻器）。
2．电桥平衡的条件。
惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻（R2、R3、R4、和Rx）、一个“桥”（b、d间所接的灵敏电流计）和一个电源E组成。b、d间接有灵敏电流计G。当b、d两点电位相等时，灵敏电流计G中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。所以，电桥平衡的条件是：b、d两点电位相等。此时有
Uab=Uad，Ubc=Udc，
由于平衡时67ec5300c5da35163c80623f282227ec.png，所以b、d间相当于断路，故有
I4=I3 Ix=I2
所以 7a847100b6fbe1f45c7c4fcdff42ba58.png 63328078c2d2543c233af0edcaf33e57.png
可得 750bb1398574be1d4f66b774bd302333.png 或 c264e89282bf54a4d1fa74667a311412.png d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e.png
一般把2454cb8cff7965c3e4ac7a2bacf4aa08.png称为“倍率”或“比率”，于是
Rx=KR4
要使电桥平衡，一般固定比率K，调节R4使电桥达到平衡。
3．自组电桥不等臂误差的消除。
实验中自组电桥的比例臂（R2和R3）电阻并非标准电阻，存在较大误差。当取K=1时，实际上R2与R3不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。先按原线路进行测量得到一个R4值，然后将R2与R3的位置互相交换（也可将Rx与R4的位置交换），按同样方法再测一次得到一个R’4值，两次测量，电桥平衡后分别有：
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联立两式得： 73edf60d41408b997e92e4f1506ac549.png
由上式可知：交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。
4．电桥灵敏度
电桥灵敏度就是电桥偏离平衡状态时，电桥本身的灵敏感反映程度。在实际测量中，为了便于灵敏度的测量和计算灵敏度对测量结果的影响，多数用电桥的相对灵敏度，用S表示。其定义为
96cc6eb2b41ca9d8a7ceb9b07fc77804.png
物理意义：桥臂电阻的单位相对变化所引起的灵敏电流计的偏转格数。
5．正确使用箱式电桥。
本实验使用的是QJ23a型电桥，仪器自带工作电源和检流计实验时不需外接（电源和检流计）。
测量时先根据待测电阻的粗测值（用万用电表粗测）选取恰当的比例系数（倍率）Kr，选取的原则是在测量时应将测量盘电阻R4的各个刻度盘都用上，保证测量值有足够的有效数字，再将金属柱开关由“外接”位置换接至“内接”位置。
仪器面板上标有B、G字母的按钮，分别表示电源和检流计开关，使用时应断续接通。接通时应先按B钮（先接通电源），再按G钮（后接通检流计）；断开时则应先断G钮（先断开检流计），再断开B钮（后断开电源）。测量完毕后应将短路金属柱重新换接至“外接”位置上。要严格遵守此操作程序，否则，极易损坏检流计。
6．测量中检流计的保护。
检流计作为平衡指示器，其允许通过的电流非常小，因此在实验过程中特别强调保护检流计。
用自组电桥测量时，应根据待测电阻Rx值，调R4与R**似，调节电桥平衡时，要遵循先粗后细的原则，粗测时，先将RG调至最大，在电桥支路上串入高阻R减小通过检流计的电流；初步平衡后，再将Rn调至最小，并将R短接进行细测。
用箱式电桥测量时，应根据待测电阻Rx的值，选取适当的倍率Kr，并调Rs与R**似，调平衡时，严格执行先接通B（电源），后接通G（检流计）；先断开G，后断B的操作程序，实验完毕后应及时将“内接”短路。
7．自组电桥线路中RG的作用。
滑线变阻器（RG）作为限流器串接于电源回路中，不仅用于调节桥臂电流的大小，而且还对电桥灵敏度起着调节作用。
粗测时，将其阻值调至最大，使桥臂电流减小，降低电桥灵敏度；细测时，将其阻值调至最小，使桥臂电流增大，提高电桥灵敏度。
实验内容
1、选择被测电阻及测量参数：选择好待测的电阻，根据其阻值范围选择合适的K值，由K值确定R2、R3的阻值，保证R4有4位效数字（如Rx为250Ω，为了保证Rx有4位有效数字，R2为Ω，R3为，R4约为2500Ω）。
注：选定电阻后，计算电阻额定电压，以便选择电源工作电压值。
2、查电源：打开电源，选好输出端，利用电压微调调节输出电压最小，然后关闭电源。
3、接线：按照实验线路图布置仪器，依照回路接线法接线。再检查各实验参数及连线是否正确。
4、测量：检查完成后，打开电源，调一微小电输出，观察电路反应是否正常，若不正常（如检流计指针通断时不偏转或偏转过大），则再次检查接线及各电阻阻值。正常后，将电压增大至工作电压，进行测量。
5、重复1~4，测量一个电阻共6次，电桥换臂前与换臂后各测量3次。
6、用箱式电桥测量同样八个电阻阻值。
数据记录与计算举例。
1、用自组电桥测电阻及测量其灵敏度
2、箱式电桥
3、数据处理
自组电桥测得电阻的平均值：513f67ece182cd28c6a1fc0f481033c3.png=Ω，
根据公式3e6f3d15be2f6a1e8dc99171757eb8d7.png算出A类不确定度UA(R)=Ω
测得自组电桥的灵敏度的平均值为：b3e2a4e5448529fb9bfea798079a15b1.png=
根据公式051e075efd8248549438f7ff182ce2f3.png算出A类不确定度UA(S)=
一、简单线路故障的原因和排除
实验中出现故障是不可避免的正常情况，对于仪器故障，需由专门人员进行排除；常见简单线路故障的排除则是大学生必须掌握的基本技能。
用自组电桥测电阻，实验过程可能出现的故障有：
1．检流计指针不偏转（排除检流计损坏的可能性）。
这种情况的出现，说明桥（检流计）支路没有电流通过，其原因可能是电源回路不通，或者是桥支路不通。检查故障的方法是先用万用电表检查电源有无输出，然后接通回路，再检查电源与桥臂的两个联接点之间有无电压，最后分别检查桥支路上的导线、开关是否完好（注意检流计不能直接用万用电表电阻档检查）。如果仍未查出原因，则故障必定是四个桥臂中相邻的两相桥臂同时断开。查出故障后，采取相应措施排除（如更换导线、开关、电阻等）。
2．检流计指针偏向一边。
出现这种情况，原因有三种：
原因之一，比例系数（倍率）Kr取值不当，改变Kr的取值，故障即便消失。
不论Kr和Rs取何值，检流计指针始终偏向一边，则有：
原因之二，四个桥臂中必定有一个桥臂断开；
原因之三，四个桥臂中某两个相对的桥臂同时断开。
对于后两种原因引起的故障，只需用一根完好的导线便可检查确定。检查时，首先将Rn调至最大，减小桥臂电流。然后用一根导线将四个桥臂中任一桥臂短路，若检流计指针反向偏转，则说明被短路的桥臂是断开的，可用此导线替换原导线，检查出导线是否断开及电阻是否损坏；若检流计指针偏转方向不变，则说明，被短路桥臂是完好的；若检流计指针不再偏转，则说明对面桥臂是断开的，可进一步判明是导线还是电阻故障，接通后，用同样方法再检查开始被短路的桥臂是否完好。最后，将查出的断开桥臂中坏的导线或电阻更换，故障便被排除。
实验感想：通过这次动手实验，让我有了锻炼的机会，把课堂上学到的东西应用到实际实验中来。培养了我从事科学实验的能力以及实事求是的科学实验态度、求实的工作作风。在实验中遇到的困难，很好地锻炼了我解决困难的能力。让我深刻感受到科学是在严谨和求实中得出来的。
【篇二】gpio实验报告
声光控实验报告范文
篇一：声光控灯实验报告
（1）课题名称：声光控制路灯设计
（2）内容摘要：本次设计的小组成员有徐海龙、秦应昌，在思考、设计、焊制、调试阶段，我们一直共同努力。此次我们组需要设计的电路是声光控制路灯电路，在此电路中，我们希望达到的目的是，使电路能根据声音和光线的作用自动发光，并且自动熄灭。在白天强光照射时，电路中灯泡不发光；而晚上无灯光或被遮光，并且有声响时灯泡发光，且延续约10秒后熄灭。
此电路图的设计主要是基于用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，用途非常广泛。
课题分析它主要由3部分组成：话筒，光敏电阻，555延时。能够通过调节电阻和电容的大小来改变灯亮的时间长短，如果，时间过长就应该减小电阻或电容的值，反之，则增大。光敏电阻和话筒的高度也会使灯的时间受到影响。声光控节电开关，在白天或光线较亮时，555触发器呈关闭状态，灯不亮；夜间或光线较暗时，555触发器呈预备工作状态，当有人经过该开关附近时，脚步声、说话声、拍手声等都能开启节电开关。灯亮后经过10秒左右的延时节电开关自动关闭，灯灭。该开关扩展型适用于楼道、走廊、洗涮间、厕所等公共场合，能节电并延长灯泡使用寿命。给人们的生活带来了很多的方便，受到了广泛的应用。本电路是采用分分离元件的声控延时电路，其电路原理图如下图所示方框原理图说明：
（3）设计指标（要求）；设计一个声光控制开关，用声音和光照同时控制，当光线很暗的时候有声音触发就打开开关（控制一个6v/100mA小灯泡负载），开关延迟时间在10秒左右。当光线较强的时候声控不起作用。
（4）系统框图与方案选择；
方案一：
本方案中MIC捕捉到声音信号时，产生出交流信号经过Q1的阻容耦合放大电路放大，然后经过C3的隔直耦合电容给Q2的基极一个偏置电压使Q2导通，Q2导通前555触发器2脚电压等于VCC等于5V当Q2导通后2脚电压低于1/3VCC使555触发器进入工作状态LED亮当T=RC时555通过7，6脚放电完毕LED自动熄灭。光控是通过光敏电阻和100K电阻串联分压控制4脚电位来实现当有光时光敏电阻阻值约为20K使4脚电压很小555触发器处于关闭状态LED不会亮，当没光时光敏电阻阻值约为150K这时4脚处于高电位555处于预备工作状态当声音出发信号到达后LED灯亮并通过555达成延时熄灭。不采用此方案的原因：
由于方案一中有2个三极管增大了电路的复杂程度，使参数的计算、元件封装和焊接等的难度大大增加所以不采用方案一。
元器件选择；驻极体话筒；光敏电阻；晶体管；定时器555；发光二极管；电阻、电容器、二极管若干，三极管。
当MIC获得声音信号后转换成电信号通过放大电路放大。为了获得比较高的灵敏度则放大倍数应该尽量大所以Q1选取9014。光控电路中光敏电阻的阻值范围为20—150K所以选比较大的分压电阻使在有光时555触发器因4脚为第电平而处于关闭状态，无光时4脚高电平555能够工作。因为延时时间约为10秒，而延时时间由时间常数RC决定所以取R9=100K，C3=100u。
工作原理：
电路有声音信号输入时，MIC将声音信号转换成电信号后经由三极管Q1等元件构成的阻容耦合放大电路放大后送如555构成的单稳态触发器的输入端2脚，使2脚电位低于1/3VCC从而使触发器进入暂稳态输出高电平LED亮，2脚原来的电位是由R7（100K）和R10（68K）的电阻串联分压提供的两电阻阻值比约为3：2使2脚电压略大于1/3VCC触发器不工作，而声音信号经放大后的交流触发信号到来时刚好能使2脚电位低于1/3VCC。LED亮后随着电容C3（100u）的充电当Uc>2/3Vcc时，电容C3开始迅速放电，当放电完成时触发器回到稳定状态LED熄灭。
（5）组装调试；
封装时摆放元器件也是十分重要的，将原件摆放到合适的位置有利于整体版面的美观大方，各个元件之间既不能紧凑在一起，又不能离得太远了，因为在一起会给焊接带来很多麻烦，离得太远又耗费导线，导线应该沿着电路板的边缘铺设，避免交叉。
调试时会出现一下几种问题：
1．无光条件下输入声音信号LED不亮。
这种情况的主要原因是阻容耦合放大电路的放大倍数太小，声控电路部分对声音信号的灵敏度比较低。解决这个问题要仔细计算提高阻容耦合放大电路的放大倍数。
2．无光条件下不输入声音信号LED仍然会亮
出现这种情况，是由于R7与R10构成的2脚分压偏置中R10的阻值过小使2脚电压始终小于1/3VCC触发器一直处于暂稳态无论有无声音信号LED都会亮。所以应适当调整增大R10的阻值。
3．有光输入声音信号LED亮
这是由于与光敏电阻串联的分压电阻R5太小使有光条件下光敏电阻仍能分到较高的电压使555触发器能够工作。解决这个问题要适当增加R5的阻值。
（6）实际PCB图或布线图；
（7）电路方案的优缺点及改进展望
本电路的优点是电路的结构和原理简单，易于操作制作。缺点在于电路系统的稳定性和灵敏度等不是很好，同时电路的应用范围存在局限性无法应用到实际的生产生活中，工程意义不大。
电路的改进可以加入一些能提高稳定性、灵敏度的电路如交流整流、稳压等电路以应用于实际工程设计。
（8）设计结果与数据处理
篇二：声光控制灯实验报告
一、实训目的
专业设计实训Ⅰ是建立在已学的电工与电路、模拟电子技术和数字电子技术课程以后，综合运用课程所学的理论知识，实际进行课题的设计、安装和调试。是一门知识应用、综合、智力开发创新、工程技能训练、理论性和实际性极强的课程。其主要目的有以下几个方面：
（1）通过对电子技术的综合运用，使学到的理论知识相互融泄贯通，在认识上产生一个飞跃。
（2）初步掌握一般模拟电路、数字电路的设计方法，使学生得到一些工程设计的初步训练，并为以后的毕业设计奠定良好基础。
（3）培养同学自学能力，独立分析问题、解决问题的能力。对设计中遇到的问题，通过独立思考、查找工具书、参考文献、寻求正确答案；对实践中碰到的一些问题，能通过观察、分析、判断、改正、再实践、再分析等基本方法去解决。
（4）通过专业设计实训这一教学环节，树立严肃认真，文明仔细，实事求是的科学作风，树立生产观点，经济观点和全局观点。
二、内容与要求
设计内容：用声光控延时开关代替住宅小区的楼道上的开关，只有在天黑以后，当有人走过楼梯通道，发出脚步声或其它声音时，楼道灯会自动点亮，提供照明，当人们进入家门或走出公寓，楼道灯延时几分钟后会自动熄灭。在白天，即使有声音，楼道灯也不会亮，可以达到节能的目的。声光控延时开关不仅适用于住宅区的楼道，而且也适用于工厂、办公楼、教学楼等公共场所，它具有体积小、制作容易、工作可靠等优点。
设计要求：
①白天，即使有声音，灯也不会亮；
②晚上，当有脚步声或其它声音时，灯会自动点亮；
③亮灯延时时间60秒，60秒后照明灯自动熄灭；
④自制直流供电电路
三、实训过程
1．方案设计
（1）课题分析
根据设计任务，声光控制LED照明灯的基本组成框图如图3—1所示。
图3—1声光控制LED照明灯方框图
（2）方案论证
（1）确立电路形式及元器件型号
①放大电路：声音传感器的输出信号非常微弱，为方便后级电路处理要先行放大。用三极管放大或运算放大器都可以，可以根据情况自由选择。
②比较电路：当晚上，或有声音时输出高电平，这里用比较器来实现这一功能，可以运放构成单门限电路。
③与门电路：根据要求，LED灯必须是晚上，且有声音时才点亮，所以设置一个与门电路，可以用数字电路的与门电路，也可以用二极管构成与门电路。
④延时电路：为了保证触发之后，LED灯点亮至少60秒，必须设置延时电路，这里可以用简单的RC电路实现。
⑤驱动电路与开关电路：用于驱动LED照明灯，这个部分即要保证足够的驱动电流，又不能驱动过头。
2．电路原理
根据以上方案，画出系统的电路如下图3—2所示。。
图3—2
电路中的主要元器件是使用了数字集成电路CD4011。其内部含有4个独立的与非门D1～D4，电路结构简单。可靠性高。
顾名思义，声光控延时开关就是用声音来控制开关的“开启”，若干分钟后延时开关“自动关闭”。因此，整个电路的功能就是将声音信号处理后．变为电子开关的开关动作。明确了电路的信号流向后，即可依据主要元器件将电路划分为若干个单元。
声音信号（脚步声、掌声等）由驻极体话筒BM接收并转换成电信号，经C1耦合到D3进行电压放大，与非门D3此时是一个放大电路，放大的信号送到R3的一端。R3、R4构成分压电路，并接到控制门D4的13脚，作为声控信号。当有声音信号时，IC的10脚为高电平“1”，则R3、R4的中间分压为低电平“0”，即控制门D4的13脚为低电平。
为了使声光控开关在白天开关断开，即由光敏电阻RG等元件组成光控电路。R6和RG组成串联分压电路，夜晚无环境光时，光敏电阻的阻值很大，RG两端的电压高，则与非门D1的1脚为高电平“1”。通过与非门D1则为低电平“0”。再通过二极管D1输入到控制门D4的13脚，也为低电平“0”。使声光控电路工作具备了光控条件。白天较强的环境使RG的阻值很小。RG两端的电压几乎为0，即为低电平“0”，则与非门D1的1脚为低电平“0”，使声光控电路不具备光控条件，电子开关处于断开状态。
当夜晚．同时又有外界声音信号时，控制门（与非门）D4的输入端，有一端为低电平“0”，输出为高电平“1”。使单向可控硅导通，电子开关闭合；同时给C3充电，C3和R5构成延时电路．延时时间T=2πR5C3，改变R5或C3的值，可改变延时时间，满足不同的延时要求，C3充满电后只向R5放电，当放电到一定电平时，与非门D2的输入端5、6脚为低电平，输出为高电平．与非门的12脚为高电平“1”，同时没有声音信号时与非门的13脚也为高电平“1”，与非门D4，的两个输入端为高电平，则它的输出为低电平“0”，使单向可控硅截止。电子开关断开。完成一次完整的电子开关由开到关的过程。
二极管VD1—VD4将交流220V进行桥式整流．变成脉动直流电。又经R9降压，C4滤波后即为电路的直流电源，为BM、IC等供电。
3．元器件的选择
IC选用CMOS数字集成电路CD4011，CD4011有四个独立的与非门电路，内部功能见图3，Vss是电源的负极，VDD是电源的正极。可控硅T选用1A／400V的进口单向可控硅1006型，如负载电流大可选用3A、6A、10A等规格的单向可控硅，它的测量方法是：用RX1档，将红表笔接可控硅的负极，黑表笔接正极，这时表针无读数，然后用黑表笔触一下控制极K，这时表有读数，黑表笔马上离开这时表仍有读数（注意触控制极时正负表笔是始终连接的）说明该可控硅是完好的。驻极体选用的是一般收录机用的小话筒，它的测量方法是：用RX100档将红表笔接外壳的S、黑表笔接D，这时用口对着驻极体吹气，若表针有摆动说明该驻极体完好，摆动越大灵敏度越高；光敏电阻选用的是625A型，有光照射时电阻为20K以下，无光时电阻值大干100MΩ，说明该元件是完好的。二极管采用普通的整流二极管1N4001～1N4007。总之，元件的选择可灵活掌握，参数可在一定范围内选用。其它元件按图1所示的标注即可。
4．安装制作
对照元件清单买到电子元器件后，首先对照材料清单将各材料认真清点一遍，并用万用表粗略地（因出厂前已测量过）测量一下各元件，做到心中有数。
焊接时注意先焊接无极性的阻容元件，电阻采用卧装，电容采用直立装，紧贴电路板，焊接有极性的元件如电解电容、话筒、整流二极管、三极管、单向可控硅等元件时千万不要装反，注意极性的正确。否则电路不能正常工作甚至烧毁元器件。
5．调试
调试前，先将焊好的电路板对照电路图认真核对一遍，不要有错焊、漏焊、短路等现象发生。通电后，人体不允许接触电路板的任一部分，防止触电，注意安全。如用万用表检测时，将万需表两表笔接触电路板相应处即可。
本电路调试时请先将光敏电阻的光挡住，将AB分别接在电灯的开关位上，用手轻拍驻极体，这时灯应亮，若用光照射光敏电阻，再用手重拍驻极体，这时灯不亮。说明光敏电阻完好，这时表示制作成功。若不成功请仔细检查有无虚假错焊和拖锡短路现象。
篇三：声光控路灯控制系统实验报告
一试验目的
1。了解并掌握光敏三极管和光敏电阻的应用以及声控的交流信号的处理
2。掌握继电器的引脚结构以及其应用方法
3。熟练掌握三极管三个引脚的引用电路
4。熟练掌握LM324运放作为比较器和运放的应用电路
5。掌握与门的工作原理和引脚接法，并应用到实际电路中
二实验内容
1。按要求搭接电路，并调整电路，（注意运放被烧坏）
2。完成电路的工作，实现基本原件的功能
三实验器材
光敏三极管一只，光敏电阻一只，LM324运放一个，继电器一个，9014三极管一个，二极管一个，100k的电阻两个，47k的滑动变阻器一个，导线若干，直流电源设备
四基本原理
光敏三极管在红外光照射下导通获得低电平，从而通过比较器和继电器来控制灯的熄灭状态
光敏三极管在遮光下截止获得高电平，从而通过比较器和继电器来控制灯的点亮状态
光敏电阻在光照射下导通获得低电平，从而通过比较器和继电器来控制灯的熄灭状态
光敏电阻在遮光下截止获得高电平，从而通过比较器和继电器来控制灯的点亮状态
用麦克风作为声音的源，通过滤波放大，整流后将声音信号转换为电流信号再转换为电压信号，从而控制继电器，来实现灯亮与灭的控制
用与门将二者相结合，共同作为与门的输入信号，将输出引出，来控制继电器实现控制灯的亮与灭
五试验步骤
1。找齐电路所需的基本原件，搭接电路。
2。测试电路中的各个点的电压状态
3。检测完电压之后，开始进行对光敏三极管遮光和曝光处理，看电灯是否有闪烁的变化
4将光敏三极管换成光敏电阻做步骤3同样的处理方法，看电灯是否有闪烁的变化
5。将麦克风的输入转换为电压控制继电器
6。用与门将声光信号作为输入，同时引出输出来控制继电器，实现灯得亮与灭
7。得出结论，整理器材。
六实验电路如图
结论：实验电路完全能够得到实验开始所提出的要求，主要的缺点就是声控的范围太窄，必须要对准麦克风才有比较好的效果。
【篇三】gpio实验报告
实验题目： 惠斯通电桥测电阻
实验目的：
1．了解电桥测电阻的原理和特点。
2．学会用自组电桥和箱式电桥测电阻的方法。
3．测出若干个未知电阻的阻值。
实验仪器
仪器名称
直流电源
滑线变阻器1
滑线变阻器2
检流计
型号
DH1718C
J2354
J2354
AC5
规格
0－30V 5A
100Ω 2A
100Ω 2A
电阻箱的型号、规格及各档的等级
电阻箱
型号
规格
×10000
×1000
×100
×10
×1
×
×
R2
ZX21a
111111Ω
无
R3
ZX21a
111111Ω
无
R4
ZX21a
111111Ω
无
实验原理：
1．桥式电路的基本结构。
电桥的构成包括四个桥臂（比例臂R2和R3，比较臂R4，待测臂Rx），“桥”——平衡指示器（检流计）G和工作电源E。在自组电桥线路中还联接有电桥灵敏度调节器RG（滑线变阻器）。
2．电桥平衡的条件。
惠斯通电桥(如图1所示)由四个“桥臂”电阻（R2、R3、R4、和Rx）、一个“桥”（b、d间所接的灵敏电流计）和一个电源E组成。b、d间接有灵敏电流计G。当b、d两点电位相等时，灵敏电流计G中无电流流过，指针不偏转，此时电桥平衡。所以，电桥平衡的条件是：b、d两点电位相等。此时有
Uab=Uad，Ubc=Udc，
由于平衡时，所以b、d间相当于断路，故有
I4=I3 Ix=I2
所以
可得 或
一般把称为“倍率”或“比率”，于是
Rx=KR4
要使电桥平衡，一般固定比率K，调节R4使电桥达到平衡。
3．自组电桥不等臂误差的消除。
实验中自组电桥的比例臂（R2和R3）电阻并非标准电阻，存在较大误差。当取K=1时，实际上R2与R3不完全相等，存在较大的不等臂误差，为消除该系统误差，实验可采用交换测量法进行。先按原线路进行测量得到一个R4值，然后将R2与R3的位置互相交换（也可将Rx与R4的位置交换），按同样方法再测一次得到一个R’4值，两次测量，电桥平衡后分别有：
由上式可知：交换测量后得到的测量值与比例臂阻值无关。
4．电桥灵敏度
电桥灵敏度就是电桥偏离平衡状态时，电桥本身的灵敏感反映程度。在实际测量中，为了便于灵敏度的测量和计算灵敏度对测量结果的影响，多数用电桥的相对灵敏度，用S表示。其定义为
物理意义：桥臂电阻的单位相对变化所引起的灵敏电流计的偏转格数。
5．正确使用箱式电桥。
本实验使用的是QJ23a型电桥，仪器自带工作电源和检流计实验时不需外接（电源和检流计）。
测量时先根据待测电阻的粗测值（用万用电表粗测）选取恰当的比例系数（倍率）Kr，选取的原则是在测量时应将测量盘电阻R4的各个刻度盘都用上，保证测量值有足够的有效数字，再将金属柱开关由“外接”位置换接至“内接”位置。
仪器面板上标有B、G字母的按钮，分别表示电源和检流计开关，使用时应断续接通。接通时应先按B钮（先接通电源），再按G钮（后接通检流计）；断开时则应先断G钮（先断开检流计），再断开B钮（后断开电源）。测量完毕后应将短路金属柱重新换接至“外接”位置上。要严格遵守此操作程序，否则，极易损坏检流计。
6．测量中检流计的保护。
检流计作为平衡指示器，其允许通过的电流非常小，因此在实验过程中特别强调保护检流计。
用自组电桥测量时，应根据待测电阻Rx值，调R4与R**似，调节电桥平衡时，要遵循先粗后细的原则，粗测时，先将RG调至最大，在电桥支路上串入高阻R减小通过检流计的电流；初步平衡后，再将Rn调至最小，并将R短接进行细测。
用箱式电桥测量时，应根据待测电阻Rx的值，选取适当的倍率Kr，并调Rs与R**似，调平衡时，严格执行先接通B（电源），后接通G（检流计）；先断开G，后断B的操作程序，实验完毕后应及时将“内接”短路。
7．自组电桥线路中RG的作用。
滑线变阻器（RG）作为限流器串接于电源回路中，不仅用于调节桥臂电流的大小，而且还对电桥灵敏度起着调节作用。
粗测时，将其阻值调至最大，使桥臂电流减小，降低电桥灵敏度；细测时，将其阻值调至最小，使桥臂电流增大，提高电桥灵敏度。
实验内容
1、选择被测电阻及测量参数：选择好待测的电阻，根据其阻值范围选择合适的K值，由K值确定R2、R3的阻值，保证R4有4位效数字（如Rx为250Ω，为了保证Rx有4位有效数字，R2为Ω，R3为，R4约为2500Ω）。
注：选定电阻后，计算电阻额定电压，以便选择电源工作电压值。
2、查电源：打开电源，选好输出端，利用电压微调调节输出电压最小，然后关闭电源。
3、接线：按照实验线路图布置仪器，依照回路接线法接线。再检查各实验参数及连线是否正确。
4、测量：检查完成后，打开电源，调一微小电输出，观察电路反应是否正常，若不正常（如检流计指针通断时不偏转或偏转过大），则再次检查接线及各电阻阻值。正常后，将电压增大至工作电压，进行测量。
5、重复1~4，测量一个电阻共6次，电桥换臂前与换臂后各测量3次。
6、用箱式电桥测量同样八个电阻阻值。
数据记录与计算举例。
1、用自组电桥测电阻及测量其灵敏度
待测电阻标称值
电桥换臂前测量数据
电桥换臂后测量数据
38Ω
1
2
3
4
5
6
R2/Ω
2000
2000
2000
2000
2000
2000
平
均
值
平均值的标准偏差
R3/Ω
2000
4000
6000
2000
4000
6000
R4/Ω
2044
4092
6138
2046
4173
6280
偏转格数n/div
ΔR4/Ω
10
50
100
10
50
100
计算出Rx/Ω
2044
2046
2046
2046
相对灵敏度S
2、箱式电桥
测量次数
1
2
3
4
5
6
7
8
倍率示数
测得电阻
平均值
平均值
标准差
测量盘示数
5152
5179
5150
5122
5110
5130
5164
5144
待测电阻实测值
3、数据处理
自组电桥测得电阻的平均值：=Ω，
根据公式算出A类不确定度UA(R)=Ω
测得自组电桥的灵敏度的平均值为：=
根据公式算出A类不确定度UA(S)=
一、简单线路故障的原因和排除
实验中出现故障是不可避免的正常情况，对于仪器故障，需由专门人员进行排除；常见简单线路故障的排除则是大学生必须掌握的基本技能。
用自组电桥测电阻，实验过程可能出现的故障有：
1．检流计指针不偏转（排除检流计损坏的可能性）。
这种情况的出现，说明桥（检流计）支路没有电流通过，其原因可能是电源回路不通，或者是桥支路不通。检查故障的方法是先用万用电表检查电源有无输出，然后接通回路，再检查电源与桥臂的两个联接点之间有无电压，最后分别检查桥支路上的导线、开关是否完好（注意检流计不能直接用万用电表电阻档检查）。如果仍未查出原因，则故障必定是四个桥臂中相邻的两相桥臂同时断开。查出故障后，采取相应措施排除（如更换导线、开关、电阻等）。
2．检流计指针偏向一边。
出现这种情况，原因有三种：
原因之一，比例系数（倍率）Kr取值不当，改变Kr的取值，故障即便消失。
不论Kr和Rs取何值，检流计指针始终偏向一边，则有：
原因之二，四个桥臂中必定有一个桥臂断开；
原因之三，四个桥臂中某两个相对的桥臂同时断开。
对于后两种原因引起的故障，只需用一根完好的导线便可检查确定。检查时，首先将Rn调至最大，减小桥臂电流。然后用一根导线将四个桥臂中任一桥臂短路，若检流计指针反向偏转，则说明被短路的桥臂是断开的，可用此导线替换原导线，检查出导线是否断开及电阻是否损坏；若检流计指针偏转方向不变，则说明，被短路桥臂是完好的；若检流计指针不再偏转，则说明对面桥臂是断开的，可进一步判明是导线还是电阻故障，接通后，用同样方法再检查开始被短路的桥臂是否完好。最后，将查出的断开桥臂中坏的导线或电阻更换，故障便被排除。
实验感想：通过这次动手实验，让我有了锻炼的机会，把课堂上学到的东西应用到实际实验中来。培养了我从事科学实验的能力以及实事求是的科学实验态度、求实的工作作风。在实验中遇到的困难，很好地锻炼了我解决困难的能力。让我深刻感受到科学是在严谨和求实中得出来的。
【篇四】gpio实验报告
化学实验报告化学是一门以实验为基础的学科。化学上的许多理论和定律都是从实验中发现归纳出来的。同时，化学理论的应用、评价也有赖于实验的探索和检验。虽然到了近代乃至现代，化学的飞速进步已经产生了各种新的研究方法，但是，实验方法仍然是化学不可缺少的研究手段。新课程改革将科学探究作为突破口，科学探究不但是一种重要的学习方式，同时也是中学化学课程的重要内容，它对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。而化学实验是科学探究的重要形式。
用化学实验的方法学习化学，既符合化学的学科特点也符合学生学习化学的认识特点，是化学教学实施素质教育的基本手段。新课程标准提倡学生独立进行或合作开展化学实验研究。通过化学实验能激发学生的学习兴趣，帮助学生通过使用探究形成化学概念、理解化学基础理论、掌握化学知识和技能，培养学生的科学态度和价值观，帮助学生发展思维能力和训练实验技能，从而达到全面提高学生的科学素养的目的。
●一、对新课程标准下的中学化学实验的认识《普通高中化学课程标准》明确了高中化学课程的基本理念：立足于学生适应现代生活和未来发展的需要，着眼于提高21世纪公民的科学素养，构建“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”相融合的高中化学课程目标体系。“知识与技能”即过去的“双基”；“过程与方法”是让学生掌握学习的方法，学会学习；“情感态度与价值观”是人文关怀的体现。所以新的课程理念的核心是“让学生在知识探索的过程中，在知识、学法、人文等方面得到发展。”其中第5条特别强调：“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。”[1]高中化学课程由2个必修模块和6个选修模块组成，其中“化学实验”是作为一个独立的模块有别于以往教材的处理，突出其重要的地位。
教育部____年颁发的《基础教育课程改革纲要》为化学课程改革指明了方向，根据新的教学理念及由此产生的新课程标准，对照新旧教材，我们不难发现新课程在实验教学方面有以下几个主要方面的转变：
1、从只注重培养实验操作能力向培养实验思维能力和培养实验操作能力并重转变，改变以往为“教”设计实验变为“学”设计实验，使实验更好地配合学生的主动学习，打破以往教师垄断实验方案的设计向教师帮助、指导学生参与实验方案的设计的转变，这就是所谓的化学实验的探究化[2]。改变化学实验“照方抓药”式的现状的关键，是加强化学实验的探究化设计，这对于更好发挥化学实验的功能，促进学生科学素养主动、全面的发展具有重要的意义。例如：必修1中“验证铁能否与水蒸气反应”的探究实验，教材一方面提供了实验必要的仪器和药品，让学生来设计实验方案；另一方面又提供了一个实验方案，让学生参考并尝试利用该方案进行实验，最后让学生小结交流探究活动的收获。这样的实验教学，在指导学生学习设计实验的同时又锻炼了学生进行实验探究的动手能力。
实验是培养学生解决问题能力的重要途径。实验教学中的问题发现和形成、实验设计、操作、观察、思维、表达和交流等科学实践活动，可以有效地培养学生的实验意识、课题发现能力、实验设计能力、实验观察能力和实验操作能力，可以有效地培养学生的思维习惯和思维能力，这是其他活动形式难以代替的。
新教材为学生创造了许多动手的机会，怎样才能调动好学生的积极性？我在担任新课程高一化学的教学过程中，尝试通过不同的教学活动提高学生的实验能力，积累了一点经验与大家分享。我借助于学生手头上的一本教辅书《化学活动与探究》组织学生开展课外实验教学。该书的活动项目取材于教材中的典型，并设计成活动卡片。每个卡片上包括了6个栏目：问题思考、活动探究目的、活动探究用品、活动探究内容、交流与讨论、收获与体会。以下是一些具体的做法：在开始活动前，让全班学生自愿分成8个小组，实行组长负责制。每个星期轮排1个小组进行实验，各组自由选题，实验的内容可以从活动卡片中30个活动项目中选取。组长负责组织，在课余时间内完成实验，包括实验预习、分工、活动记录（包括实验内容、实验讨论、实验收获等，以上内容在实验报告中反映）及活动评价（包括自评、他评，他评中包括组长对组员的评议和组员对组长的评议）。整个小组的实验活动在1个星期内完成，并由组长在下周的化学课上用15分钟进行“结案陈词”（告知同学他们的实验课题、实验过程、实验结果、实验收获、活动评价的得分等）。累计每个星期不同小组的实验报告，定期进行展示，让大家进行投票选出最佳合作小组等。在各组活动过程中，老师也会参与到其中，小组做得好的地方，要及时地表扬，对于存在的问题要及时予以点拨、疏通，起到指点迷津的作用；并对他们实验过程进行评价，并纳入学分制的计算范畴。通过这些实验活动有利于培养学生实事求是、尊重科学、勇于探索的思想品质；培养学生团结协作、求实的科学态度，同时也激发了学生学习化学的兴趣。在实验教学中不仅要求学生认真对待实验，作为教师更要认真对待每一个实验，通过实验启发引导学生关注实验过程，突出学生在实验教学中的主体地位，增强实验的探索性，培养学生的科学探究和实验设计、评价能力。
总而言之，化学实验是中学化学教学内容的重要组成部分，新课程实验教学改革在高中化学课程改革中的地位举足轻重。广大的化学教师要在新的教学理念的指导下，认真、细致地学习研究新课程，提高认识，明确目标。围绕实验展开学习是中学化学教学特色的充分体现，化学实验教学只要真正得到落实，对激发学生学习化学的兴趣，培养学生的创造性思维，开发学生潜能，发展学生的个性将会产生积极的作用，也为化学教育走素质教育之路发挥出独特的功能[3]。新理念、新课标、新教材迫切要求实验教学理念的更新，这是一次挑战，让我们有所准备，勇于面对这一挑战。
