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文档简介

双光栅测量微弱振动位移量 大学物理实验教学中心 精密测量在自动化控制的領域里一直扮演着重要的角色 其中光电测量因为有较佳的精密性与准确性 加上轻巧 无噪音等优点 在测量的应用上常被采用 作为一种把机械位移信号转化为光电信号的手段 光栅式位移测量技术在长度与角度的数字化测量 运动比较测量 数控机床 应力分析等领域得到了广泛的应用 多普勒频移物理特性的应用也非常广泛 如医学上的超声诊断仪 测量海水各层深度的海流速度和方向 卫星导航定位系统 音乐中乐器的调音等 双光栅微弱振动测量仪在力学实验项目中用于音叉振动分析 微振幅 位移 测量和光拍研究等 实验目的 了解利用光的多普勒频移形成光拍的原理并用于测量光拍拍频 学会使用精确测量微弱振动位移的一种方法 应用双光栅微弱振动测量仪测量音叉振动的微振幅 仪器介绍 点击播放 仪器操作 点击播放 实验内容 1 认真研读书上 实验原理 部分 预习 示波器的应用 熟悉双踪示波器的使用方法 2 将示波器的Y1 Y2 X外触发输入端接至双光栅微弱振动测量仪的Y1 Y2 X的输出插座上 开启各自的电源 3 几何光路调整 小心取下 静光栅架 不可擦伤光栅 稍稍松开激光器顶部的锁紧手轮 用手小心地上下左右搬动激光器 让光束从安装静止光栅架的孔中心通过 调节光电池架手轮 让某一级衍射光正好落入光电池前的小孔内 锁紧激光器 4 双光栅调整 小心地装上 静光栅架 静光栅尽可能与动光栅接近 注意不可让它们相碰 用一白纸作为观察屏 放于光电池架前观察光斑 慢慢转动光栅架 仔细观察调节 使得两个光束尽可能重合 去掉观察屏 轻轻敲击音叉 调节示波器 配合调节激光器输出功率 应看到很漂亮的拍频波 5 音叉谐振调节 先将 功率 旋钮置于6 7点钟附近 调节 频率 旋钮 500附近 使音叉谐振 调节时用手轻轻地按音叉顶部 找出调节方向 如音叉谐振太强烈 将 功率 旋钮向小钟点方向转动 使在示波器上看到的内光拍的波数为15个左右 记录此时音叉振动频率 屏上完整波的个数 不足一个完整波形的首数及尾数值以及对应该处完整波形的振幅值 6 测出外力驱动音叉时的谐振曲线 固定 功率 旋钮位置 在音叉谐振点附近 小心调节 频率 旋钮 测出音叉的振动频率与对应的信号振幅大小 记录下数据 数据处理 求出音叉谐振时光拍信号的平均频率 求出音叉在谐振点时作微弱振动的位移振幅 在坐标纸上画出音叉的频率 振幅曲线 作
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