温度测量实验报告

2024-07-27

温度测量实验报告(共6篇)

篇1:温度测量实验报告

单色高温计测量火焰动态温度的可行性实验研究

一种测量固体表面温度的单色高温计经改进后,用于火焰动态温度测量,本文设计了三组实验对其可行性进行研究,即:黑火药与铝热剂的分层火焰温度测量实验、单色高温计与热电偶的测温对比实验和激波管内氢氧爆炸火焰动态温度测量实验.结果表明,当目标尺寸远大于单色高温计红外视场时,所测火焰温度可视为单色高温计光轴上的.最高温度;采用单色高温计和热电偶同时测量发光火焰的温度,测量结果相差不到6.2%;单色高温计所测氢氧爆炸火焰的动态温度曲线,较好地反映了爆炸火焰的动态传播规律;经改进的单色高温计可以用于爆炸火球等发光火焰的动态温度测量.

作 者:谢立军 周凯元 方向 刘庚冉 XIE Li-jun ZHOU Kai-yuan FANG Xiang LIU Geng-ran  作者单位:谢立军,XIE Li-jun(中国科学技术大学,近代力学系,安徽合肥,230027;解放军理工大学,工程兵工程学院,江苏南京,210007)

周凯元,刘庚冉,ZHOU Kai-yuan,LIU Geng-ran(中国科学技术大学,近代力学系,安徽合肥,230027)

方向,FANG Xiang(解放军理工大学,工程兵工程学院,江苏南京,210007)

刊 名:实验力学  ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF EXPERIMENTAL MECHANICS 年,卷(期): 22(5) 分类号:O381 关键词:单色高温计   爆炸火焰   动态温度测量  

篇2:温度测量实验报告

题 题

基于A0 D590 得温度测控系统设计

系 系

((部 部)

信息科学与电气工程学院

专 专

电气工程及其自动化

班 班

电气 092

学生姓名

刘玉兴

学 学

090 8192 10

日至

周 周指导教师(签字)

系 系 主 任 任(签字)

****年**月**日 一、设计内容及要求 在单片机实验台上实现智能温度采集系统得设计.要求利用温度传感器 AD590 采集温度信号,并调理放大采集到得电压信号,用ADC0809 进行电压转换,实现温度采集,并将采集温度用数码管静态方式显示出来。

设计内容包括:1)AD590 温度采集电路;2)ADC0809 接口电路;3)数码管静态方式实时显示温度;4)可按键设置报警上下限。

设计要求:1)能演示;2)能回答答辩过程中提问得问题;3)完成设计报告.二、设计原始资料 单片机原理及应用教程

范立南

2006 年 1月 单片机原理及应用教程

刘瑞新

2003年 07 月

三、设计完成后提交得文件与图表

1.计算说明书部分 1)方案论证报告打印版或手写版 2)程序流程图 3)具体程序

2.图纸部分: 具体电路原理图打印版

四、进程安排

教学内容

地点 资料查阅与学习讨论

现代电子技术实验室 分散设计

现代电子技术实验室 编写报告

现代电子技术实验室 成果验收

现代电子技术实验室

五、主要参考资料 《电子设计自动化技术基础》马建国、孟宪元编 清华大学出版

2004 年 4 月

《实用电子系统设计基础》

姜威

2008 年 1 月

《单片机系统得 PROTEUS 设计与仿真》

张靖武

2007 年 4月

摘要

ﻩ 温度就是工业生产与自动控制中最常见得工艺参数之一。过去温度检测系统设计中,大多采用模拟技术进行设计,这样就不可避免地遇到诸如传感器外围电路复杂及抗干扰能力差等问题;而其中任何一环节处理不当,就会造成整个系统性能得下降。随着半导体技术得高速发展,特别就是大规模集成电路设计技术得发展,数字化、微型化、集成化成为了传感器发展得主要方向。

以单片机为核心得控制系统.利用汇编语言程序设计实现整个系统得控制过程。在软件方面,结合ADC0809并行8位A/D转换器得工作时序,给出80C51单片机与ADC0908并行

A/D转换器件得接口电路图,提出基于器件工作时序进行汇编程序设计得基本技巧。本系统包括温度传感器,数据传输模块,温度显示模块与温度调节驱动电路,其中温度传感器为数字温度传感器AD590,包括了单总线数据输出电路部分.文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。

关键词:单片机、汇编语言、ADC0809、温度传感器AD590 A Abs tract

Temperature is the most mon one of process parameters in automatic control and industrial production、、In the traditional temperature measurement system design, often using simulation technology to design, and this will inevitably encounter error pensation, such as lead,plex outside circuit,poor anti-jamming and other issues, and part of a deal with them Improperly,could cause the entire system of the decline、With modern science and technology of semiconductor development, especially large-scale integrated circuit design technologies, digital, miniaturization, integration sensors are being an important direction of development、In the control systems with the core of SCM,assembly language programming is used to achieve the control of the whole system.bining with the operation sequence of ADC0809,the interface circuit diagrams of 80C51 SCM and ADC0809 parallel A/D conveger ale given。The basic skills of assembly language programming based on the operation se—quenee of the chip ale put forward。This system include temperature sensor and data transmission, the moduledisplays module and thermoregulation driven circuit from the sensors intofigures of the temperature sensors AD590, including a list of the data outputcircuit、The text of every part of the functions and procedure at present、K Key words:single-chip;assembly language;parallel A/D conversion;ADC0809;Temperature sensor AD590 目录 摘要误错ﻩ 错误!未定义书签。

Abstract.....................................................................................................错误!未定义书签。

第一章 系统功能原理及硬件介绍误错ﻩ 错误!未定义书签。

1、1 80C51 单片机介绍......................................................错误!未定义书签。

1、2 ADC0809 介绍—-误错ﻩ 错误!未定义书签。

l、2、1 ADC0809 得主要特点............................错误!未定义书签。

1、2、2 ADC0809 芯片得工作原理7ﻩ

1、3 AD590 得介绍............................................................错误!未定义书签。

第二章

理论分析误错ﻩ 错误!未定义书签。

2、1

各模块接线及原理说明误错ﻩ 错误!未定义书签。

2、1、1 AD590采集温度信号模块........................错误!未定义书签。

2、1、2

ADC0809 A/D(模数)转换模块.............错误!未定义书签。

2、1、3动态数码管显示模块....................................错误!未定义书签。

2、1、4

蜂鸣器超量程报警模块................................错误!未定义书签。

2、2最小分度、量程及报警温度得算法误错ﻩ 错误!未定义书签。

2、2、1 最小分度、量程得算法误错ﻩ 错误!未定义书签。

第三章

各模块电路设计误错ﻩ 错误!未定义书签。

3、1 温度测量采集及加热电路模块....................................错误!未定义书签。

3、2

并行 A/D(模数)转换模块......................................错误!未定义书签。

3、3

蜂鸣器超量程报警模块误错ﻩ 错误!未定义书签。

3、4

可按键设置报警模块误错ﻩ 错误!未定义书签。

第四章 电路与程序设计误错ﻩ 错误!未定义书签。

4、1 程序流程图.............................................................错误!未定义书签。

4、2 程序清单.......................................................................错误!未定义书签。

总结误错ﻩ 错误!未定义书签。

参考文献..........................................................................................................错误!未定义书签。

第一章 系统功能原理及 硬件介绍 该数字温度计利用AD590集成温度传感器及其接口电路完成温度得测量并转换成模拟电压信号,经由模数转换器 ADC0809 转换成单片机能够处理得数字信号,然后送到单片机 80C51 中进行处理变换,最后将温度值显示在 LED 显示器上。系统以 80C51 单片机为控制核心,加上 AD590测温电路、ADC0809 模数转换电路、温度数据显示电路以及外围电源等组成。系统组成框图如图 1 所示.图 1 系统组成框图

80C51 温度显示 电源及复位电路等 ADC0809 模数转化 AD590 测温电路 超量程报警

1、1 80C 51 单片机介绍 80C51就是美国ATMEL公司生产得低电压,高性能CMOS8位单片机,可提供以下标准功能:4K 字节闪存,128 字节内部RAM,32个 I/O 口线,两个 16 位定时/计数器,一个 5 向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,80C51 可降至0HZ得静态逻辑操作,并支持两种软件可选得节电工作模式。空闲方式停止 CPU 得工作,但允许RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作.掉电方式保存 RAM 中得内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

图 2 80C51 引脚图 引脚功能说明 Vcc:电源电压

GND:地

P0 口:P0 口就是一组 8 位漏极开路型双向 I/O口,即地址/数据总线复位口.作为输出口用时,每位能吸收电流得方式驱动 8 个逻辑门电路,对端口写“1”可 作为高阻抗输入端用.在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低 8 位)与数据总线复用,此时 P0 激活内部得上拉电阻。

P1 口:P1 就是一个带有内部上拉电阻得8位双向I/O口。P1 得输出缓冲级可驱动(输入或输出)4个 TTL 逻辑门电路。对端口写“1“,通过内部得上拉电阻把端口拉到高电平,此时可做输入口。因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。

P2口:P2 就是一个带有内部上拉电阻得 8 位双向 I/O 口,P2 得输出缓冲级可驱动(输入或输出电流)4个 TTL逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部得上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作为输入口.因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器获 16位地址得外部数据存储器(例如执行 MOVX

DPTR指令)时,P2 口送出高8位地址数据。在访问 8 位地址得外部数据存储器(如执行 MOVX RI指令)时,P2 口线上得内容(也即特殊功能寄存器(SFR)区中 R2 寄存器得内容),在整个访问期间不改变。

P3 口:P3口就是一组带有内部上拉电阻得 8 位双向 I/O口。P3 口输出缓冲级可驱动(输入或输出)4 个 TTL 逻辑门电路.对P3 口写入“1”时,她们被内部上拉电阻拉高并可作为输入口。此时,被外部拉低得 P3口将用上拉电阻输出电流。

RST:复位输入。当振荡器工作时,RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。

ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址得低 8 位字节。即使不访问外部存储器,ALE仍以时钟振荡频率得 1/6输出固定得正脉冲信号,因此它可对输出时钟信号或用于定时。要注意得就是:当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。闪存编程期时,该引脚还用于输入编程脉冲.PSEN:程序存储允许输出就是外部程序存储器得读选通信号,当 80C51 由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两个 PSEN有效,即输出两个脉冲。在此期间,当访问外部数据存储器,这两次有效得PSEN 信号不出现。

EA/VPP:外部访问允许.要使 CPU仅访问外部程序存储器(地址为0000H-—-FFFFH),EA端必须保持低电平(接地)。需注意得就是;如果加密位 LB1 被编程,复位时内部会锁存EA 端状态。如 EA端为高电平(接 VCC 端),CPU 则执行内部程序存储器中得指令。

XTAL1:振荡器反相放大器及内部时钟发生器得输入端。

XTAL2 :振荡器反相放大器得输出端。、2 A DC080 9介绍 l、、2、1 ADC0 809 得主要特点 ADC0809 模数转换器,ADC0809 就是 8 通道8位CMOS 逐次逼近式 A/D转换芯片,片内有模拟量通道选择开关及相应得通道锁存、译码电路,A/D转换后得数据由三态锁存器输出,由于片内没有时钟需外接时钟信号。

芯片得引脚如图 21-1,各引脚功能如下:

IN0~IN7:八路模拟信号输入端.ADD—A、ADD-B、ADD-C:三位地址码输入端。

CLOCK:外部时钟输入端。CLOCK 输入频率范围在 10~1280KHz,典型值为 640KHz,此时 A/D 转换时间为100us。51 单片机 ALE 直接或分频后可与CLOCK 相连。

D0~D7:数字量输出端.OE:A/D 转换结果输出允许控制端.当 OE 为高电平时,允许 A/D 转换结果从 D0~D7 端输出。

图21—1 ADC0809 引脚 ALE:地址锁存允许信号输入端。

八路模拟通道地址由 A、B、C 输入,在ALE 信号有效时将该八路地址锁存.START:启动 A/D转换信号输入端。

当 START 端输入一个正脉冲时,将进行A/D转换。

EOC:A/D 转换结束信号输出端。

当 A/D 转换结束后,EOC 输出高电平。

Vref(+)、Vref(—):正负基准电压输入端。

基准正电压得典型值为+5V.1、2、2

ADC0809 芯片得工作原理

ADC0809带有片内系统时钟,该时钟与I/OCLOCK就是独立工作得,无需特殊得速度或相位匹配。当CS为高时,数据输 D 端处于高阻状态,此时 I/O CLOCK不起作用。这种 CS控制作用允许在同时使用多片 ADC0809 时,共用 I/OcLOCK,以减少多路(片)A/D 使用时得I/O 控制端口。一组通常得控制时序操作图如下:

图 4 TLC549得工作时序 1、3 AD 590 得介绍 AD590就是AD公司利用PN结构正向电流与温度得关系制成得电流输出型两端温度传感器、(热敏器件)AD590 就是美国模拟器件公司生产得单片集成两端感温电流源.它得主要特性如下:

1、流过器件得电流(mA)等于器件所处环境得热力学温度(开尔文)度数,即:mA/K 式中:-流过器件(AD590)得电流,单位为 mA;T—热力学温度,单位为 K。

2、AD590 得测温范围为—55℃~+150℃。

3、AD590得电源电压范围为 4V~30V。电源电压可在 4V~6V 范围变化,电流 变化 1mA,相当于温度变化 1K。AD590 可以承受 44V正向电压与20V反向电压,因而器件反接也不会被损坏.4、输出电阻为 710MW。

5、精度高。AD590 共有 I、J、K、L、M 五档,其中 M 档精度最高,在-55℃~+150℃范围内,非线性误差为±0、3℃。

AD590 温度感测器就是一种已经 IC化得温度感测器,它会将温度转换为电流,在 8051得各种课本中常瞧到它,相当常用到.其规格如下:

温度每增加 1℃,它会增加 1μA输出电流.可量测范围—55℃至 150℃。

供应电压范围+4V 至 30V.AD590得输出电流值说明如下:

其输出电流就是以绝对温度零度(-273℃)为基准,每增加 1℃,它会增加 1μA输出电流,因此在室温 25℃时,其输出电流 Io=(273+25)=298μA。

Vo 得值为Io乘上 10K,以室温 25℃而言,输出值为2、98V(10K×298μA)。

量测 Vo 时,不可分出任何电流,否则量测值会不准。

AD590 得输出电流 I=(273+T)μA(T 为摄氏温度),因此量测得电压 V 为(273+T)μA ×10K=(2、73+T/100)V。为了将电压量测出来又需使输出电流 I 不分流出来,我们使用电压追随器其输出电压 V2 等于输入电压V。

由于一般电源供应较多零件之后,电源就是带杂讯得,因此我们使用齐纳二极体作为稳压零件,再利用可变电阻分压,其输出电压V1 需调整至 2、73V.

接下来我们使用差动放大器其输出 Vo 为(100K/10K)×(V2-V1)=T/10V。如果现在为摄氏 28 度,输出电压为 2、8V.

图 5

AD590得封装及其基本应用电路

图 6

AD590内部电路原理图 第二章

理论分析 ADC08099温度采集系统采用了 AD590采集温度信号,ADC0809 转换温度模拟信号,80C51(伟福仿真器仿真)控制 ADC0809 转换,静态数码管显示,超量程报警。2、、1 1

各模块接线及原理说明 2、1、1 AD 590 采集温度信号模块 将 T-DETECT 接到 ADC0809 得IN—0 端口,然后用T-CON 控制电路加热与否。不需要进行其她得控制。、1、2

A DC0809 A/D(模数)转换模块 ADC0809 得三个I/O口分别为 EOC、CLK与 CS 端口,其中 CLK为时钟、CS 为片选、EOC为转换结束状态信号。、1、3静态数码管显示模块 静态数码管显示电路由四只74LS164、四只共阴极LED 数码管组成.输入只有两个信号,它们就是串行数据线 DIN 与移位信号 CLK.单片机得P3 口输出显示段码,经由一片7

4LS164 驱动输出给 LED 管,由 P3、0 口输出位码,经由74L164 输出给 LED 管.2、1、4

蜂鸣器超量程报警模块 由 AT89C51 得 I/O 口直接输出信号到蜂鸣器得控制信号输入端口 C,当输入信号为高点平时,蜂鸣器报警。、2 最小分度、量程及报警温度得算法

2、2 、1 最小分度、量程得算法 ADC0809工作温度为 0℃~80℃,温度与电压成正比.当设定量程与80℃接近时测量所得温度与实际温度才能相符。

ADC0809 得A/D 输出为 00H到 FFH,可进行 256 等分,3 能被 256整除,以此算法设定最小分度为 0、33℃,量程为 0℃~80、0℃,比较符合要求。、2、2 报警温度得算法 设定最小温度分度为 0、33℃,量程为 0℃~80、0℃,所以,15、0℃时A/D 输出得数字量为 2DH,63、67℃时 A/D 输出得数字量为0BFH。报警温度为:15、0℃~63、67℃ 第三章

各模块电路设计 温度采集系统由温度采集模块、AD 转换模块与温度值显示模块三大部分组成。其中温度采集模块主要用 AD590 采集温度,并输出一个模拟电压信号,ADC0809 接收到模拟信号后,进行A/D 转换把模拟信号转换位数字信号,并行输出(一个时钟下降沿输出一次),单片机接到数据后存入累加器A,经过一定得转化,经过74LS164 输入到七位数码管中,并静态显示出来,当温度超过设定得报警温度,蜂鸣器报警装置自动报警. 3、1 1 温度测量采集及加热电路模块 T—DETECT接到 ADC0809模拟信号输入端 IN-0,T-CON 接高电平时开始加热。

图 7

温度测量采集及加热电路原理图

图 8

参考电压电路

3.2 并行A/D(模数)转换模块

图 9

并行模数转换电路 3 3、4

蜂鸣器超量程报警模块

图 11

蜂鸣器超量程报警原理电 3、5

可按键报警模块 通过 I/O 口控制按键输入,暂存在寄存器 B,并由 P2 口通过显示灯显示出来。与暂存在寄存器 A 中数对比,若 A 高于 B 就报警,否则正常显

示。

第四章 电路与程序设计 4、1

程序流程图 开始 温度采集 启动转换 进行标度转换 将十位、个位、小数位分开 处理小数位 各位暂存在单片机 就是否达到 报警下限温度 执行报警子程序 查段码,送静态显示管 观察示数 结束 就是否达到 报警上限温度 Y N Y N 4、2 2

程序清单 ORG 0000H

SJMP MAIN

MAIN:MOV DPTR,#7FF8H

;DPTR 指向 0 通道 MOVX DPTR,A

;启动 A/D 转换

JNB P3、2,$

;等待 MOVX A,DPTR

;读数

MOV 40H,A

;存数 LCALL DNOW

;设置下限 LOP0:LCALL UP

;设置上限 LOP1:LCALL TRAN

;模数—数据转换 LCALL DISP

;数据得静态显示 LCALL DELAY1s SJMP MAIN DNOW:MOV A,40H CJNE A,#2DH,LOP2

LOP2:JNC LOP0

;Cy=0,转LOP0 AJMP LOP4

;Cy=1,转 LOP4 UP:MOV A,40H CJNE A,#0BFH,LOP3 LOP3:JNC LOP4

;Cy=0,转 LOP4 AJMP LOP1

;Cy=1,转 LOP1 LOP4:MOV SP,#60H

;给堆栈指针赋初值 ACALL MUSIC AJMP LOP1 ;;;;;;;;;;蜂鸣器输出声子程序;;;;;;;;;;;MUSIC:MOV 4AH,#34H LOP6:MOV R5,#60H

;控制音长 MIC:CPL P1、5 ACALL DELAY5ms

;控制音调 DJNZ R5,MIC DJNZ 4AH,LOP6 RET

;;;;;;;;;;;;;;;;数据转换;;;;;;;;;;;;;;; ﻩTRAN:MOV R0,#40H

MOV R3,#30H

;用来存放小数位

MOV A,R0

;把R0 中得数给A MOV B,#03H

DIV AB

;标度变换 3 格一度 MOV R3,B

;存小数

MOV B,#0AH

DIV AB;

ﻩ 开分位个与位十得果结换变度标将ﻩ

MOV R0,A

;将十位数送显示缓冲单元 INC R0

;指向缓冲单元下一地址 MOV R0,B

;将个位数送显示缓冲单元 MOV A,R3

;标度转换结果小数部分处理 MOV B,#03H

MUL AB

;实现三格一度 INC R0

;指向下一个缓冲单元

MOV R0,A

;将小数送显示缓冲单元 LOP8:RET

;返回

;;;;;;;;;;静态显示子程序—串入并出;;;;;;; DISP:MOV DPTR,#TAB

;段码表首地址

MOV R0,#40H

;R0 指向缓存区首地址 MOV A,R0

;将整数位数给 A MOVC A,A+DPTR

;查十位段码 MOV 40H,A

;将段码结果送入 40H INC R0

;R0 指向缓存区下一地址 MOV A,R0

;将个位数给 A MOVC A,A+DPTR

;查个位段码 MOV 41H,A

;将段码结果送入 41H INC R0

;R0 指向缓存区下一地址 MOV A,R0

;将小数给A MOVC A,A+DPTR

;查小数段码 MOV 42H,A

;将段码结果送入 42H;;;;;;;;;;;最后一位清零;;;;;;;;;;;; MOV 43H,#00H MOV A,43H MOV R7,#08H CCC:JB ACC、7,AAA CLR P3、0 JMP BBB AAA:SETB P3、0 BBB:SETB P3、1

;CLK 下降沿触发 CLR P3、1 RL A

DJNZ R7,CCC;;;;;;;;小数位数显示;;;;;;;MOV A,42H

MOV R7,#08H

CC:JB ACC、7,AA CLR P3、0 JMP BB AA:SETB P3、0 BB:SETB P3、1

;CLK 下降沿触发 CLR P3、1

RL A DJNZ R7,CC

;所有位检测后顺序执行 ;;;;;;;;;;;;个位数显示;;;;;;;;;;;ORL 41H,#80H

;个位数后置小数点 MOV A,41H MOV R7,#08H DD:JB ACC、7,EE CLR P3、0 JMP FF EE:SETB P3、0 FF:SETB P3、1

;CLK 下降沿触发 CLR P3、1 RL A

DJNZ R7,DD

;所有位检测后顺序执行

;;;;十位数数显示;;;;;MOV A,40H MOV R7,#08H GG:JB ACC、7,HH CLR P3、0 JMP II HH:SETB P3、0 II:SETB P3、1

;CLK 下降沿触发

CLR P3、1 RL A

DJNZ R7,GG

;所有位检测后顺序执行 TAB:

DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H

DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH LOP9:RET;;;;;;;;;;为使数据显示稳定延时1秒;;;;;;;; DELAY1s:MOV R4,#10 DH0:MOV R5,#100 DH1:MOV R7,#249 DH2:NOP NOP DJNZ R7,DH2 DJNZ R5,DH1 DJNZ R4,DH0 L0P10:RET ;;;;;;;;;;;;;;延时子程序;;;;;;;;;;;;;;;;;DELAY5ms:MOV R7,#03H DELAY0:MOV R6,#40H DELAY1:DJNZ R6,DELAY1 DJNZ R7,DELAY0 LOP11:RET

END 总结

在这一周得课程设计与实习中,我从中学到了很多很多、首先,感谢潘老师对我们得得指导与她对我们严格得要求。起初得两天,我们查阅资料,从书中找,上网查,但就是始终没有一个具体方案,经过潘老师第二天下午对我们得指点,我们可以从宏观把握整个实验,大体分成四部分做:1 设计 AD590温度采集电路;2 ADC0809接口电路;3 数码管静态方式实时显示温度;4 可按键设置报警上下限。

之后几天,我们逐个问题攻破,把每块都制作出来,然后整合成我们所需要得程序,刚开始还调试不出来,经过我们小组成员得努力,最后我们终于弄好了。

老师还告诉我门,设计要注重软件与硬件得结合,尤其就是硬件,有了硬件,软件程序很好写。这次课程设计让我受益匪浅,也实实在在得学到了不少东西,尤其就是那严谨得态度.参考文献 [1] 李全利《单片机原理及接口技术》北京:高等教育出版社,2009、1 [2] 张靖武 周灵彬 《单片机原理、应用与 PROTEUS 仿真 》电子工业出版社,2008 [3] 赵全利 肖兴达《单片机原理及应用教程》机械工业出版社,2007 [4] 何立民、单片机应用技术选编[M]、北京:北京航空航天大学出版社,2004、[5] 邱关源、电路 第五版、高等教育出版社 [6] 实验台原理图

[7] 实验台实验指导书

篇3:温度测量实验报告

液体的体积弹性模量是描述液体性质的一个重要的物理量, 是表征液体材料力学特性的一个重要参数, 决定了一系列液体材料的物理性能。在汽车的液压刹车和减振系统中通过对各种液体弹性模量的研究可以选择出最优的液体作为刹车液和减振液[1]。在等效弹性模量法识别油藏的含油水储层方面, 研究不同情况下液体的弹性模量就能更准确的识别油储层的性质。国内在对液体弹性模量的测量[2,3,4,5]做了许多研究, 国外还采用了比较先进的激光技术对液体弹性模量进行研究测量[6]。

本文通过测定液体密度和超声波在液体中的传播速度来间接测量液体的体积弹性模量。利用超声光栅来测定超声波在液体中的传播速度[7], 用密度计测量液体的密度, 温度用热电偶温度计[8]进行测量。以观察在同一矿化度时体积弹性模量随温度的变化规律和在同一油水比时体积弹性模量随温度的变化规律。

1测量液体体积弹性模量的原理与技术

1.1超声测量液体体积弹性模量的基本实验原理

根据液体媒质中的超声波平面波的波动方程与理想媒质中的平面波波动方程比较, 可得到液体中的纵波声速

于是液体体积弹性模量的测量公式为

由式 (2) 可知, 要测量液体体积弹性模量需要测得超声波在被测液体中的传播速度。在本实验中用超声光栅测量超声波在被测液体中的传播速度。

1.2超声光栅测量超声波在液体中的传播速度

超声波在液体中以纵波形式传播。由光学理论, 对于超声光栅, 由于其光栅常数等于超声波的波长Λ, 因此可以写成

当θk很小时式 (3) 可以写为

显然, 只要已知入射光波波长λ, 测出第k级衍射条纹对应的衍射角θk以及超声波的频率f, 就可以得到透明液体中的声速c为

1.3实验系统

测量液体体积弹性模理的测量系统主要由三个部分组成, 分别为超声波产生系统、光路观测系统和载物系统, 如图1所示。

1—激光器;2—扩束筒;3—旋转固定螺钉;4—水平调节镙钉;5—测量显微镜物镜;6—测量显微镜测量旋扭;7—测量显微镜物镜调节镙钉;8—测量显微镜目镜;9—信号发生器粗调;10—信号发生器微调;11—压电陶瓷

2测量液体体积弹性模量的实验数据与处理

2.1液体体积弹性模量与温度关系的实验数据

2.1.1 在同一矿化度下研究液体体积弹性模量与温度关系的实验数据

矿化度为10 g/L时测得数据如表1所示, 矿化度为50 g/L时测得数据如表2所示。

2.1.2 在同一油水比下研究液体体积弹性模量与温度关系的实验数据

油水比为0.20时测得实验数据如表3所示, 油水比为0.67时测得实验数据如表4所示。

2.2测量液体的体积弹性模量实验数据处理结果

根据实验原理, 在实验中所使用的光源为激光。实验中所用的激光器所发射的激光波长为635 nm, 设入射光波长为λ, ±k级衍射条纹间距为2dk, 则第k级衍射条纹对应的衍射角θkθk=dkF (6) 其中F是测量显微镜物镜的焦距, 对于本实验所用的测量显微镜, F=50 mm, 即0.5×102 m。由实验所测数据中的频率f, 则根据实验原理中的式 (4) 和式 (5) 可得透明液体中的超声波速度为c=kλFfdk;k=1, 2, 3, … (7) 通过前的的计算已算出了c值, 实验中使用密度计直接测得了密度ρ。这样只要把ρ值和c值代入式 (2) 即可求得液体的体积弹性模量。

同一矿化度下液体体积弹性模量与温度关系的实验所测得数据处理结果如表5和表6所示;同一油水比时油水混合液体积弹性模理与温度关系的实验所测得数据处理结果如表7和表8所示。

3实验结果与分析

3. 1同一矿化度时温度对液体体积弹性模量的影响

为了研究温度对液体体积弹性模量影响, 设计了当矿化度不变时在7个不同温度下对水溶液体积弹性模量进行测量, 温度的变化范围为20~80℃。分别在矿化度为10 g/L的低矿化度和矿化度为50 g/L的高矿度时进行实验。实验测量的同一矿化度时液体密度、液体中的超声波速度、液体体积弹性模量随温度变化的关系如图2、图3、图4所示。

从图2中可以看出, 无论是高矿化度还是低矿化度, 液体的密度都随温度的升高而降低, 密度与温度成线性关系, 这是由物质本身的特性所决定的。

图3表明, 超声波在高矿化度液体中的传播速度随温度的升高而增大, 而超声波在低矿化度液体中的传播速度随温度的升高而降低。这主要是因为超声波在NaCl中的传播速度是随着温度的升高而升高, 而超声波在水中的传播速度是随温度升高而降低, 低矿化度时水是液体中的主要成分, 高矿化度时NaCl是液体中的主要成份, 液体中的主要成份决定着超声波传播速度随温度的变化。

图4表明, 液体体积弹性模量在高矿化度液体中随温度的升高而增大, 液体体积弹性模量在低矿化度液体中随温度的升高而降低。图4与图3的形状很相似, 所以同理可得出液体体积弹性模量随温度变化出现这样规律的主要原因是NaCl的体积弹性模量是随着温度的升高而升高, 水的体积弹性模量是随温度升高而降低, 低矿化度时水是液体中的主要成分, 高矿化度时NaCl是液体中的主要成份, 液体中的主要成份决定液体体积弹性模量随温度的变化。由图4分析可知, 可以在矿化度范围10 g/L~50 g/L找到某一个矿化度使得液体的体积弹性模量不随温度变化, 这个矿化度有重要的意义, 但具体矿化度值有待确定。

3.2同一油水比时温度对液体体积弹性模量的影响

为了研究温度对液体体积弹性模量影响, 设计了当油水比不变时在7个不同温度下对液体液体弹性模量进行测量, 温度的变化范围为20~80。分别在油水比为1/4的低油水比和油水比为2/1的高油水比时进行实验。实验测量的同一油水比时液体密度、液体中的超声波速度、液体体积弹性模量随温度变化的关系如图5、图6、图7所示。

从图5中可以看出, 高油水比时密度随温度的升高而增大, 而低油水比时密度随温度升高而降低, 这是由液体中主要成份物质本身的特性所决定的。

从图6可以看出, 超声波在高油水比液体中的传播速度随温度的升高而增大, 而超声波在低油水比液体中的传播速度随温度的升高而降低。原因与分析图3相同, 不再重述。

图7表明, 液体体积弹性模量在高油水比液体中的传播速度随温度的升高而增大, 液体体积弹性模量在低油水比液体中随温度的升高而降低。主要原因是甘油的体积弹性模量是随着温度的升高而升高, 水的体积弹性模量是随温度升高而降低, 低油水比时水是液体中的主要成分, 高油水比时甘油是液体中的主要成份, 液体中的主要成份决定液体体积弹性模量随温度的变化。同样, 分析图7可知, 可以在油水比在0.2~0.8范围找到某一个油水比值, 使得在这一油水比值时, 液体的体积弹性模量将不随温度变化。

4小结

通过实验得出的结果, 可以得到的结论温度对液体体积弹性模量都有显著影响。当温度升高时, 低矿化度的液体的体积弹性模量随温度升高而减小, 高矿化度的液体的体积弹性模量随着温度升高而增大, 低油水比液体的体积弹性模量随温度升高而增大, 高油水比的液体的体积弹性模量随着温度的升高而减小。

参考文献

[1]周建伟, 马清国, 陈鹰.油液容积弹性模量对减振性能影响研究.河北工业大学学报, 2001;1 (30) :2—6

[2]孙海平, 邓景流.液体弹性模量和异管连接面对压力瞬变的影响.华南理工大学学报, 2000;6 (28) :101—104

[3]Vatandas M, Ali Bulint Koc, Koc C.Ultrasinic velocity measurements in ethanol-water and methanol-water mixtures.Eur Food res Technol, DOI10.1007/s0021706—0448

[4]王寅观, 邵良华.氨水体积弹性模量的超声检测研究.声学学报, 1996;4 (21) :626—630

[5]王寅观, 邵良华.超声波浸出混合没浓度测定仪.中国专利, CNP92221405, 1993—8—15

[6]张凤兰.超声场观测法测液体体变模量.延边大学学报, 2003;2 (29) :150—154

[7]戴玮, 赵学名, 马书炳.液体体变弹性模量的测量实验及研究.物理实验, 2000;4 (21) :12—15

篇4:温度测量实验报告

【关键词】小学科学 实验改进 测量温度

【中图分类号】G623.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)11-0125-01

一、教材分析

《测量水的温度》来自于教科版《科学》三年级下册第三单元第二课。本课在上一课的基础上,给学生更多的时间去练习测量温度和识读摄氏温标。

课文主要分为三大部分:测量水温的方法、测量水的温度、推测水温变化。

第一部分,首先要指导学生选择合适的温度计。选择的关键在于,水的温度范围跟温度计的测量范围应该相匹配。选择好温度计,接下来学习和理解测量水温的方法,书中以分条列项的方式作出了提示。

第二部分有两项活动。

第一个是学习用水温计对四种不同温度的水进行测量,并记录测量数据。交流各小组测得的水温数据,分析产生差异的原因,为下一步连续测量10分钟内的水温作铺垫。

第二个活动是每隔2分钟,分别测量一次每杯水的温度,并把测量结果记录下来。活动的主要意义,一是练习温度计操作,二是通过对观测数据的整理分析,使学生认识水在自然降温时的一般规律。

第三部分:推测水温的变化。根据水在自然降温时的一般规律,引导学生推测,随着时间的不断推移,四杯水的温度将分别作怎样的变化?最后作一项推测:把水放入冷冻箱内,水温会有什么变化?为下节课《水结冰了》做准备。

二、改进方案

本课活动脉络清晰,操作难度并不算大,但有两个比较突出的问题需要解决。首先,本课的活动耗时较长,很难在40分钟的时间内完成既定的教学内容。其次,学生操作比较细致,教师难以及时跟踪观察,难以保证教学效果。因此,我在设计的过程中,一方面遵照教材思路安排流程,另一方面又针对问题做了一些改进。

(一)指导思想

1.面向全体学生

教师应该尊重班级里的每一个学生,关注学生间个体差异,要尽可能满足不同层次学生的学习需求,努力激发学生的学习兴趣,能够让每个学生通过学习,在原有水平上得到提高,获得发展。

2.提高教学有效性

现在很多学校都在提,建设优质、高效的课堂。教学活动是否有效,需要在不断的课堂实践中观察、总结,它的着眼点不是教师是否完成教学任务,而是看学生有没有学到什么。

3.合理利用教学时间

在素质教育的新形势下,我们应该灵活变通,调整教学活动内容,保证在建议的教学时间内完成教学内容,以免造成内容上不完或者草草结束的窘境。

(二)改进方法

1.课前学习,化被动为主动

现在的学生信息检索能力很强,教师完全可以将学生认识温度计安排为课前活动,使学生在预习的过程中解决各种温度计的认识。学生通过自己查询有关资料,在上一课认识实验室温度计的基础上,然后再根据水温范围作出正确选择。这样课堂教学时,只需要引导学生注意测量范围,之后就可以直接进入正题,节约了课堂时间。

2.图文结合,先纠错再模仿

温度计的正确使用,在原教材的设计中,只是给了学生操作要点和一张规范操作的照片,学生很难记住这些条例性质的内容。要突破这个难点,可以先让学生阅读使用规范,然后进行讨论,如果不这样做会怎样。这有助于让学生了解每一条规定的意义,并且经过分析,印象更加深刻。

3.模式改进,前独立后合作

对于水温的测量,可以做较大的改动。教材中的两个实验,有一定的重复性,可以将两个实验合并,只进行连续10分钟的水温测量,将第一次的水温测量取消,换而测量空气的温度。在实验完成后利用测量的空气温度的差异进行误差分析,可以大大节约时间。

4.数据分析,变抽象为具体

教材的设计中,学生需要一次面对一大张数据表格,往往就会出现犯难的情况。在新设计的模式下,每组学生只需要面对一组数据。实验完成后,两人小组换成四人小组,交流比较记录的数据,更容易造成学生的认知冲突,从而激发兴趣去分析背后的规律。

三、经验总结

(一)学生的主动学习比教师宣讲更加有效

在通常的教学中,温度计的选择教师基本都采取了“教师介绍——学生选择”的模式,一方面学生比较被动,思考得不够,另一方面也浪费了不少时间。重新设计后,这个内容变为课前准备,学生通过自己的主动学习,不仅知道了不同温度计的测量范围,甚至还了解了一些结构原理。回到课堂,也能在最短的时间内解决温度计的选择问题。

(二)面对问题需要条分缕析,找准关键点突破

通过几个班的课堂反馈,我发现学生始终不能达到百分百掌握温度计的正确使用。于是,我请了老师做课堂观察,并且架设了摄像机做课后分析。结果我发现,问题出在学生对温度计的使用规范记不住,所以,我将书上大段的文字描述提炼为五步法,用“拿、浸、看、等、读”概况正确操作步骤,学生很快就记住了。

(三)难点突破需要充分预设,学会借力

本课的实验数据分析是一大难点。学生完成实验后,往往只能发现水温在下降,自来水温度基本不变,这个时候,需要我们老师对数据处理做引导。本课我们可以通过计算总的降温数据来得出:温度越高,降幅越大;可以通过计算间隔两分钟的温度下降数据来得出:温度越高,降温越快;可以通过计算前面2分钟和后面2分钟降温的多少来得出:温度下降越来越慢。但是在借助了电子表格的统计图之后,学生可以更加直观更加快速的理解温度变化规律。

(四)教学需从实际出发,教材服务于教学

很多人在上这一课的时候,都把它分成了两个课时来上。比较突出的问题是,温度计的使用教学是重点,需要细致学习,后面的水的发放也需要时间,还需要卡着时间进行,不然水温降下来了才开始测量,对比就不够明显了。

但是经过思考过后,我还是希望可以在一个课时内完成。所以,我将第一个测量和第二个测量合并,在学生测量空气温度的同时,就发放完毕各种温度的水,学生接下来马上就可以测量连续10分钟水温的变化。原本第一个测量的设计意图——练习使用和误差分析,都得到了保留,却省下来一次实验和分析的时间。

篇5:应变测量实验报告

1、学习应变片粘贴、使用的基本方法

2、学习电桥的联线方法及电桥的测量原理和特点

3、学习使用WS-3811应变仪测量应变的基本方法

二、实验原理

利用惠斯登电桥原理进行测量

三、实验仪器

微型计算机、WS-3811数字式应变仪、桥盒、应变片及其附件

四、实验内容

1.选择与桥盒内置电阻相匹配的应变片;

2.用砂纸打磨钢片表面测点,使测点表面平整、光洁,并做清洁处理;

3.用胶水把应变片和转接片贴到测点上,尽量使应变片与被测物紧密贴合,如图1所示: 4.放置几分钟,使它自然干燥; 5.如图2把导线接到桥盒插头上;

6.打开应变数据采集程序,进行测试和设置:应变量程设置为±40000με,滤波频率 设置为20Hz,界面如图3;

7.校准仪器,选择“自动校准”,设置界面如图4所示;

8.动态应变数据采集。把桥盒连接到试验仪上,试验仪已与电脑连接。把被测金属长 片的一端用手按在桌沿,使它伸出桌面。设置好参数,点击“开始示波”,此时波形为一条直线,说明连接正常,再用手拨动金属长片伸出桌面的那一端使它振动,这时波形如图5,操作界面如图5所示;

9.截图,保存数据。实验完成。

五、实验结果

实验结果如图5所示:

六、思考题

1.半桥接法应用于两个应变片,1/4桥接法应用于一个应变片,前者的桥盒上多接了一根两个应变片的共用线,少了一个短接插片。

篇6:电子测量实验报告

课程名称:姓 名:系:专 业:年 级:学 号:指导教师:职 称:信息工程类

实验报告

电子测量技术

电子信息工程系 电子信息工程

年月 日

实验项目列表

福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告

系: 电子信息工程系 专业: 电子信息工程 年级: 姓名: 学号: 实验课程: 电子测量技术基础 实验室号:_田406 实验设备号: 实验时间: 指导教师签字: 成绩:

实验一:示波器、信号发生器的使用 1.实验目的和要求 1)了解示波器的结构。2)掌握波形显示的基本原理、扫描及同步的概念。3)了解电子示波器的分类及主要技术性能指标。4)掌握通用示波器的基本组成及各部分的作用。5)了解各种信号发生器如正弦信号发生器、低频信号发生器、超低频信号发生器、函数信号发生器等的工作原理和性能指标以及信号选择。2.实验原理

在时域信号测量中,电子示波器无疑是最具代表性的典型测量仪器。它可以精确复现作为时间函数的电压波形(横轴为时间轴,纵轴为幅度轴),不仅可以观察相对于时间的连续信号,也可以观察某一时刻的瞬间信号,这是电压表所做不到的。我们不仅可以从示波器上观察电压的波形,也可以读出电压信号的幅度、频率及相位等参数。

电子示波器是利用随电信号的变化而偏转的电子束不断轰击荧光屏而显示波形的,如果在示波管的x偏转板(水平偏转板)上加一随时间作线性变化的时基信号,在y偏转板(垂直偏转板)加上要观测的电信号,示波器的荧光屏上便能显示出所要观测的电信号的时间波形。

若水平偏转板上无扫描信号,则从荧光屏上什么也看不见或只能看到一条

垂直的直线。因此,只有当x偏转板加上锯齿电压后才有可能将波形展开,看到信号的时间波形。

一般说来,y偏转板上所加的待观测信号的周期与x偏转板上所加的扫描锯齿电压的周期是不相同的,也不一定是整数倍,因而每次扫描的起点对待观测信号来说将不固定,则显示波形便会不断向左或向右移动,波形将一片模糊。这就有一个同步问题,即怎样使每次扫描都在待观测信号不同周期的相同相位点开始。近代电子示波器通常是采用等待触发扫描的工作方式来实现同步的。只要选择不同的触发电平和极性,扫描便可稳定在待观测信号的某一相应相位点开始,从而使显示波形稳定、清晰。

在现代电子示波器中,为了便于同时观测两个信号(如比较两个信号的相位关系),采用了双踪显示的办法,即在荧光屏上可以同时有两条光迹出现,这样,两个待测的信号便可同时显示在荧光屏上,双踪显示时,有交替、断续两种工作方式。交替、断续工作时,扫描电压均为一种,只是把显示时间进行了相应的划分而已。

由于双踪显示时两个通道都有信号输入,因此还可以工作于叠加方式,这时是将两个信号逐点相加起来后送到y偏转板的。这种工作方式可模拟谐波叠加,波形失真等问题。同时,如果改变其中一个的极性,也可以实现相减的显示功能。这相当于两个函数的相加减。示波器除了用于观测信号的时间波形外,还可将两个相同或不同的信号分别加于垂直和水平系统,以观测两信号在x?y平面上正交叠加所组成的图形,如李沙育图形,它可用于观测两个信号之间的幅度、相位和频率关系。3.主要仪器设备(实验用的软硬件环境)1)函数信号发生器,型号yb1634,指标:0.2hz-2mhz,数量2台; 2)双踪示波器,型号yb4320a,指标:20mhz,数量1台。3)其它实验室常用工具。4.操作方法与实验步骤 4.1操作方法 1)作好使用示波器前的调亮、聚焦、校正等准备工作。2)用示波器测量方波的上升时间和下降时间。3)用示波器显示、测量正弦波的重复周期及电压峰—峰值。4)用示波器显示、测量三角波的波形对称度。4.2实验步骤 1)作好使用示波器前的调亮、聚焦和校正等准备工作(1)打开示波器的电源开关后,先将示波器的两个通道的耦合方式置为地,然后分别通过调节示波器的辉度按钮“rw1”来改变荧光屏亮点的辉度即荧光屏的亮度,调节聚焦按钮“rw2”和辅助聚焦按钮“rw3”来使得电子束具有较细的截面,射到荧光屏上,以便在荧光屏上显示出清晰的聚焦很好的波形曲线。

(2)分别对示波器的两个通道进行调零,然后调节示波器的ch1的“位移”旋钮及ch2的“位移”旋钮,分别将通道1的扫描线及通道2的扫描线调至中心位置,以便更好的观察波形。

(3)调节“扫描微调”旋钮至校准位,将校准信号接入通道1,观测显示是否正确(其中示波器提供的是标准的1khz)。

(4)按下“ch2”按钮,显示通道2的扫描线,调节“触发电平”旋钮至锁定位置。2)各种波形参数测量(1)方波

①上升时间tr测量

对示波器进行调零完之后,再用同轴电缆将示波器和信号发生器连接 起来,在波形选择档选择方波的波形,当得到所要的方波波形之后,调节示波器的时基旋钮将波形展开,使波形放大,接着按下扫描因数³5的扩展键,调篇二:电子测量实验报告

电气工程学院

电子测量课程 实验报告

名:

蜗牛的染色体

号: 同 组 人:

指导教师: 曾国宏 实验日期: 2012年10月28日

示波器波形参数测量 实验成绩评定表

指导教师签字:

年 月 日

示波器波形参数测量 实验报告

姓名: 学号 指导教师:曾国宏 实验台号: 17

一、实验目的本实验利用示波器测量波形的参数,进一步巩固和加强示波器的基础知识,熟练掌握示波器的使用方法和测量技巧。具体包括三个内容: 1.熟练掌握用示波器测量电压信号峰峰值,有效值及其直流分量。2.熟练掌握用示波器测量电压信号周期及频率。

3.熟练掌握用示波器在单踪方式和双踪方式下测量两信号的相位差。

二、实验预习

在做此实验前,预习工作主要由以下几个方面:

1、在做实验以前,熟悉了整个实验的内容以及实验过程中应该注意的注意事项有哪些;

2、认真查阅了示波器的型号以及其功能,凭借以往的经验,对示波器有了更深一步的认识;

3、学习示波器,对示波器的校准和各个键位功能进行进一步确定,了解怎样用示波器测定峰峰值以及确定其直流分量,另外确定波形的周期继频率;

4、了解单踪示波器和双踪示波器的差别,其次了解怎样用单踪方法和双踪方法分别测定相位差。

三、实验仪器与设备

1、ss7802a型示波器 a、主要参数: ss-7802模拟示波器²具有能够选择场方式、线路的tv/视频同步功能²附有光标和读出功能²5位数计数器 规格及性能²显像管:6英寸、方型8³10p(1p=10mm)约16kv²垂直灵敏度:2mv/p~5v/p(1-2-5档)(通道

1、通道2)精度:±2%²频率范围:20mhz²时间轴扫描a²100ns/p~500ms/p²tv/视频同步:能够选择场方式、能够选择odd、even、both、扫描线路²

b、主要功能描述

示波器操作板如图所示: ? 包括如下五个操作控制区域: 水平控制区

【?position?】:将【?position?】向右旋转,波形右移。fine 指示灯亮时,旋转【?position?】可作微调。mag³10 :扫描速率提高10 倍,波形将基于中心位置向左右放大。alt chop :选择alt(交替,两个或多个信号交替扫描)或chop(断续,两个或多个信号交替扫描)。? 垂直控制区

input :输入连接器(ch1、ch2),连接输入信号。ext input :用外触发信号做触发源。外信号通过前面板的ext input 接入。

【volts/div】 :调节【volts/div】选择偏转因数。按下【volts/div】;偏转因数显示“?”符号。在该屏幕下,可执行微调程序。

【▲position▼】 :垂直位移,向右旋转,波形上移。ch1、ch2 :通道选择,按下 ch1 或ch2 选择通道显示或不显示。gnd :按下 gnd 打开接地开关。

dc/ac: 选择直流(dc)或交流(ac)耦合。add、inv :显示(ch1+ch2)(相加〈add〉)或(ch1-ch2)(相减〈inv〉)。? 触发及扫描控制区

【time/div】 :选择扫描速率。【trig level】 :调整触发电平。slope :选择触发沿(+、―)。source :选择触发来源(ch1、ch2、line、ext、vert)。coupl :选择触发耦合方式(ac、dc、hf rej 或lf rej)。tv :视频信号触发选择(both、odd、even、或tv-h)。trig’d 指示灯 :当触发脉冲产生时灯亮着。ready 指示灯 :等待触发信号时灯亮着。auto、norm :选择重复扫描。sgl/rst :选择单次扫描。? 功能选择及控制区

【function】 :可用此旋钮设定延迟时间、光标位置等。旋转时做为微调使用。如需粗调时,可单次或连续按下此钮,而光标移动方向为之前此钮旋转的方向。

→光标←: △v-△t-off :选择△t(时间变化测量),选择△v(电压变化测量),或off。tck/c2 :选择光标移动形式(c2 或tracking)。holdoff :选择释抑时间。? 整体控制区 power:用于开启电源(on)或进入预备(stby)状态 屏幕灰度等的调整 校准信号及接地端口

cal 连接器:输出校准电压信号,此信号用于本仪器之操作检查及调整探头波形

屏幕显示分为以下三个区域: ? 触发及扫描信息显示区

在显示屏的上方,依次为:扫描速度、触发源、触发极性、触发耦合方式、触发电平、释抑时间等项目。? 波形显示区

显示信号波形。

? 信号源状态、测量结果显示区

位于屏幕的下方。

四、实验内容及步骤:

1、测量1khz的三角波信号的峰峰值及其直流分量: 步骤: a、打开示波器,并对示波器进行校准; b、将探头一段接到ch1另一端接到cal连接器,其扫描模式设置为acto,然后经过一系列操作,使示波器显示如下图的波形:篇三:电子测量技术 实验报告

《电子测量技术》实验报告

姓 名:xxxxxxx 学 号:xxxxxxxxxxx 班 级:电气xxxxx班

员:xxxxxxxxxxx

指导教师:xxxxxxxx 实验日期:xxxxxxxxxxxx 实验一 示波器波形参数测量

一 实验目的通过示波器的波形参数测量,进一步巩固加强示波器的波形显示原理的掌握,熟悉示波器的使用技巧。1.熟练掌握用示波器测量电压信号峰峰值,有效值及其直流分量。2.熟练掌握用示波器测量电压信号周期及频率。3.熟练掌握用示波器在单踪方式和双踪方式下测量两信号的相位差。

二 实验设备

1.信号发生器, 示波器 2.电阻、电容等

三 实验步骤

1.测量1khz的三角波信号的峰峰值及其直流分量。2.测量1khz的三角波经下图阻容移相平波后的信号的峰峰值及其直流分量。3.测量1khz的三角波的周期及频率。4.用单踪方式测量三角波、两信号间的相位差。5.用双踪方式测量三角波、两信号间的相位差。

6.信号改为100hz,重复上述步骤1~5。

四 实验数据

1.本实验所用rc移相平波电路中,2.1khz三角波测量结果数据记录表 100hz三角波测量结果数据记录表 3.数据处理与分析(1)幅值

解:由于输出信号幅值基本保持不变,下面以幅值衰减倍数

为变量进行比较:

输入信号为1khz三角波时,幅值衰减倍数 作

输入信号为100hz三角波时,幅值衰减倍数

该移相平波电路对100hz三角波的衰减较小,推广到一般,rc移相平波

电路对低频信号的衰减较小(2)直流分量:

解:由于输出信号直流分量基本保持不变,可直接对输出信号的直流分量

进行比较,输入信号为1khz三角波时,输入信号为100hz三角波时,该移相平波电路对三角波的直流分量的阻隔作用近乎没有。推广到一般,rc移相平波电路对信号的直流分量没有阻隔作用。(3)相位差:

°

解:输入信号为1khz三角波时,采用单踪方式:

采用双踪方式:

输入信号为100hz三角波时,采用单踪方式:

采用双踪方式:

单踪方式较双踪方式准确

比较两项的相位差可知,该移相平波电路对1khz三角波的移相作用较明 显,推广到一般,rc移相平波电路对高频信号的移相作用较大

五 实验结论 1.rc移相平波电路对于100hz三角波信号,幅值衰减较小,直流分量阻隔作用较大,相位移动较小;对于1khz三角波信号,幅值衰减较大,直流阻隔分量较小,相位移动较大。推广到一般,rc移相平波电路对于低频信号,幅值衰减较小,直流分量阻隔作用较大,相位移动较小;对于高频信号,幅值衰减较大,直流阻隔分量较小,相位移动较大。2.对于示波器测量,单踪方式较双踪方式更为准确,且适用范围较广,因为双踪方式不可用于不相干信号的测量,否则会导致波形不稳定。

六 实验问题讨论 1.测量相位差时,你认为双踪、单踪测量哪种方式更准确?为什么? 解:单踪测量更准确。

选用双踪方式时,使用两个输入通道,双踪方式的扫描分为交替方式(alt)和断续方式(chop)两种,均会产生更大系统误差,因而导致

双踪工作方式的准确度略低于单踪工作方式。2.你认为在实验过程中,双踪示波器的扫描是工作在交替、还是断续方式?为什么? 解:当输入信号为1khz三角波时,示波器工作在交替方式;

当输入信号为100hz三角波时,示波器工作在断续方式;

交替扫描方式为非实时扫描,开关速度低,适用于高频信号,而断续、扫描方式为实时扫描,开关速度高,适用于低频信号。3.对于同一组移相电路,1khz和100hz三角波经过移相变换后,其相位、幅值有何不同?为什么

解:对于同一组移相电路,输入信号形式相同但频率不同时,会产生不同输 出信号。下面先进行理论分析: 根据基尔霍夫定律,得:篇四:电子测量实验报告7 电子测量实验报告

学 院: 姓 名: 学 号: 班 级: 指导老师:

完成时间: 2011-12-06 实验六 fft频谱分析实验

一、实验目的 1 通过实验加深对快速傅立叶变换(fft)的认识; 2 了解fft点数与频谱分辨率的关系;

熟悉掌握实验中所需设备及仪器的使用方法; 4 掌握常见波形的频谱特点。

二、实验器材

1、信号发生器 1台

2、dso-2902/512k型测试仪 1台

3、实验箱 1台

4、单管、多级、负反馈电路实验板 1块

三、实验原理

对于一个电信号,可以用它随时间的变化情况(即波形)来表示,也可以用信号所含的各种频率分量(即频谱分布)来表示。用示波器实现的波形测试方法称为时域分析法,用频谱分析仪观察信号频谱的方法称为频域分析法。频谱是指对信号中各种频率成分的幅度按频率顺序排列起来构成的图形。对于任意电信号的频谱所进行的研究,称为频谱分析。

一个周期信号,由基波和各次谐波组成。其频谱如图6-1所示。图中每一根纵线的长短代表一种正弦分量幅值的大小,并且只取正值。这些纵线称为“谱线”。

既然上述时域和频域两种分析方法都可表示同一信号的特性,那么它们之间必然是可以转换的。时域分析是研究信号的瞬时幅度u与时间t的关系,而频域分析是研究信号中各频率分量的幅值a与频率f的关系,它们分析的角度不同,各有适用场合。频域分析多用于测量各种信号的电平、频率响应、频谱纯度及谐波失真等。

时域与频域的关系可以用数学方法——付里叶级数和付里叶变换来表征。例如:一个周期为t的方波可用下列数学式表达 ?1?? f(t)?? ??1?? nt?t?nt?(nt? t2 t2)?t?(n?1)t(n=0,1,2,?)

函数表达式尽管很简单,但不连续。可以用付里叶级数写成正弦函数表达 f(t)? 4 ? ? ?2k?1sin(2k?1)?t k?0 1 任何周期函数都可以展开成付里叶级数,级数的每一项在频谱上都可以画

成一条直线,代表信号的一种成分。而且每一项的频率都是信号频率的整数倍,所以频谱图上各个谱线是依次等间距排列的。

四、实验步骤 1 频谱分析仪的使用

用信号发生器输出100hz、1vp-p的正弦波加到dso-2902/512k型测试仪的ch-a1通道,适当设置“电压/每格”、“时间/每格”的值,点“go”,再打开“fft”窗口,按表6-1进行实验。

信号频谱测量(1)正弦波的频谱测量

用信号发生器输出100hz、1vp-p的正弦波加到dso-2902/512k型测试仪的ch-a1通道,适当设置“电压/每格”“时间/每格”、的值,点“go”,再打开“fft”窗口,频谱类型选“magnitude”,窗口类型选“hanning”,存储点数选“1024”,缩放选“³1”,读取谱线对应的频率和幅值,填表6-2,并以信号源指示的幅度和频率为准,计算测量的相对误差。

(2)方波的频谱测量

用信号发生器输出100hz、1vp-p的方波加到dso-2902/512k型测试仪的ch-a1通道,适当设置“电压/每格”“、时间/每格”的值,点“go”,再打开“fft”窗口,频谱类型选“magnitude”,窗口类型选“hanning”,存储点数选“1024”,缩放选“³1”,读取谱线对应的频率和幅值,填表6-2,并以信号源指示的幅度和频率为准,计算测量的相对误差。

(3)三角波的频谱测量

用信号发生器输出100hz、1vp-p的三角波加到dso-2902/512k型测试仪的ch-a1通道,适当设置“电压/每格”“时间/每格”、的值,点“go”,再打开“fft”窗口,频谱类型选“magnitude”,窗口类型选“hanning”,存储点数选“1024”,缩放选“³1”,读取谱线对应的频率和幅值,填表6-2,并以信号源指示的幅度和频率为准,计算测量的相对误差。3 频谱分析法测量放大器的最大不失真输出

实验板集成功放电路接+5v电源,用信号发生器输出频率为100hz、10mv的正弦波加到放大器输入端,放大器输出信号加到dso-2902/512k型测试仪的ch-a1通道,适当设置“电压/每格”、“时间/每格”的值,点“go”,再打开“fft”

窗口,频谱类型选“magnitude”,窗口类型选“hanning”,存储点数选“1024”,缩放选“³1”,读取谱线对应的频率和幅值。在输出波形无失真情况下读取输入信号和输出信号的波形高度,填表6-3,计算集成功放电路电压放大倍数。

五、实验数据

六、预习与思考题

1、dso-2902/512k型示波器如何设置“电压/格”的值?

答:显示通道对话框,在要设置的通道一栏下点开“v/div”下拉表,来设

置相应的“电压/格”的值。在选择模拟通道时,用每分区多少电压(v/div)来控制信号的垂直分辨率因数,要得到最好的输入信号表示法,设置每格电压时尽量在满屏上显示最大振幅,这样信号的幅值将得到最大的信号分辨率。

2、dso-2902/512k型示波器如何选择电压衰减比例?

答:显示通道对话框,在要设置的通道一栏下点开“probe”下拉表, 由探

头输入比例控制电压衰减,输入电压应与探头比例匹配, 1:1x, 1:10x,1:100x 或 1:1000x,当输入信号在10v以内时,用1:1x或1:10v比例都行,如果输入信号在10v以外时,使用1:10x探头设置在,注意用1:10x探头设置,当输入信号在10v以内时,由于较小的电压通过数字转换,将提供更好的频率响应。

3、dso-2902/512k型示波器中,不用“测量显示框“时,如何从波形准确读取信号周期?

答:若不用测量显示框,可通过设置游标条a和b来读取信号周期,在设置示

波器各参数使待测波形完整清晰的显示在屏幕上后,拖动游标条a到波形上的某一点,同时拖动游标b到波形下一周期的同一水平点,此时在软件左侧“a-b”一栏显示的数据就是要图区的信号周期。

七、实验心得:

通过本次实验,我们加深对快速傅立叶变换(fft)的认识和理解; 了解fft点数与频谱分辨率的关系;熟悉掌握实验中所需设备及仪器的使用方法; 同时我们也掌握常见波形的频谱特点。在实验的同时我们也增加了自己不少的动手能力和一些操作技巧,对我们增加了不少在生活中没有的细致和谨慎。也让我们更加熟悉了这门课程。篇五:电子测量实验报告2 电子测量综合实验报告

——直流可调稳压电源的设计

报告人: 学 号: 专 业: 指导老师: 2010年 12 月 25 日

摘要:

本稳定电源输出电压可以在2~12v范围调节,额定输出电流为300ma,当电网交 流电压在198v~242v范围变化时,输出电压稳定度<1.5%,当负载电流从0升到 300ma时,稳压电源内阻<0.5欧姆;当负载电流>500ma时,保护电路动作,自动限 制输出电流。关键词:

变压器;整流;滤波器;稳压管。

目录

实验目的 2实验任务与要求 3设计方案论证 4整体电路设计和分析计算 5电路仿真分析 6电路安装与调试 7实验结果和误差分析 8实验总结

9附录:元器件清单

一、实验目的

通过集成直流稳压电源的设计、安装和调试,要求学会:

(1)学习基本理论在实践中综合运用的初步经验,掌握模拟电路。培养综合分析与调试能力;

(2)学会直流稳压殿宇的分析方法和性能指标测试方法。(3)培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。

二、实验任务与要求 1.集成稳压电源的主要技术指标

(1)输出1~25v的电压,输出电流不超过1a。(2)输出纹波电压小于5mv,稳压系数小于5³10-3 ;输出内阻小于0.1欧姆。2.设计要求

(1)电源变压器只做理论设计。

(2)合理选择集成稳压器及扩流三极管。

(3)完成全电路理论的设计、安装调试、绘制电路图,自制印制板。(4)撰写设计报告。

三、设计方案论证

直流稳压电源由电源变压器、整流电路、滤波电路、和稳压电路四个部分组成,如下

图:

(a)电源硬件组成部分 1.电源变压器

电源变压器的作用是将来自电网的220v交流电压u1变换为整流电路所需要的交流电压u2。

电源变压器的效率为:

其中: 2 p 是变压器副边的功率,1 p 是变压器原边的功率。一般小型变压器的效率如表1所示:

表1 小型变压器的效率

因此,当算出了副边功率 2 p 后,就可以根据上表算出原边功率 1 p。2.整流和滤波电路

在稳压电源中一般用四个二极管组成桥式整流电路,整流电路的作用是将交流电压 u2 变换成脉动的直流电压 u3。滤波电路一般由电容组成,其作用是把脉动直流电压 u3中的大

部分纹波加以滤除,以得到较平滑的直流电压ui。ui与交流电压u2的有效值 u2的关系为:

在整流电路中,每只二极管所承受的最大反向电压为: 流过每只二极管的平均电流为:

其中:r为整流滤波电路的负载电阻,它为电容 c提供放电通路,放电时间常数rc应 满足:

其中:t = 20ms是50hz 交流电压的周期。3.稳压电路

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