示波器的原理与应用,声速测量.doc

实验2 示波器的原理与应用仪器使用见课本P35-39页之附录2-A和附录2-B.五实验数据记录和数据处理 见课本P34页【预备问题】1从CH1通道输入1V、1KHz正弦波，如何操作显示该信号波形？（看P30五个要点口诀）提示：调节亮度、聚焦、位置和位置旋钮指针垂直居中，按“AUTO”、“A”和“CH1”工作显示方式键，调节CH1通道的Y轴偏转因数“VOLTS/DIY”和水平扫描速率“TIME/DIV”，使波形大小适中（即波形显示23个周期、峰峰幅度45格)，按“source”键置CH1或VERT触发，旋转“TRI LEVER”旋钮使波形触发同步显示稳定。2当波形水平游动时，如何调节使波形稳定？提示1：按“source”键置VERT，调节TRI LEVER旋钮触发同步使波形稳定。提示2：（关闭“MAG”X轴放大，消去“TV”所有触发信号，选择“触发耦合COUPLE”为“AC”触发耦合，）根据波形输入通道，选择触发同步的“触发源source”置“VERT”，调节触发电平“TRIG LEVEL”，使其左下指示灯“TRIGD”亮，则波形稳定。3如何测量波形的幅度、周期和频率？ （写出间距法的测量公式）提示：（P33）用屏幕上的刻度尺分别测出波形峰峰（峰位到谷位）的垂直距离y和波形一个周期的水平距离x，则峰峰电压UPP= y（cm）偏转因数k（V/cm），周期T= x (cm) 扫描速度p（ms/cm），频率f =1/T（Hz）4调节什么旋纽使李萨如图稳定？提示：示波器在“x-y”工作方式时“触发同步”调节不起作用；李萨如图的稳定性与Y、X两路正弦信号的频率比有关，调节两路信号的频率比为简单的整数比，李萨如图才会稳定。【思考题】1当示波器出现下面不良波形时，请选择合适的操作方法，使波形正常。（1）波形超出屏幕： ；（2）波形太小： ；（3）波形太密： ；（4）亮点，不显示波形： 。可选填：调大“偏转因数（VOLTS/DIV）”；调小“偏转因数”；调大“扫描速率（TIME/DIV）”；调小“扫描速率”；水平显示置“A”（常规）方式；水平显示置“X-Y”方式。2观察李萨如图时，要改变图形的垂直大小，应调节 CH2 通道的“偏转因数（VOLTS/DIV）”；要改变图形的水平大小，应调节 CH1 通道的“偏转因数（VOLTS/DIV）”；要改变图形的垂直位置，应调节 CH2 通道的“垂直位移（POSITION）”。（可选填：CH1，CH2）。I：1V/cm 2：5V/cm1ms/cm CH1I：1V/cm3用示波器测得的CH1（X）信号的波形如下面左图所示，CH1（X）信号与CH2（Y）信号合成的李莎茹图如下面右图所示，示波器屏幕上已显示了必要的参数，图中每1大格为1cm。请回答下列回题： （1）CH1通道的偏转因数（VOLTS/DIV）为 1 V/cm，CH1（X）信号的UPP为 6.0cm1V/cm =6.0 V；（2）扫描速率（TIME/DIV）为 1.0 ms /cm，CH1（X）信号的周期为 5.0 cm1 ms /cm =5.0 ms，CH1（X）频率为 1/5.0ms=200 Hz；（3）CH2（Y）信号的频率为 100 Hz。（图中Nx =1，Ny,=2，fy =fxNx /Ny=200 /2=100Hz）图 4用示波器测量图中的波形，要改正垂直方向幅度太小、水平方向幅度太大的现象，应将“偏转因数”要调 、调大“扫描速率”要调 。（可选填：大或小）实验6 声速测量 （数据处理参考格式，以下要求写出数据计算式子）五实验数据记录和数据处理 1驻波振幅极值法测量声速 （温馨提示：红字部分为预习时的表格，原始数据记录卡必写，实验报告也要写）谐振频率fo = kHz，f = 0.01 Hz 表1 振幅极大值位置测定法测量声速的测量数据 （读数鼓轮l =0.01mm）序号123456li（mm）序号789101112li（mm）逐差法li=li+6-li (mm)i=li+6-li（mm）备注：li为峰值时接收器位置； li+6-li为6个半波长的距离，故 用逐差法计算声速测量值 （以下待入数据计算） 代入数据的计算式 = （mm），其它li同理计算记录于上表。 代入数据的计算式 = （mm） ，其它i同理计算记录于上表。 代入数据的计算式 = （mm） 声速的测量值 代入数据的计算式 = （m/s）计算测量不确定度 （必做内容）= = mm，= = （mm）， 而 声速的相对不确定度100%= = ，则声速的不确定度= = （m/s）室温t= ，查表：空气中声速理论值为 v理= = （m/s）声速的测量值与理论值比较的百分误差 。 （必做内容）2相位法测定声速谐振频率fo = kHz，f = 0.01 Hz 表2 相位法测量声速的测量数据表 （读数鼓轮l =0.01m m）（每隔测一次）序号123456li（mm）序号789101112li（mm）逐差法li=li+6-li (mm)i=li+6-li（mm）备注：l i为同相位时接收器位置，则li+6-li 为6的距离。 = = （mm） 声速测量值 = （m/s） ，计算测量不确定度 （必做数据处理）= = （mm） ，= = （mm）而 ，相对不确定度= 100%= ，则 = = （m/s）实温t= ，查表：空气中声速理论值为 v理= = （m/s）声速的测量值与理论值比较的百分误差 = %。 （必做内容）六.实验结果1驻波振幅极值法测量声速声速v=（ ）m/s，相对不确定度Eu= % （P=68%）室温t= ，与理论值为 v理= = （m/s）比较，声速的测量相对误差E= %。2相位法测定声速声速v=（ ）m/s，相对不确定度Eu= % （P=68%）室温t= ，与理论值为 v理= = （m/s）比较，声速的测量相对误差E= %。七分析讨论 1、实验注意事项；2、引起误差的主要原因及对实验结果的影响分析；3、通过实验所取得的收获及对实验过程与结果的评价；4、实验方法或实验装置的改进建议。八思考题 P56页 自选做2题，抄题做在实验报告上1、提示：参阅课本实验原理。2、提示：是声压变化波形。3、提示：由于声波在实际介质中传播时，由于扩散、吸收和散射等原因，会随着离开声源的距离增加而自身能量逐渐减弱。这种减弱与传播距离、声波频率和界面等因素有关，所以，声压振幅随距离的增长而衰减。预备问题 P52页 自选做2题，抄题做在预习报告上 1、提示：压电换能器应用逆压电效应产生超声