单摆的研究实验报告_单摆实验报告误差分析_随机误差的统计分布单摆实验报告(15)

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5π

3π

7π0实验步骤424π4242π(1) 熟悉示波器各控制开关的作用，进行使用前的检查和校准。频率相同位相不同时的李萨如图形(2) 将信号发生器的输出信号连接到示波器的 CH1 或 CH2，观察信号波形。(3) 用示波器测量信号的周期 T、频率 f、幅值 U、峰－峰值 Up-p、有效值 Urms,频率和幅值任选。(4) 观察李萨如图形和“拍”。(5) 利用多波形显示法和李萨如图形判别法观测两信号的相位差① 多波形显示法观测相位差。② 李萨如图形判别法观测相位差。数据处理(1) 测量正弦信号峰峰值 UP-P，周期 T示波器测量值信号发生器显示值

H=4.0DIV

V0/DIV=0.5V/DIV UP-P=2.0V

U 显 = 2.0V

L=5.0DIV

T0/DIV=20us/DIV T =0.10ms T 显 = 0.10ms

U

p p

− U

显

T − TEup−p=−U显= 0ET=T00=0(2) 测量直流信号的幅度H = 5.8 V0／DIV=0.5V/DIV(3) 测量相移

x1/DIV x/DIV

5.3 25.0

U ＝2.9V

U 显 ＝3.0V

θ =x1×360°x

76.32°

1. 模拟示波器为何能显示高速变化的电信号轨迹？答：在模拟示波器垂直偏转板上加的是被观测信号电压，而在水平偏转板上加的是锯齿波（时间线性变化）信号电压，

所以示波器的示波管的横轴相当于直角坐标的时间轴，经过一个锯齿波信号周期，电子束便在示波管的荧光屏上描绘出被观测信号的波形的一段轨迹。当锯齿波信号的周期大于或等于周期性观测信号的周期且与其相位锁定时（同步 ），电子束便在示波管的荧光屏上描绘出被观测信号的波形的同一段轨迹，由于人眼的视觉暂留和荧光屏的余辉，便可以观测到信号的波形。2. 在本实验中，观察李萨如图形时，为什么得不到长时间稳定的图形？答：因为 CH1 与 CH2输入的是两个完全不相关的信号，它们的位相差难以保持恒定，所以得不到长时间的稳定波形。3. 假定在示波器的 Y 轴输入一个正弦信号，所用的水平扫描频率为120Hz，在荧光屏上出现三个稳定完整的正弦波形，那么输入信号的频率是什么？这是否是测量信号频率的好方法？为何？答：输入信号的频率是 360Hz。这种方法不是测量信号频率的好方法，因为用此方法测量的频率精确度低。4. 示波器的扫描频率远大于或远小于输入正弦信号的频率时，屏上的图形是什么情况？答：扫描频率远小于输入正弦信号频率时，出现图形是密集正弦波；扫描频率远大于输入正弦信号频率时，一个周期的信号波形将会被分解成数段，显示的图形将会变成网状交叉线。

超声波声速的测量

实验目的(1) 进一步熟悉示波器的基本结构和原理。(2) 了解压电换能器的功能，加深对驻波及振动合成等理论知识的理解。(3) 学习几种测定声波传播速度的原理和方法。(4) 通过时差法对声波传播速度的测量，了解声纳技术的原理及其重要的实用意义。实验方法原理声波是一种弹性媒质中传播的纵波，波长、强度、传播速度等是声波的重要参数，超声波是频率大于 20 kH 的机械波，本实验利用声速与振动频率 f 和波长λ之间的关系 v = λ f 来测量超声波在空气中的传播速度。SV5 型声速测量组合实验仪（含专用信号源 ），可以做时差法测定超声波传播速度的实验；配以示波器可完成利用共振干涉法，双踪比较法和相应比较法测量声速的任务。本声速测量仪是利用压电体的逆压电效应而产生超声波，利用正压电效应接收超声波，测量声速的四种实验方法如下：（由于声波频率可通过声源的振动频率得出，所以测量声波波长是本实验主要任务。）（1）李萨如图形相位判别法频率相同的李萨如图形随着Δφ的不同，其图形的形状也不同，当形状为倾斜方向相同的直线两次出现时，Δφ变化 2π ，对应接受器变化一个波长。（2）共振法由发射器发出的平面波经接受器发射和反射器二次反射后，在接受器与发射器之间形成两列传播方向相同的叠加波，观察示波器上的图形，两次加强或减弱的位置差即为波形λ。