动态物理过程的实时测量实验(原理,过程,思考题,数据处理).ppt

华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology,动态物理过程的实时测量,物理实验中心网址: 202.120.99.174,实验指导教师：E11吴小红 F11钟菊花,华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology,注意思考问题,本实验测量哪些动态物理过程?,何谓动态物理过程?,如何实现实时测量?,RC串联电路暂态过程时，时间常数如何选择?,何谓半衰期？如何得到？,热敏电阻温度曲线的测量中，如何将电阻和温度信号转换成电压信号进行测量？各参数如何选取？,华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology,RC串联电路暂态过程,充电过程：当开关K拨向1时，电源通过电阻R对电容C进行充电，直到稳定状态； 放电过程：把开关K拨向0，此时电容C通过R放电,RC充放电电路,RC充放电曲线,华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology,表征 RC串联电路的物理参数,在放电过程中，U(c)下降到初始值的一半所需的时间，定义为半衰期T1/2 反映暂态过程快慢 时间常数 ,RC充放电曲线,RC充放电电路,华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology,热敏电阻的RT曲线,热敏电阻PTC的温度特性曲线,10 ,106 ,110 0C,华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology,实验内容和具体要求,自行设计3组不同参数的RC组成的串联电路,并用计算机采集其充放电曲线，将数据保存为.xls格式文件 研究RC串联电路充放电规律：将所测得的3组数据，用计算机作图软件进行拟合处理，得到经验式，并与理论推导的规律进行比较，得出相应参数，分析误差原因。 根据每一组充放电数据描绘相应的充放电曲线，从曲线中读取T1/2，由此计算时间常数及电容值，并与RC测试仪测出的电容值进行比较。 设计合理的实验方法，测量热敏电阻的温度特性曲线(合理选择数据点进行记录,并将采集的电压值转换为相应的电阻与温度值)。,华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology,电源1,电源2,控制选项,恒定5V 输出,实验仪器电源使用,双路稳压稳流源,华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology,实验仪器 LabCorder数据采集分析仪,它由计算机、外置数据采集器和数据采集分析软件三部分构成，是一个集计算机、数据采集、记录、分析和结果显示为一体的的多功能智能仪器。 外置数据采集器上设计有两路模拟量采集通道，输入信号幅度可经模入接口卡中的高性能仪用放大器调到1、10、100、1000等合适的放大倍数，保证最佳转换精度,华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology,设定温度,炉内温度,温度设定,升温电压调节 200V,智能温控辐射式加热器,加热炉升温: 室温-1400C,散热,华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology,5s20s 3组不同的RC,实验电路(一) RC串联电路充放电过程研究,0 1,Ch1,本实验不使用区域,Ch2,电阻箱,双路稳压稳流源,不使用,470F,采集3组充放电数据，将数据保存为.xls格式文件,保存文件名建议用自己学号命名,便于查取.(保存在D:439),华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology,LabCorder数据采集分析仪数据导出,华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology,数据处理,采集3组充放电数据，将数据保存为.xls格式文件,保存文件名建议用自己学号命名,便于查取.(保存在D:439) 用Excel软件编辑处理数据 用Origin软件作图并进行曲线拟合 读取并记录数据结果(T1/2以及三组充放电曲线的拟合方程)。,华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology,实验电路 (二) 测量热敏电阻的温度特性曲线,Ch1,本实验不使用区域,Ch2,Ch1: AD590温度传感器 给出温度信号； Ch2：热敏电阻回路给出 电阻阻值变化信号,5000欧,4V,4V,1,华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology,实验仪器 LabCorder数据采集分析仪,数据处理,用坐标纸描绘热敏电阻PTC的温度特性曲线(合理选择数据点进行记录,并进行数据处理),(T为摄氏温度),先测电源电压E,1,AD590 I=(273+T)A,华东理工大学物理实验教学中心 East China University of Science and Technology,注意事项,打开电源开关前或实验结束时,将电源电压与电流调节旋钮逆时针旋到底。 各电路元件在测量时，接地点应和仪器的接地点一致。 电源不可短路