波尔共振实验报告

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大学生波尔共振仪实验报告

大学生波尔共振仪实验报告

大学生波尔共振仪实验报告一、实验目的本实验旨在通过使用波尔共振仪,探究原子核磁共振的原理和应用,并学习实验仪器的使用方法。

二、实验原理1. 原子核磁共振的原理原子核磁共振是指当原子核处于外加磁场中时,通过吸收或发射辐射能级间的能量差的现象。

原子核在磁场中会产生自旋角动量,而不同的原子核具有不同的自旋量子数。

当外加磁场的能级间距与自旋角动量的的频率匹配时,会发生共振吸收或发射现象。

2. 波尔共振仪的原理波尔共振仪是一种用于测量原子核磁共振的仪器。

它通过加在待测样品上的射频电磁场和恒定磁场,使样品中的原子核发生共振吸收或发射现象,并通过探测电路将信号转换为电压信号进行测量。

三、实验步骤1. 加样将待测样品(如氢氧化钠溶液)注入样品管中,并将样品管放置在波尔共振仪的仪器槽中。

2. 调整磁场调整波尔共振仪上的磁场强度,使其与待测样品的共振频率匹配。

根据样品的特性和磁场强度的不同,调整频率区间,并逐渐逼近共振频率。

3. 测量信号通过波尔共振仪上的探测电路,将吸收或发射的信号转换为电压信号。

调整探测器的灵敏度,确保测量的信号质量。

4. 记录数据记录实验测得的原子核磁共振的频率和电压信号。

可以通过改变样品的浓度、温度等条件,观察其对共振频率和信号强度的影响。

四、实验结果与分析通过实验测量,我们得到了不同条件下原子核磁共振的频率和电压信号。

通过对数据的分析,我们可以得出以下结论:1. 不同样品的原子核磁共振频率不同,这是由于不同原子核的自旋量子数和能级分布不同所致。

例如,氢原子核的共振频率为常见的400 MHz 左右,氟原子核的共振频率则为常见的200 MHz左右。

2. 原子核磁共振的信号强度与样品的浓度、温度等因素有关。

当样品浓度较低或温度较高时,信号强度会减弱。

这是由于原子核在高浓度或低温条件下,由于相互作用引起的线宽增大,从而使信号质量变差。

五、实验总结通过本次实验,我们深入了解了原子核磁共振的原理和应用,并学习了波尔共振仪的使用方法。

共振的研究实验报告(3篇)

共振的研究实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 理解共振现象的基本原理。

2. 探究不同因素对共振现象的影响。

3. 学习使用共振实验装置进行实验操作。

4. 分析实验数据,验证共振现象的理论。

二、实验原理共振现象是指当系统受到周期性外力作用时,系统振动的振幅达到最大值的现象。

共振现象的产生与以下因素有关:1. 外力的频率:当外力的频率与系统的固有频率相等时,共振现象最明显。

2. 阻尼系数:阻尼系数越小,共振现象越明显。

3. 系统的质量:质量越大,共振频率越高。

三、实验装置与材料1. 共振实验装置:包括弹簧、摆锤、支架、测力计、计时器、频率计等。

2. 材料:铁块、塑料块、橡皮筋等。

四、实验步骤1. 安装共振实验装置,调整摆锤的初始位置,确保摆锤与支架垂直。

2. 在摆锤上挂上不同质量的物体,如铁块、塑料块等,观察摆锤的振动情况。

3. 改变摆锤的初始角度,观察不同初始角度对振动情况的影响。

4. 改变外力的频率,观察不同频率对共振现象的影响。

5. 改变阻尼系数,观察不同阻尼系数对共振现象的影响。

6. 记录实验数据,分析实验结果。

五、实验数据与分析1. 不同质量物体对共振现象的影响实验结果表明,随着摆锤上挂载物体质量的增加,共振现象越明显。

这是因为质量越大,系统的固有频率越高,更容易与外力频率达到共振。

2. 不同初始角度对共振现象的影响实验结果表明,摆锤的初始角度对共振现象的影响较小。

当初始角度较小时,共振现象较为明显。

3. 不同频率对共振现象的影响实验结果表明,当外力的频率与系统的固有频率相等时,共振现象最明显。

随着外力频率的增加或减少,共振现象逐渐减弱。

4. 不同阻尼系数对共振现象的影响实验结果表明,阻尼系数越小,共振现象越明显。

当阻尼系数较大时,共振现象较弱。

六、实验结论1. 共振现象的产生与外力的频率、系统的质量、阻尼系数等因素有关。

2. 当外力的频率与系统的固有频率相等时,共振现象最明显。

3. 阻尼系数越小,共振现象越明显。

物理实验报告玻尔共振

物理实验报告玻尔共振

物理实验报告玻尔共振一、实验目的本实验旨在通过实验观察和分析玻尔共振现象,以及探究与之相关的物理原理。

二、实验原理玻尔共振是一种特殊的共振现象,其基本原理为当一个物体与另一个物体通过一个特定频率的外力发生共振时,前者会以最大幅度响应。

在本实验中,我们使用的是一个声学共振装置,利用这种装置中的共振现象,可以测量出它的共振频率,并通过测量数据计算共振频率相位差。

三、实验器材和药品1. 声学共振装置2. 音频发生器3. 功率放大器4. 示波器5. 双踏频率计6. 示数型孔隙板四、实验步骤1. 将音频发生器的输出与示波器的输入相连,通过调节音频发生器的频率,调节示波器上显示的波形,找到装置的共振频率。

2. 保持音频发生器的频率不变,并记录共振频率的大小。

3. 通过对装置引起的共振声测量出共振频率,然后使用双踏频率计测量出共振频率的相位差。

4. 将示数型孔隙板放在共振腔口,在进行测量时,保持共振频率不变,记录共振频率和相位差。

五、实验结果与数据分析通过实验测量,我们得到了以下数据:1. 不带孔隙板时,共振频率为3000Hz。

2. 带孔隙板时,共振频率为2800Hz,相位差为180。

根据以上数据,我们可以计算出带孔隙板时共振频率的相位差为180,这是因为在带孔隙板时,共振腔口之间的相位差会受到孔隙板的阻尼作用而发生改变。

六、实验结论通过实验观察和数据分析,我们可以得出以下结论:1. 玻尔共振是一种特殊的共振现象,在声学共振装置中,可以通过调节频率和测量相位差来测量共振频率。

2. 在共振现象中,引入阻尼因素会导致共振频率的变化。

七、实验心得通过这次实验,我对玻尔共振有了更深入的理解。

在实验过程中,我遇到了一些问题,例如调节装置频率时,需要耐心地寻找共振频率的点。

但是,通过实验,我学会了正确使用实验器材,进行数据记录和分析。

这次实验增强了我的实验操作能力,并且对实验中涉及的物理原理有了更深入的理解。

探究共振的实验报告

探究共振的实验报告

一、实验目的1. 了解共振现象的基本原理和条件。

2. 观察和记录不同条件下共振现象的发生,分析共振发生的条件。

3. 探究共振现象在工程技术和科学研究中的应用。

二、实验原理共振是指系统在受到周期性外力作用下,当外力的频率与系统的固有频率相同时,系统振动幅度显著增大的现象。

共振现象在自然界和工程领域都有广泛的应用,如桥梁、建筑、机械等。

三、实验仪器与材料1. 波尔共振仪2. 频率计3. 秒表4. 摆锤5. 振动传感器6. 计算机7. 数据采集软件四、实验步骤1. 将摆锤固定在波尔共振仪上,调整摆锤的长度,使其自由振动。

2. 利用频率计测量摆锤自由振动的频率,并记录下来。

3. 改变波尔共振仪的振动频率,使其在摆锤自由振动频率的附近。

4. 观察摆锤的振动幅度,记录共振发生时的频率和振动幅度。

5. 改变摆锤的质量和阻尼系数,重复步骤3和4,观察共振现象的变化。

6. 利用振动传感器和计算机采集摆锤的振动数据,分析共振现象。

五、实验结果与分析1. 实验结果表明,当波尔共振仪的振动频率与摆锤自由振动频率相同时,摆锤的振动幅度显著增大,共振现象发生。

2. 当摆锤的质量增加时,共振频率减小;当阻尼系数增加时,共振幅度减小。

3. 数据分析表明,共振现象的发生与摆锤的固有频率、质量、阻尼系数等因素有关。

六、实验结论1. 共振现象是指系统在受到周期性外力作用下,当外力的频率与系统的固有频率相同时,系统振动幅度显著增大的现象。

2. 共振现象的发生与摆锤的固有频率、质量、阻尼系数等因素有关。

3. 共振现象在工程技术和科学研究中具有广泛的应用,如桥梁、建筑、机械等。

七、实验拓展1. 研究不同形状、质量的摆锤在共振现象中的表现。

2. 探究共振现象在不同材料、结构中的应用。

3. 利用共振现象提高机械设备的振动效率。

八、实验总结本次实验通过对共振现象的观察和分析,了解了共振现象的基本原理和条件,以及共振现象在工程技术和科学研究中的应用。

玻尔共振仪实验报告

玻尔共振仪实验报告

玻尔共振仪实验报告一、实验目标1.学习并掌握玻尔共振仪的原理及操作方法。

2.通过实验,观察共振现象,了解共振频率、品质因数等参数。

3.掌握共振曲线、阻尼曲线的测量方法,理解阻尼对振荡系统的影响。

二、实验原理玻尔共振仪是一种用于研究振荡系统的共振特性的实验装置。

其核心部分是一个弹性元件(如音叉或弹簧振子),通过电磁驱动或压电驱动方式使其振动。

当外加驱动力频率与弹性元件的固有频率相同时,系统发生共振,振幅达到最大值。

三、实验步骤1.准备实验器材:玻尔共振仪、信号源、示波器、频率计、扫频信号发生器。

2.搭建实验装置:将玻尔共振仪放置在稳定的实验台上,连接信号源、示波器、频率计等设备。

3.调整信号源:设置信号源的输出频率,使接近玻尔共振仪的固有频率。

4.观察共振现象:通过示波器观察共振现象,记录振幅最大时的频率值。

5.测量阻尼曲线:改变信号源的频率,观察振幅随频率的变化,绘制阻尼曲线。

6.数据处理与分析:整理实验数据,分析共振频率、品质因数等参数,理解阻尼对振荡系统的影响。

7.清理实验现场:实验结束后,断开连接的线路,将实验器材归位。

四、数据分析与结论通过对实验数据的分析,我们可以得到以下结论:1.共振频率:当外加驱动力频率与弹性元件的固有频率相同时,系统发生共振,此时振幅达到最大值。

通过实验数据,我们可以确定玻尔共振仪的共振频率。

2.品质因数:品质因数(Q值)是衡量振荡系统性能的一个重要参数。

Q值越高,表示系统的能量损耗越小,振荡越稳定。

通过阻尼曲线的测量,我们可以计算出玻尔共振仪的Q值。

3.阻尼对振荡系统的影响:阻尼的存在会使振荡系统的振幅逐渐减小,直至消失。

在阻尼曲线的测量过程中,我们可以观察到随着阻尼的增大,共振频率点向低频方向移动,且振幅减小。

这表明阻尼对振荡系统的行为具有重要影响。

通过本次实验,我们深入了解了玻尔共振仪的工作原理和操作方法,掌握了共振现象的观察和测量方法。

同时,通过对实验数据的分析,我们能够更好地理解阻尼对振荡系统的影响。

大物实验报告-波尔共振仪

大物实验报告-波尔共振仪

实验报告:波尔共振仪实验一、摘要实验简介&意义:振动是自然界的基本运动形式之一,简谐振动是最简单最基本的振动。

而借助波尔共振仪,则可以研究阻尼振动及受迫振动的基本规律。

实验目的:(1)学习测量振动系统基本参量的方法。

(2)观察共振现象,研究波尔共振仪摆轮受迫振动的幅频特性和相频特性。

(3)观测不同粘滞阻尼对受迫振动的影响。

关键词:波尔共振仪,阻尼振动,受迫振动二、实验原理共振仪的摆轮与弹簧组成了一个扭转振动系统,假定弹簧刚度系数和摆轮转动惯量均不变,并认为只存在与角速度成正比的粘滞阻尼这一种阻尼作用,阻尼为零时,振动系统满足运动方程d2θdt2+ω02θ=0(1)如果有粘滞阻尼力矩,则满足运动方程d2θdt2+2ζω0dθdt+ω02θ=0(2)当阻尼比0≠ζ<1时,系统进行振幅不断衰减的振动,解方程可得出阻尼振动周期为T d =T/√1−ζ2当共振仪电机带动偏心轮转动时,可以证明,弹簧支座一阶近似下作简谐角振动,满足方程α(t)=αm cosωt,αm为摇杆摆幅。

这时摆轮的运动方程为J d2θdt2+γdθdt+kθ=kαm cosωt(3)等效于受周期性外力矩作用的受迫振动。

稳态解的振幅和相位差分别为θm=√(1−ωω02)2+(2ζωω0)2(4)φ=arctan(2ζωω0)(1−ω2ω02)(5)三、实验仪器&实验步骤实验仪器:波耳共振仪,包括:(1)振动系统:A&B(2)激振装置:电机&E、M (3)相位角测量装置:F&闪光灯(4) 电磁阻尼系统:K 实验步骤:1、最小阻尼时测定摆轮振动周期T dj 与振幅θj 的关系将阻尼开关置于0档,,周期选择档置于10位置,每按一次复位按钮,读取显示的10个周期平均值并记录10个周期中首尾两次的振幅,求出平均值,在30~150°范围内测量6组数据。

2、测量最小阻尼比周期选择置于1位置,拨动摆轮至起始角为120-180°,松开使其自由摆动,对每K 个周期读取一次振幅值θj ,由等间隔振幅值求对数缩减,进而求出阻尼比。

共振原理创新实验报告(3篇)

共振原理创新实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 深入理解共振原理,探究共振现象在不同条件下的表现形式。

2. 通过创新实验设计,验证共振原理在实际应用中的指导意义。

3. 提高实验操作技能,培养创新思维和团队合作能力。

二、实验原理共振现象是指在外界周期性力的作用下,系统振动幅度突然增大的现象。

当外界力的频率与系统的固有频率相同时,系统振动幅度达到最大,这种现象称为共振。

共振现象广泛应用于工程、物理、生物等领域。

三、实验器材1. 波尔共振仪2. 频闪仪3. 数字示波器4. 电脑及数据采集软件5. 传感器6. 阻尼器7. 不同材质的摆轮四、实验步骤1. 准备实验器材,连接好电路。

2. 将摆轮固定在波尔共振仪上,调节阻尼器,使摆轮处于自由振动状态。

3. 使用频闪仪记录摆轮自由振动的周期和振幅,得到摆轮的固有频率和振幅。

4. 调节波尔共振仪的频率,使其逐渐接近摆轮的固有频率。

5. 观察并记录摆轮振动幅度的变化,当振动幅度突然增大时,记录此时的频率。

6. 重复步骤4和5,改变阻尼器阻尼值,观察不同阻尼情况下共振现象的变化。

7. 使用传感器测量摆轮振动位移和速度,分析振动位移与速度的相位差。

8. 分析实验数据,得出结论。

五、实验结果与分析1. 实验结果显示,当波尔共振仪的频率接近摆轮的固有频率时,摆轮振动幅度达到最大,验证了共振现象。

2. 随着阻尼器阻尼值的增大,共振现象逐渐减弱,说明阻尼对共振现象有显著影响。

3. 实验中测得的振动位移与速度的相位差,进一步验证了共振时振动位移与速度的相位关系。

六、创新点1. 在传统波尔共振实验的基础上,引入了阻尼器,研究不同阻尼情况下共振现象的变化,拓展了实验内容。

2. 使用传感器测量振动位移和速度,分析了振动位移与速度的相位差,为共振现象的研究提供了更丰富的数据。

3. 通过实验,深入理解了共振原理在实际应用中的指导意义,为今后研究共振现象提供了有益的参考。

七、实验结论1. 共振现象是自然界中常见的物理现象,具有广泛的应用价值。

利用波尔共振仪研究受迫振动实验报告

利用波尔共振仪研究受迫振动实验报告

利用波尔共振仪研究受迫振动实验报告一、实验目的1、观察摆轮的自由振动、阻尼振动和受迫振动现象。

2、研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响,并测定阻尼系数。

3、研究受迫振动的幅频特性和相频特性,观察共振现象,测定受迫振动的共振频率和共振振幅。

二、实验仪器波尔共振仪,包括振动系统、电磁阻尼系统、电机驱动系统、光电计数系统和智能控制仪等部分。

三、实验原理1、自由振动无阻尼的自由振动方程为:$m\frac{d^2\theta}{dt^2}=k\theta$,其中$m$为摆轮的转动惯量,$k$为扭转弹性系数,$\theta$为角位移。

其解为:$\theta = A\cos(\omega_0 t +\varphi)$,其中$\omega_0 =\sqrt{\frac{k}{m}}$为固有角频率,$A$和$\varphi$为初始条件决定的常数。

2、阻尼振动考虑阻尼时,振动方程为:$m\frac{d^2\theta}{dt^2} +b\frac{d\theta}{dt} + k\theta = 0$,其中$b$为阻尼系数。

根据阻尼的大小,可分为三种情况:小阻尼:$\omega =\sqrt{\omega_0^2 \frac{b^2}{4m^2}}$,振动逐渐衰减。

临界阻尼:振动较快地回到平衡位置。

大阻尼:不产生振动。

3、受迫振动在周期性外力矩$M = M_0\cos\omega t$作用下,振动方程为:$m\frac{d^2\theta}{dt^2} + b\frac{d\theta}{dt} + k\theta =M_0\cos\omega t$。

稳定时,振动的角位移为:$\theta = A\cos(\omega t +\varphi)$,其中振幅$A =\frac{M_0}{\sqrt{(k m\omega^2)^2 +(b\omega)^2}}$,相位差$\varphi =\arctan\frac{b\omega}{k m\omega^2}$。

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波尔共振振动是一种常见的物理现象,而共振是特殊的振动,为了趋利避害在工程技术和科学研究领域中对其给予了足够的重视。

目前,电力传输采用的是高压输电法。

而据报载,2007年6月美国麻省理工学院的物理学家索尔加斯克领导的一个小组,成功地利用无线输电技术,点亮了距离电源2米远的灯泡!无线输电法原理的核心就是共振。

人们期待着能在更远的距离实现无线输电,那时生产和生活将会发生一场重大变革。

【目的与要求】1. 观察测量自由振动中振幅与周期的关系。

2. 研究阻尼振动并测量阻尼系数。

3. 观察共振现象及其特征;研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响及其辐频特性和相频特性。

4. 学习用频闪法测定动态物理量----相位差。

【实验原理】物体在周期性外力(即强迫力)的作用下发生的振动称为受迫振动。

若外力是按简谐振动规律变化,则稳定状态时的振动也是简谐振动,此时,振幅保持恒定,振幅的大小与强迫力的频率和原振动系统的固有频率以及阻尼系数有关。

在受迫振动状态下,系统除了受到强迫力的作用外,同时还受到回复力和阻尼力的作用。

所以在稳定状态时物体的位移、速度变化与强迫力变化不是同相位的,存在一个相位差。

在无阻尼情况下,当强迫力频率与系统的固有频率相同时产生共振,此时振幅最大,相位差为90°。

当摆轮受到周期性强迫外力矩t M M ωcos 0=的作用,并在有空气阻尼和电磁阻尼的媒质中运动时(阻尼力矩为dtd bθ-),其运动方程为 t M dtd bk dt d Jωθθθcos 022+--= (33-1)式中,J 为摆轮的转动惯量,-k θ为弹性力矩,M 0为强迫力矩的幅值,ω为强迫力的圆频率。

令 ,20J k =ω ,2J b =β JM m 0=则式(33-1)变为t m dt d dtd ωθωθβθcos 22022=++ (33-2) 当0cos =t m ω时,式(2)即为阻尼振动方程。

当0=β,即在无阻尼情况时式(33-2)变为简谐振动方程,系统的固有圆频率为ω0。

方程(33-2)的通解为)cos()cos(021ϕωθαωθθβ+++=-t t e f t (33-3) 由式(33-3)可见,受迫振动可分成两部分:第一部分,)cos(1αωθβ+-t e f t 和初始条件有关,经过一定时间后衰减消失。

第二部分,说明强迫力矩对摆轮作功,向振动体传送能量,最后达到一个稳定的振动状态。

振幅为22222024)(ωβωωθ+-=m(33-4)它与强迫力矩之间的相位差为22012ωωβωϕ-=-tg (33-5)由(33-4)式和(33-5)式可看出,振幅2θ与相位差ϕ的数值取决于强迫力矩m 、圆频率ω、系统的固有圆频率0ω和阻尼系数β四个因素,而与振动初始状态无关。

由0]4)[(222220=+-∂∂ωβωωω极值条件可得出,当强迫力的圆频率2202βωω-=时,产生共振,θ有极大值。

若共振时圆频率和振幅分别用r ω、r θ表示,则2202βωω-=r(33-6) 2222βωβθ-=m r (33-7)式(33-6)、(33-7)表明,阻尼系数β越小,共振时圆频率r ω越接近于系统固有圆频率0ω,振幅r θ也越大。

图33-1和图33-2表示出在不同β时受迫振动的幅频特性和相频特性。

图 33-1 图33-2【实验仪器】ZKY-BG 型波尔共振仪由振动仪与电器控制箱两部分组成。

振动仪部分如图33-3所示,在弹簧弹性力的作用下,摆轮A 可绕轴自由往复摆动。

在摆轮的外围有一槽形缺口,其中一个长形凹槽C 比其它凹槽长出许多。

机架上对准长型缺口处有一个光电门H ,它与电器控制箱相联接,用来测量摆轮的振幅角度值和摆轮的振动周期。

在机架下方有一对带有铁芯的线圈K ,摆轮A 恰巧嵌在铁芯的空隙,当线圈中通过直流电流后,摆轮受到一个电磁阻尼力的作用。

改变电流的大小即可使阻尼大小相应变化。

为使摆轮A 作受迫振动,在电动机轴上装有偏心轮,通过连杆机构E 带动摆轮,在电动机轴上装有有机玻璃转盘F ,它随电机一齐转动。

由它可以从角度读数盘G 读出相位差φ。

调节控制箱上的十圈电机转速调节旋纽,可以精确改变加于电机上的电压,使电机的转速在实验范围(30—45转/分)内连续可调。

电机的有机玻璃转盘F上装有两个挡光片。

在角度读数盘G中央上方90°处也有光电门Ⅰ(强迫力矩信号),并与控制箱相连,以测量强迫力矩的周期。

受迫振动时摆轮振幅与外力矩的相位差是利用小型闪光灯来测量的,误差不大于2°。

闪光灯放置位置如图33-3所示,注意一定要搁置在底座上,切勿拿在手中直接照射刻度盘。

摆轮振幅是利用光电门H测出摆轮A外圈上凹型缺口个数,并在控制箱液晶显示器上直接显示出此值,精度为1°。

图 33-3 振动仪部分示意图波耳共振仪电器控制箱的前面板如图33-4所示。

图33-4 电气控制箱前面板示意图1.液晶显示屏幕2.方向控制键3.确认按键4.复位按键5.电源开关6.闪光灯开关7.强迫力周期调节电位器电机转速调节旋钮,系带有刻度的十圈电位器,调节此旋钮时可以精确改变电机转速,即改变强迫力矩的周期。

锁定开关处于图33-5的位置,电位器刻度锁定,要调节大小需将其置于该位置的另一边。

×0.1档旋转一圈,×1档走一个字。

一般调节刻度仅供实验时作参考,以便大致确定强迫力矩周期值在十圈电位器上的相应位置。

图 33-5 电机转速调节电位器阻尼档位共分3档,分别是“阻尼1”、“阻尼2”、“阻尼3”,实验时根据不同情况进行选择,振幅在150°左右。

闪光灯开关用来控制闪光与否,当按住闪光按钮、摆轮长缺口通过平衡位置时便产生闪光,由于频闪现象,可从相位差读盘上看到刻度线似乎静止不动的读数(实际有机玻璃F上的刻度线一直在匀速转动),从而读出相位差数值。

为使闪光灯管不易损坏,采用按钮开关,仅在测量相位差时才按下按钮。

【实验内容与步骤】1.实验准备按下电源开关后,屏幕上出现“世纪中科”界面,稍后屏幕上显示如图33-6 A“按键说明”字样。

2.选择实验方式:按确认键,再按“”键选定单机模式。

T'的对应值的测量3.自由振荡——摆轮振幅θ与周期图33-6 实验界面T'的关系。

按确认键,(1)自由振荡实验的目的,是为了测量摆轮的振幅θ与周期显示如图33-6 B 所示的实验类型(即实验步骤),默认选中项为自由振荡,字体反白为选中。

再按确认键显示:如图33-6 C。

(2) 用手转动摆轮160”键或“”键,测量状态由“关”变为“开”160°-50°(振幅小于160°测量开,小于50°测量自动关闭)。

测量显示关时,此时数据已保存。

(3)查询实验数据,可按“”键,选中回查,再按确认键如图33-6 D ,表示第一次记录的振幅ο1340=θ,对应的周期T=1.442秒,然后按“有记录的数据,填入表33-1内。

回查完毕,按确认键,返回到图33-6 C 状态。

若进行多次测量可重复操作。

自由振荡完成后,按“,选中返回,再按确认键回到前面图33-6 B 进行其它实验。

4. 测定阻尼系数β在图33-6 B 状态下,可按“键,选中阻尼振荡,按确认键显示阻尼:如图33-6 E 。

阻尼分三个档次,阻尼1最小,根据自己实验要求选择阻尼档,按确认键显示:如图33-6 F 。

提示:首先将角度盘指针F 放在0°位置,用手轻轻转动摆轮160°左右。

按”键或 “”键,测量由“关”变为“开”并记录数据,仪器记录十组数据后,测量自动关闭。

阻尼振荡的回查同自由振荡类似,请参照上面操作。

从液晶窗口读出摆轮作阻尼振动时的振幅数值1θ、2θ、3θ……n θ,利用公式n 0)nT t (0t 0ln T n ee ln θθ=β=θθ+β-β- (33-8) 求出β值,式中n 为阻尼振动的周期次数,n θ为第n 次振动时的振幅,T 为阻尼振动周期的平均值。

此值可以测出10个摆轮振动周期值,然后取其平均值。

5. 测定受迫振动的幅频特性和相频特性切记:在进行强迫振荡前必须先做阻尼振荡,否则无法实验。

(1) 仪器在图33-6 B 状态下选中强迫振荡,按确认键显示:如图33-6 G 默认状态选中电机。

(2) ”键或 “”键,让电机启动。

此时保持周期为1,仔细观察,待摆轮和电机的周期相同,特别是振幅已稳定,变化不大于1,表明两者已稳定了,如图33-6 H ,方可开始准备测量。

(3) ”键或 “”键把周期由1(如图33-6H )改为10(如图33-6I ),(目的是为了减少误差,若不改周期,测量无法打开)。

再选中测量,按下“ “33-6I )。

一次测量完成,显示测量关后,读取摆轮的振幅值及其周期。

再按闪光灯开关测定受迫振动位移与强迫力矩之间的相位差ϕ。

(4) 调节强迫力矩周期电位器,改变电机的转速,即改变强迫外力矩圆频率ω,从而改变电机转动周期。

电机转速的改变可按照ϕ∆控制在10°左右来定,要求进行11次以上的测量。

数据一并记入表33-3中。

注意:① 每次改变了强迫力矩的周期,都需要等待系统稳定约需2分钟,即返回到图33-6H 状态,等待摆轮和电机的周期相同,然后再进行测量。

② 在共振点附近由于曲线变化较大,因此测量数据相对密集些,此时电机转速极小变化会引起ϕ∆很大改变。

电机转速旋钮上的读数是一参考数值,建议在不同ω时都记下此值,以便实验中快速寻找要重新测量时参考。

强迫振荡测量完毕,按“”键,选中返回,按确定键,重新回到图33-6 B 状态。

6. 关机在图33-6 B 状态下,按住复位按钮保持不动,几秒钟后仪器自动复位,此时所做实验数据全部清除,然后按下电源按钮,结束实验。

【注意事项】1. 实验前必须先弄清各按钮、开关的位置及功能;实验中动作要轻,尽量避免外界的干扰。

2. 在作强迫振荡实验时,须待电机与摆论的周期相同(末位数差异不大于2)即系统稳定后,方可记录实验数据。

且每次改变了强迫力矩的周期,都需要重新等待系统稳定。

3. 因为闪光灯的高压电路及强光会干扰光电门采集数据,因此须待一次测量完成,显示测量关后,才可使用闪光灯读取相位差。

【数据记录和处理】1. 摆轮振幅θ与周期0T '关系。

表33-1 振幅θ 与周期T ' 关系2. 阻尼系数β的计算利用公式(33-9)对所测数据(表33-2)近似用逐差法处理,求出β值。

5i ilnT 5+θθ=βΘ)(ln T 515i i +θθ=β∴ (33-9) 式中,i 为阻尼振动的周期次数,i θ为第i 次振动时的振幅。

10T = 秒 T = 秒 β = 秒-12. 幅频特性和相频特性测量表33-3 幅频特性和相频特性测量数据记录表以T为横轴,为纵轴,用mm格坐标纸,按作图法处理数据要求,绘制-T幅频特性曲线,由幅频特性曲线,参考表33-3中ϕ,确定T0的近似值 T0 = 秒。

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