『壹』 ZKY-GD-4光電效應實驗儀儀器誤差限是多少
實驗目的1、了解光電效應及其規律,理解愛因斯坦光電方程的物理意義。2、 用減速電位測量光電子初動能,求普朗克常數。 實驗原理 光電效應金屬在光的照射下釋放出電子的現象叫做光電效應。
『貳』 為什麼ZKY-PID溫控儀顯示實驗狀態,但溫控儀的溫度還是會增加零點幾度
繼電器斷電後,加熱管的余熱仍然會繼續加熱,導致溫度繼續上升。這說明你的加熱管用的太大了,應該用功率小一些的加熱管。
『叄』 不同的ZKY-H/L霍爾效應測試儀上的d,l,L一樣嗎。
這種情況,使用websocket通信就是一個非常好的選擇。
『肆』 如何用轉動慣量測試儀測定任意形狀物體繞特定軸的轉動慣量
根據剛體的定軸轉動定律
,
只要測定剛體轉動時所受的合外力矩及該力矩作用下剛體轉動的角加速度
,則可計算出該剛體的轉動慣量,這是恆力矩轉動法測定轉動慣量的基本原理和設計思路。
一、轉動慣量J的測量原理
砝碼盤及其砝碼是系統轉動的動力。分析轉動系統受力如圖2所示:
當砝碼鉤上放置一定的砝碼時,若松開手,則在重力的作用下,砝碼就會通過細繩帶動塔輪加速轉動。當砝碼繩脫離塔輪後,系統將只在摩擦力矩的作用下轉動。
圖2
轉動系統受力圖
本實驗中待測試件放在實驗台上,隨同實驗台一起做定軸轉動。設空實驗台(未加試件)轉動時,其轉動慣量為
,加上被測剛體後的轉動慣量為
,由轉動慣量的疊加原理可知,則被測試件的轉動慣量
為
或
實驗時,先測出系統支架(空實驗台)的轉動慣量
,然後將待測物放在支架上,測量出轉動慣量為
,利用上式可計算出待測物的轉動慣量。
未加試件及外力時(
,
),即外力矩為零時,若使系統以某一初角速度開始轉動,則系統將在摩擦力矩
的作用下,作勻減速轉動,設角加速度為
,則由剛體的轉動定律有
(1)
其中
(2)
加外力後(即有外力矩)時,設系統的角加速度為
,則:
(3)
而
(4)
其中
—砝碼質量
,
—重力加速度,
—繩的張力
聯立式(1),(2),(3),(4)得:
(5)
測出
,以及加外力矩
後的
,由(5)式即可得
,以及將
代入(1)試附帶可得出摩擦力矩
。
同理,加試件後有
(6)
以上
、
是由摩擦力矩產生的角加速度,其值為負,因此(5)、(6)式中的分母實為相加。測
的實驗順序可以是
、
、
、
,也可以是
、
、
、
,更可以是(
,
),再(
,
),測量方法見後。
二、角加速度
的測量原理
的測量採用如下方法:
實驗中直接測量的是時間和角位移,
可由下列計算間接得出。
設轉動體系的初角速度為
,t=0時的角位置為0,則t時刻角位移
為
(7)
數字毫秒計從t=0開始計時,這時的計時次數為k=0,
;
時
k=1,
;t時刻,計時次數為k,角位移
。
若測得與
相應的時間為
,計時次數為
,則:
(8)
(9)
聯立式(9),(10)得:
(10)
即:
(
)
(11)
可以選兩組
值計算
的值,也可以選多組計算幾個
值求平均;或者多次直接測量
值。本實驗採用配套的ZKY-J1通用電腦計時器,計時和記錄角位移。
三、驗證平行軸定理
平行軸定理:質量為
m的剛體,對過其質心c的某一轉軸的轉動慣量為
,則剛體對平行於該軸、和它相距為d的另一轉軸的轉動慣量
為:
在上式等式兩端都加上系統支架的轉動慣量
,則有:
令
,又
,
都為定值,則J與
呈線性關系,實驗中若測得此關系,則驗證了平行軸定理。
四、J的「理論」公式
設待測的圓盤(或圓柱)質量為
、半徑為
,則圓盤、圓柱繞幾何中心軸的轉動慣量理論值為
待測的圓環質量為
,內外半徑分別為
、
,圓環繞幾何中心軸的轉動慣量理論值為
【
實驗儀器介紹
】
轉動慣量儀:由十字型承物台、繞線塔輪、遮光細棒和小滑輪組成,如圖3所示。承物台轉動時固定在載物台邊緣並隨之轉動的遮光細棒,每轉動半圈(
)遮擋一次固定在底座圓周直徑相對兩端的光電門,即產生一個光電脈沖送入光電計時計數儀,計數器將計下時間和遮擋次數。計數器從第一次擋光(第一個光電脈沖發生)開始計時、計數,並且可以連續記錄,存儲多個脈沖時間。塔輪上有五個不同半徑的繞線輪,中間一個的半徑為2.5cm,其餘每相鄰兩個塔輪之間的半徑相差0.5cm。砝碼鉤上可以放置一定數量的砝碼,重力矩作為外力矩,結構如圖:
圖3
轉動慣量儀結構圖
●儀器使用方法:
1、
用電纜線將光電門和通用電腦計時器相連,只接通一路(另一路備用);
2、
接通電源,儀器進入自檢狀態。
a)
8位數碼顯示管同時點亮,否則本機出現錯誤;
b)
數碼顯示器顯示
表明制式為每組脈沖由一個光電脈沖組成,共有80組脈沖(均為系統默認值)
3、
制式的調整方法:
a)
如無須對制式進行修改或已經修改完備,按「待測/+」進入工作等待狀態;
b)
計時顯示的前兩位為每組光電脈沖數,後兩位為記錄組數。對於閃爍的數碼顯示器位,直接鍵入數字,即可修改此位;
如果需要修改下一位,則須按下「
/-」鍵,下一位數碼顯示器位閃爍,再鍵入數字即可進行修改,同時保留對其他位的修改值。用「
/-」鍵能對所修改的四位數碼顯示器進行循環操作,記錄組數最多為80。
4、按「待測/+」鍵進入工作等待狀態:數碼顯示器顯示
5、進入計時工作狀態:輸入的第一個光電脈沖後開始計時和計數。
6、計時結束:當測量組數超過設定的記錄組數時,數碼管顯示為
:
計時結束。
7、數據查詢:每按一次「待測/+」鍵,則記錄組數遞增一位,每按一次「
/-」鍵則遞減一位。
8、電腦計時器復位,以便進行下一此測量。
『伍』 如何用轉動慣量測試儀來測定任意形狀物體繞特定軸轉動的轉動慣量
根據剛體的定軸轉動定律 ,只要測定剛體轉動時所受的合外力矩及該力矩作用下剛體轉動的角加速度 ,則可計算出該剛體的轉動慣量,這是恆力矩轉動法測定轉動慣量的基本原理和設計思路。一、轉動慣量J的測量原理 砝碼盤及其砝碼是系統轉動的動力。分析轉動系統受力如圖2所示:當砝碼鉤上放置一定的砝碼時,若松開手,則在重力的作用下,砝碼就會通過細繩帶動塔輪加速轉動。當砝碼繩脫離塔輪後,系統將只在摩擦力矩的作用下轉動。圖2 轉動系統受力圖本實驗中待測試件放在實驗台上,隨同實驗台一起做定軸轉動。設空實驗台(未加試件)轉動時,其轉動慣量為 ,加上被測剛體後的轉動慣量為 ,由轉動慣量的疊加原理可知,則被測試件的轉動慣量 為 或 實驗時,先測出系統支架(空實驗台)的轉動慣量 ,然後將待測物放在支架上,測量出轉動慣量為 ,利用上式可計算出待測物的轉動慣量。未加試件及外力時( , ),即外力矩為零時,若使系統以某一初角速度開始轉動,則系統將在摩擦力矩 的作用下,作勻減速轉動,設角加速度為 ,則由剛體的轉動定律有 (1)其中 (2)加外力後(即有外力矩)時,設系統的角加速度為 ,則: (3)而 (4)其中 —砝碼質量 , —重力加速度, —繩的張力聯立式(1),(2),(3),(4)得: (5)測出 ,以及加外力矩 後的 ,由(5)式即可得 ,以及將 代入(1)試附帶可得出摩擦力矩 。同理,加試件後有 (6)以上 、 是由摩擦力矩產生的角加速度,其值為負,因此(5)、(6)式中的分母實為相加。測 的實驗順序可以是 、 、 、 ,也可以是 、 、 、 ,更可以是( , ),再( , ),測量方法見後。 二、角加速度 的測量原理的測量採用如下方法: 實驗中直接測量的是時間和角位移, 可由下列計算間接得出。設轉動體系的初角速度為 ,t=0時的角位置為0,則t時刻角位移 為 (7)數字毫秒計從t=0開始計時,這時的計時次數為k=0, ; 時 k=1, ;t時刻,計時次數為k,角位移 。若測得與 相應的時間為 ,計時次數為 ,則: (8) (9)聯立式(9),(10)得: (10)即: ( ) (11) 可以選兩組 值計算 的值,也可以選多組計算幾個 值求平均;或者多次直接測量 值。本實驗採用配套的ZKY-J1通用電腦計時器,計時和記錄角位移。三、驗證平行軸定理平行軸定理:質量為 m的剛體,對過其質心c的某一轉軸的轉動慣量為 ,則剛體對平行於該軸、和它相距為d的另一轉軸的轉動慣量 為:在上式等式兩端都加上系統支架的轉動慣量 ,則有:令 ,又 , 都為定值,則J與 呈線性關系,實驗中若測得此關系,則驗證了平行軸定理。四、J的「理論」公式 設待測的圓盤(或圓柱)質量為 、半徑為 ,則圓盤、圓柱繞幾何中心軸的轉動慣量理論值為 待測的圓環質量為 ,內外半徑分別為 、 ,圓環繞幾何中心軸的轉動慣量理論值為 【實驗儀器介紹】轉動慣量儀:由十字型承物台、繞線塔輪、遮光細棒和小滑輪組成,如圖3所示。承物台轉動時固定在載物台邊緣並隨之轉動的遮光細棒,每轉動半圈( )遮擋一次固定在底座圓周直徑相對兩端的光電門,即產生一個光電脈沖送入光電計時計數儀,計數器將計下時間和遮擋次數。計數器從第一次擋光(第一個光電脈沖發生)開始計時、計數,並且可以連續記錄,存儲多個脈沖時間。塔輪上有五個不同半徑的繞線輪,中間一個的半徑為2.5cm,其餘每相鄰兩個塔輪之間的半徑相差0.5cm。砝碼鉤上可以放置一定數量的砝碼,重力矩作為外力矩,結構如圖:圖3 轉動慣量儀結構圖●儀器使用方法:1、 用電纜線將光電門和通用電腦計時器相連,只接通一路(另一路備用);2、 接通電源,儀器進入自檢狀態。a) 8位數碼顯示管同時點亮,否則本機出現錯誤;b) 數碼顯示器顯示 表明制式為每組脈沖由一個光電脈沖組成,共有80組脈沖(均為系統默認值)3、 制式的調整方法:a) 如無須對制式進行修改或已經修改完備,按「待測/+」進入工作等待狀態;b) 計時顯示的前兩位為每組光電脈沖數,後兩位為記錄組數。對於閃爍的數碼顯示器位,直接鍵入數字,即可修改此位; 如果需要修改下一位,則須按下「 /-」鍵,下一位數碼顯示器位閃爍,再鍵入數字即可進行修改,同時保留對其他位的修改值。用「 /-」鍵能對所修改的四位數碼顯示器進行循環操作,記錄組數最多為80。4、按「待測/+」鍵進入工作等待狀態:數碼顯示器顯示 5、進入計時工作狀態:輸入的第一個光電脈沖後開始計時和計數。6、計時結束:當測量組數超過設定的記錄組數時,數碼管顯示為 : 計時結束。7、數據查詢:每按一次「待測/+」鍵,則記錄組數遞增一位,每按一次「 /-」鍵則遞減一位。8、電腦計時器復位,以便進行下一此測量。
『陸』 霍爾效應法測量磁場實驗儀器ZKY-LS/H/L的KH=167V/AT的線圈匝數是多少
胡二效仿車輛思想試驗器,這是一個科學的儀器,可以測量出電壓,電流和電阻
『柒』 求一份波爾共振實驗報告
實驗20波爾共振實驗
在機械製造和建築工程等科技領域中受迫振動所導致的共振現象引起工程技術人員極大注意,既有破壞作用,但也有許多實用價值。眾多電聲器件是運用共振原理設計製作的。此外,在微觀科學研究中「共振」也是一種重要研究手段,例如利用核磁共振和順磁貢研究物質結構等。
本實驗中採用波爾共振儀定量測定機械受迫振動的幅頻特性和相頻特性,並利用頻閃方法來測定動態的物理量----相位差。數據處理與誤差分析方面內容也較豐富。
一、實驗目的
1、 研究波爾共振儀中彈性擺輪受迫振動的幅頻特性和相頻特性。
2、 研究不同阻尼力矩對受迫振動的影響,觀察共振現象。
3、 學慣用頻閃法測定運動物體的某些量,例相位差。
4、 學習系統誤差的修正。
二、實驗原理
物體在周期外力的持續作用下發生的振動稱為受迫振動,這種周期性的外力稱為強迫力。如果外力是按簡諧振動規律變化,那麼穩定狀態時的受迫振動也是簡諧振動,此時,振幅保持恆定,振幅的大小與強迫力的頻率和原振動系統無阻尼時的固有振動頻率以及阻尼系數有關。在受迫振動狀態下,系統除了受到強迫力的作用外,同時還受到回復力和阻尼力的作用。所以在穩定狀態時物體的位移、速度變化與強迫力變化不是同相位的,存在一個相位差。當強迫力頻率與系統的固有頻率相同時產生共振,此時振幅最大,相位差為90°。
實驗採用擺輪在彈性力矩作用下自由擺動,在電磁阻尼力矩作用下作受迫振動來研究受迫振動特性,可直觀地顯示機械振動中的一些物理現象。
當擺輪受到周期性強迫外力矩 的作用,並在有空氣阻尼和電磁阻尼的媒質中運動時(阻尼力矩為 )其運動方程為
(1)
式中, 為擺輪的轉動慣量, 為彈性力矩, 為強迫力矩的幅值, 為強迫力的圓頻率。
令 , ,
則式(1)變為
(2)
當 時,式(2)即為阻尼振動方程。
當 ,即在無阻尼情況時式(2)變為簡諧振動方程, 即為系統的固有頻率。方程(2)的通解為
(3)
由式(3)可見,受迫振動可分成兩部分:
第一部分, 表示阻尼振動,經過一定時間後衰減消失。
第二部分,說明強迫力矩對擺輪做功,向振動體傳送能量,最後達到一個穩定的振動狀態。
振幅 (4)
它與強迫力矩之間的相位差 為
(5)
由式(4)和式(5)可看出,振幅 與相位差 的數值取決於強迫力矩m、頻率 、系統的固有頻率 和阻尼系數 四個因素,而與振動起始狀態無關。
由 極值條件可得出,當強迫力的圓頻率 時,產生共振, 有極大值。若共振時圓頻率和振幅分別用 、 表示,則
(6)
(7)
式(6)、(7)表明,阻尼系數 越小,共振時圓頻率越接近於系統固有頻率,振幅 也越大。圖1-1和圖1-2表示出在不同 時受迫振動的幅頻特性和相頻特性。
三、實驗儀器
ZKY-BG型波爾共振儀由振動儀與電器控制箱兩部分組成。振動儀部分如圖1-3所示:由
β1
β2
β3
β1<β2<β3
ω/ωn
圖 1-1
ω/ωn
β1
β2
β1<β2
-π
-π/2
0
φ
圖 1-2
銅質圓形擺輪A安裝在機架上,彈簧B的一端與擺輪A的軸相聯,另一端可固定在機架支柱上,在彈簧彈性力的作用下,擺輪可繞軸自由往復擺動。在擺輪的外圍有一卷槽型缺口,其中一個長形凹槽D長出許多。在機架上對准長型缺口處有一個光電門H,它與電氣控制箱相聯接,用來測量擺輪的振幅(角度值)和擺輪的振動周期。在機架下方有一對帶有鐵芯的線圈K,擺輪A恰巧嵌在鐵芯的空隙,利用電磁感應原理,當線圈中通過直流電流後,擺輪受到一個電磁阻尼力的作用。改變電流的數值即可使阻尼大小相應變化。為使擺輪A作受迫振動。在電動機軸上裝有偏心輪,通過連桿機構E帶動擺輪A,在電動機軸上裝有帶刻線的有機玻璃轉盤F,它隨電機一起轉動。由它可以從角度讀數盤G讀出相位差。調節控制箱上的十圈電機轉速調節旋鈕,可以精確改變加於電機上的電壓,使電機的轉速在實驗范圍(30-45轉/分)內連續可調,由於電路中採用特殊穩速裝置、電動機採用慣性很小的帶有測速發電機的特種電機,所以轉速極為穩定。電機的有機玻璃轉盤F上裝有兩個擋光片。在角度讀數盤G中央上方900處也有光電門(強迫力矩信號),並與控制箱相連,以測量強迫力矩的周期。
受迫振動時擺輪與外力矩的相位差利用小型閃光燈來測量。閃光燈受擺輪信號光電門控制,每當擺輪上長型凹槽C通過平衡位置時,光電門H接受光,引起閃光。閃光燈放置位置如圖(1-3)所示擱置在底座上,切勿拿在手中直接照射刻度盤。在穩定情況時,由閃光燈照射下可以看到有機玻璃指針F好象一直「停在」某一刻度處,這一現象稱為頻閃現象,所以此數值可方便地直接讀出,誤差不大於20 。
擺輪振幅是利用光電門H測出擺輪讀數A處圈上凹型缺口個數,並在液晶顯示器上直接顯示出此值,精度為20。
波耳共振儀電氣控制箱的前面板和後面板分別如圖1-4和圖1-5所示。
電機轉速調節旋鈕,系帶有刻度的十圈電位器,調節此旋鈕時可以精確改變電機轉速,即改變強迫力矩的周期。刻度僅供實驗時作參考,以便大致確定強迫力矩周期值在多圈電位器上的相應位置。
圖 1-3 波爾振動儀
1.光電門H;2.長凹槽D;3.短凹槽D;4.銅質擺輪A;5.搖桿M;6.蝸卷彈簧B;7.支承架;8.阻尼線圈K;9.連桿E;10.搖桿調節螺絲;11.光電門I;12.角度盤G;13.有機玻璃轉盤F;14.底座;15.彈簧夾持螺釘L;16.閃光燈
圖 1-4 波耳共振儀前面板示意圖
1、液晶顯示屏幕 2、方向控制鍵 3、確認按鍵 4、復位按鍵
5、電源開關 6、閃光燈開關 7、強迫力周期調節電位器
圖 1-5 波耳共振儀後面板示意圖
1、電源插座(帶保險) 2、閃光燈介面 3、阻尼線圈
4、電機介面 5、振幅輸入 6、周期輸入 7、通訊介面
可以通過軟體控制阻尼線圈內直流電流的大小,達到改變擺輪系統的阻尼系數的目的。選擇開關可分4檔,「阻尼0」檔阻尼電流為零,「阻尼1」檔電流約為280mA,「阻尼2」檔電流約為300mA,「阻尼3」檔電流最大,約為320mA,阻尼電流由恆流源提供,實驗時根據不同情況進行選擇(可先選擇在「2」處,若共振時振幅太小則可改用「1」,切不可放在「0」處),振幅不大於150。
閃光燈開關用來控制閃光與否,當按住閃光按鈕、擺輪長缺口通過平衡位置時便產生閃光,由於頻閃現象,可從相位差讀盤上看到刻度線似乎靜止不動的讀數(實際有機玻璃F上的刻度線一直在勻速轉動),從而讀出相位差數值,為使閃光燈管不易損壞,採用按鈕開關,僅在測量相位差時才按下按鈕。
電機是否轉動使用軟體控制,在測定阻尼系數和擺輪固有頻率 與振幅關系時,必須將電機關斷。
電氣控制箱與閃光燈和波爾共振儀之間通過各種專業電纜相連接。不會產生接線錯誤之弊病。
四、實驗內容
1.測定阻尼系數β
從液顯窗口讀出擺輪作阻尼振動時的振幅數值θ1、θ2、θ3……θn,利用公式
(8)
求出β 值,式中n為阻尼振動的周期次數,θn 為第n次振動時的振幅,T為阻尼振動周期的平均值。此值可以測出10個擺輪振動周期值,然而取其平均值。
進行本實驗內容時,電機電源必須切斷,指針F放在0°位置, θ0通常選取在130-150之間。
2.測定受迫振動的幅度特性和相頻特性曲線。
保持阻尼檔位不變,選擇強迫振盪進行實驗,改變電動機的轉速,即改變強迫外力矩頻率ω 。當受迫振動穩定後,讀取擺輪的振幅值,並利用閃光燈測定受迫振動位移與強迫力間的相位差( 控制在10°左右)
強迫力矩的頻率可從擺輪振動周期算出,也可以將周期選為「×10」直接測定強迫力矩的10個周期後算出,在達到穩定狀態時,兩者數值應相同。前者為4位有效數字,後者為5位有效數字。
在共振點附近由於曲線變化較大,因此測量數據相對密集些,此時電機轉速極小變化會引起 很大改變。電機轉速選鈕上的讀數(例2.50)是一參考數值,建議在不同ω時都記下此值,以便實驗中快速尋找要重新測量時參考。
五、波爾共振儀控制箱的使用方法
1、開機介紹
按下電源開關後,屏幕上出現歡迎界面,其中NO.0000X為控制箱與主機相連的編號。過幾秒鍾後屏幕上顯示如圖一「按鍵說明」字樣。符號「t」為向左移動;「u」為向右移動;「p」為向上移動;「q」向下移動。下文中的符號不再重新介紹。
2、自由振盪
在圖一狀態按確認鍵,顯示圖二所示的實驗類型,默認選中項為自由振盪,字體反白為選中。(注意做實驗前必須先做自由振盪,其目的是測量擺輪的振幅和固有振動周期的關系。)
按鍵說明
t u → 選擇項目
pq → 改變工作狀態
確定 → 功能項確定
圖一yi
實驗步驟
自由振盪 阻尼振盪 強迫振盪
圖二
阻尼 0 振幅
測量關00 回查 返回
周期 Ⅹ1 = 秒(擺輪)
圖三
阻尼0 振幅 134
測量查01 ↑↓按確定鍵返回
周期 Ⅹ1 = 01.442 秒(擺輪)
圖四
阻尼選擇
阻尼1 阻尼2 阻尼3
圖五
10
0
阻尼1 振幅
測量關00 回查 返回
周期Ⅹ = 秒(擺輪)
圖六
再按確認鍵顯示:如圖三
用手轉動擺輪160度左右,放開手後按「p」或「q」鍵,測量狀態由「關」變為「開」, 控制箱開始記錄實驗數據, 振幅的有效數值范圍為:160-50(振幅小於160測量開,小於50測量自動關閉)。測量顯示關時,此時數據已保存並發送主機。
查詢實驗數據,可按「t」或「u」鍵,選中回查,再按確認鍵如圖四所示,表示第一次記錄的振幅為134,對應的周期為1.442秒,然後按「p」或「q」鍵查看所有記錄的數據, 該數據為每次測量振幅相對應的周期數值,回查完畢,按確認鍵,返回到圖三狀態,若進行多次測量可重復操作,自由振盪完成後,選中返回,按確認鍵回到前面圖二進行其它實驗。
3、阻尼振盪
在圖二狀態下, 根據實驗要求,按「u」鍵,選中阻尼振盪, 按確認鍵顯示阻尼:如圖五。阻尼分三個檔次,阻尼1最小,根據自己實驗要求選擇阻尼檔,例如選擇阻尼1檔, 按確認鍵顯示:如圖六
用手轉動擺輪160度左右,放開手後按「p」或「q」鍵,測量由「關」變為「開」並記錄數據,儀器記錄十組數據後,測量自動關閉,此時振幅大小還在變化,但儀器已經停止記數。
阻尼振盪的回查同自由振盪類似,請參照上面操作。若改變阻尼檔測量,重復阻尼一的操作步驟即可。
4、強迫振盪
儀器在圖二狀態下,選中強迫振盪, 按確認鍵顯示:如圖七(注意:在進行強迫振盪前必須選擇阻尼檔,否則無法實驗。)默認狀態選中電機。
= 秒(擺輪)
= 秒(電機)
阻尼 1 振幅
測量關00周期1 電機關 返回
周期Ⅹ1
圖七
10 = 14.252 秒(擺輪)
0 = 14.252 秒(電機)
阻尼 1 振幅 122
測量開01 周期10 電機開 返回
周期Ⅹ
圖八
按「p」或「q」鍵,電機啟動。但不能立即進行實驗,因為此時擺輪和電機的周期還不穩定,待穩定後即周期相同時,再開始測量。測量前應該先選中周期,按「p」或「q」鍵把周期由1(如圖七)改為10(如圖八),(目的是為了減少誤差,若不改周期,測量無法打開)。待擺輪和電機的周期穩定後,再選中測量, 按下「p」或「q」鍵,測量打開並記錄數據:如圖八。可進行同一阻尼下不同振幅的多次測量,每次實驗數據都進行保留。
測量相位時應把閃光燈放在電動機轉盤前下方,按下閃光燈按鈕,根據頻閃現象來測量,仔細觀察相位位置。
強迫振盪測量完畢, 按「t」或「u」鍵,選中返回,按確定鍵,重新回到圖二狀態。
5、關機
在圖二狀態下,按住復位按鈕保持不動,幾秒鍾後儀器自動復位,此時所做實驗數據全部清除,然後按下電源按鈕,結束實驗。
六、數據記錄和處理
1.阻尼系數 的計算。
利用公式(8)對所測數據(表1)按逐差法處理,求出β值。
用公式(9),求出β值。
2.幅頻特性和相頻特性測量
作幅頻特性 曲線,並由此求β值。在阻尼系數較小(滿足 ≤ )和共振位置附近( ),由於 ,從式(4)和(7)可得出:
當 ,即 ,由上式可得
此ω對應於圖 處兩個值ω1,ω2,由此得出:
(此內容一般不做)
將此法與逐差法求得之 值作一比較並討論,本實驗重點應放在相頻特性曲線測量。
表1 阻尼檔位
序號
振幅(度)
序號
振幅(度)
θ1
θ6
θ2
θ7
θ3
θ8
θ4
θ9
θ5
θ10
平均值
10T= 秒 = 秒
(9)
表2 幅頻特性和相頻特性測量數據記錄表:阻尼開關位置
10T(s)
T(s)
(0)
理論值
θ(0)
測量值
T/T0
誤差分析,因為本儀器中採用石英晶體作為計時部件,所以測量周期(圓頻率)的誤差可以忽略不計,誤差組要來自阻尼系數 的測定和無阻尼振動時系統的固有振動頻率 的確定。且後者對實驗結果影響較大。
在前面的原理部分中我們認為彈簧的彈性系數k為常數,它與扭轉的角度無關。實際上由於製造工藝及材料性能的影響,k值隨著角度的改變而略有微小的變化(3%左右),因而造成在不同振幅時系統的固有頻率 有變化。如果取 的平均值,則將在共振點附近使相位差的理論值與實驗值相關很大。為此可測出振幅與固有頻率 的相應數值。在 公式中T0採用對應於某個振幅的數值代入,這樣可使系統誤差明顯減小。
振幅與共振頻率 相對應值可要用如下方法:
將電機電源切斷,角度盤指針F放在」0」處,用手將擺輪撥動到較大處(約1400~1500),然後放手,此擺輪作衰減振動,讀出每次振幅值相應的擺動周期即可。此法可重復幾次即可作出 與 的對應表。
附:ZKY-BG型波爾共振儀調整方法
波爾共振儀各部分經校正,請勿隨意拆裝改動,電氣控制箱與主機有專門電纜相接,不會混淆,在使用前請務必清楚各開關與旋鈕功能。
經過運輸或實驗後若發現儀器工作不正常可行調整,具體步驟如下:
1、將角度盤指針F放在「0」處。
2、松連桿上鎖緊螺母,然後轉動連桿E,使搖桿M處於垂直位置,然後再將鎖緊螺母固定。
3、此時擺輪上一條長形槽口(用白漆線標志)應基本上與指針對齊,若發現明顯偏差,可將擺輪後面三隻固定螺絲略松動,用手握住蝸卷彈簧B的內端固定處,另一手即可將擺輪轉動,使白漆線對准尖頭,然後再將三隻螺絲旋緊:一般情況下,只要不改變彈簧B的長度,此項調整極少進行。
4、若彈簧B與搖桿M相連接處的外端夾緊螺釘L放鬆,此時彈簧B外圈即可任意移動(可縮短、放長)縮短距離不宜少於6cm。在旋緊處端夾擰螺釘時,務必保持彈簧處於垂直面內,否則將明顯影響實驗結果。
將光電門H中心對准擺輪上白漆線(即長狹縫),並保持擺輪在光電門中間狹縫中自由擺動,此時可選擇阻尼開關「1」或「2」處,打開電機,此時擺輪將作受迫振動,待達到穩定狀態時,打開閃光燈開關,此時將看到指針F在相位差度盤中有一似乎固定讀數,兩次讀數值在調整良好時差1º以內(在不大於2º時實驗即可進行)若發現相差較大,則可調整光電門位置。若相差超過5º以上,必須重復上述步驟重新調整。
由於彈簧製作過程中問題,在相位差測量過程中可能會出現指針F在相位差讀數盤上兩端重合較好,中間較差,或中間較好、二端較差現象。
[注意事項]
波爾共振儀各部分均是精確裝配,不能隨意亂動。控制箱功能與面扳上旋鈕、按鍵均較多,務必在弄清其功能後,按規則操作。
波耳共振實驗操作注意事項:
1. 作自由振盪實驗時,必須記下自由振盪實驗時的擺輪周期;
2. 強迫振盪實驗時,調節儀器面板〖強迫力周期〗旋鈕,從而改變不同電機轉動周期,必須做3~11次,其中必須包括在電機轉動周期與自由振盪實驗時的自由振盪周期相同的。
3. 在作強迫振盪實驗時,必須電機與擺輪的周期相同,振幅必須穩定後,方可記錄實驗數據。
4. 學生做完實驗後測量數據必須保存。
『捌』 ZKY-GD-4光電效應實驗儀 儀器誤差限是多少
這個要看電流表的精度等級,儀器上沒標,但是納安表一般精度等級為0.5%,用該檔電表的最大量程乘以精度等級得到最大誤差值(誤差限)。如果感覺不安全,可以擴大精度等級,比如擴大到1%或2%也可以。
『玖』 成都世紀中科儀器有限公司怎麼樣
簡介:成都世紀中科儀器有限公司位於中國科學院成都分院,是專業從事高校教學實驗儀器研製生產的公司。其品牌名稱是「世紀中科」或英文字母「zky」。
法定代表人:汪中玲
成立時間:1999-11-05
注冊資本:550萬人民幣
工商注冊號:510107000339281
企業類型:有限責任公司(自然人獨資)
公司地址:成都市人民南路四段9號(中科院成都分院)
『拾』 ZKY是什麼意思
是個網路用戶的空間名
也是某產品型號
意思太多,但沒有詞典解釋