新 现代仪器设计 实验指导.doc

现代仪器设计基础实验指导书适用专业: 测控技术与仪器 课程代码: 8426830 总学时: 40 总学分: 3 编写单位: 电气信息学院 编 写 人: 靳斌 陈高燕 审 核 人: 审 批 人: 批准时间: 年 月 日实验一：温控箱控温和数据记录实验预备知识前门把手通风开关电源开关温控表恒温箱1、使用方法1.把需要干燥的物品放入干燥箱内，上、下四周应留存一定的空间，保持工作室气流畅通，关好箱门。2.根据不同的物品的潮湿程度，选择不同的干燥时间，如果被干燥的物品比较的潮湿，可以打开风门，使箱内潮湿空气排出。3.操作方法： 开启电源：等待约18秒钟，等列表盘上下排数显位置全部显示出数值为止。设定工作温度：快速点击SET键一次，此时上排显示SP，再按或键，把下排的数值调节成你需要的温度数值，再次按SET键两次，此时上排的显示为箱内的实际温度，下排为你设定的温度，烘箱自动加热至设定的温度后自动恒温。定时：快速点按SET键两次，此时上排的显示为ST，下排为O，再次按或键，把下排的数值调节成你需要的定时时间，单位为分钟。再次按SET键一次，烘箱开始加热。如果采用定时功能，达到定时时间时，仪表会蜂鸣4次以示提醒，并停止加热。若不需要定时，应把定时时间设定为0即可。一般情况下不得进行以下操作：开始加热，箱内温度到达设定温度时，其温度往往会继续上升，这是余热影响，此现象约半小时后趋于稳定。如果温度过冲太大，请进行仪表自整定，操作如下：开关打开后，设定好你需要的温度，此时烘箱开始加热。按SET键约20秒，AT灯闪烁，仪表开始自整定，自整定结束后AT灯自动熄灭。仪表自己得出一组能克服超温的PID参数。仪表能将新参数自动控制恒温。在自整定过程中，按或键20秒后AT灯灭，自整定停止，仪表按原来的PID参数进行控制，自整定时不要进行定时操作。2、内部接线3、注意事项1.干燥箱应放于室内干燥的水平处，应在供电线路中安装含保险的开关，供此箱专用。为保证干燥箱的安全使用，箱体外壳一定要可靠的接地。2.干燥箱应放在具有良好通风条件的室内，四周应无易燃易爆的物品，并离其他物品必须有最少50cm的空间。3.此箱为非防爆干燥箱，禁止放入易燃、易爆及挥发性的试品。4.箱内物品放置切勿过挤，必须留出空间，以利于热空气循环。5.箱内外应经常保持清洁，长期不用应做防尘罩，并放在干燥的室内。6.不可以任意拆卸下干燥箱底版，扰乱或者改变线路，该箱发生故障时可以按线路图逐一检查。4、数显温控仪使用说明书1、操作方法点击SET键，银屏显示SP，然后按下和移位键，修改所需要的值，再按下SET键，银屏显示SE为时间设定状态。通过和移位键，修改所需要的值，再按SET键保存并退出设定状态。当时间设为0时，表示没有定时功能，当设定时间不为“0”时，显示窗口下排的最后一位小数点亮，等测量温度达到设定的温度后，定时器开始计时，点亮的小数点闪烁，时间到运行结束，显示窗口下排显示SEd，蜂鸣器鸣叫30秒。按键4秒钟，程序重新开始运行，蜂鸣器鸣叫时，可用键消音。1、 温度内部参数长按SET键，出现密码提示符LC，通过或键修改密码为“3”，点击SET键，进入到温度内部参数设定状态，点击SET键可以修改各个参数，再长按SET键3秒，可以退出此状态，参数自动保存。若30秒内无任何键按下，自动退出此状态，当前参数不保存。参数提示参数名称参数功能说明参数LC密码LC=3时，可查看并修改参数0P比例带时间比例作用调节，减小P，可以加快加热输出，增加P可以减小超调8.050.0AL超稳偏差报警当PVSP+AL时，蜂鸣器响，断开加热输出0.020.0Pb零位调整可用来修正传感器测量时产生的误差0.0PK满度调整实际温度出现偏差时可调整该值0rH量程温度测量，设定的最大值300.0一、实验目的：掌握温控箱的原理。掌握温控箱的使用方法。掌握温控箱的控温方法。记录温度随时间增长数据，绘制温度-时间曲线。分析温控箱的控温方法。二、实验原理及线路： 见预备知识。三、实验仪器设备：温控箱、计时器具。四、实验内容及步骤：1、观察刚开机时温控器的显示数据。2、按照预备知识设定温度到50度，开始定温控制。3、一旦退出温度设定，立刻开始记录温度和时间。一直记录到温度达到50度（误差0.2度以内且绿灯闪烁），并稳定5分钟以上。再设定温度到0度，（这时会报警按会取消报警）记录温度下降的过程。1分钟记录1组数据。4、以时间为横坐标，温度为纵坐标，在EXECL中绘制曲线。分析温度上升的过程。思考题：1、从绘制的时间-温度曲线，分析温度控制的方法。2、如何编制温度控制的程序？3、如何保证和提高温度控制的精度？实验二：控温箱数据采集和线性回归数据处理实验一、实验目的：掌握VF变换器的实验数据的处理方法，用线性回归法，判断其线性度。掌握KEIL C 编程和uVersion 的调试技术，掌握线性回归的编程方法。二、实验原理：设定线形方程为： (1)0次系数 (2)1次系数 (3)线性相关系数 (4)三、实验仪器设备：KAIL C 软件 和 PC机。四、实验内容及步骤：1、打开uVersin 2开发编程环境和调试环境，COPY HELLO目录进行修改程序。2、按照(2),(3),(4)式，编制程序，计算b0，b1，r。3、并且把计算的b0，b1代入(1)式，计算测量的输出电压与计算的输出电压的误差。五、示例源程序#include /* prototype declarations for I/O functions */#include math.h#ifdef MONITOR51 /* Debugging with Monitor-51 needs */char code reserve 3 _at_ 0x23; /* space for serial interrupt if */#endif /* Stop Exection with Serial Intr. */ /* is enabled */*-The main C function. Program execution startshere after stack initialization.-*/ float b0,b1,Gama,ThiGema;xdata float XBuffer40=2000.07,2000.05,2000.09,2000.06,2000.08, 2000.07,2000.06,2000.05,2000.08,2000.06,2000.07 ;xdata float YBuffer40=76.3,77.8,79.75,80.8,82.35,83.9,85.1;/7ge void main (void) float X40,Y40,Error40; int i; float xmean=0,ymean=0;/x输入数据 频率 均值,y 电压输出 均值 float x2mean=0,y2mean=0; /平方 的均值 float xy_sum=0; int N=9; int xBegin,XEnd; float temp1=0,temp2=0,temp3=0;/*-Setup the serial port for 1200 baud at 16MHz.-*/#ifndef MONITOR51 SCON = 0x50; /* SCON: mode 1, 8-bit UART, enable rcvr */ TMOD |= 0x20; /* TMOD: timer 1, mode 2, 8-bit reload */ TH1 = 221; /* TH1: reload value for 1200 baud 16MHz */ TR1 = 1; /* TR1: timer 1 run */ TI = 1; /* TI: set TI to send first char of UART */#endif/手工输入实验数据/X0=0, X1=1,X2=2,X3=3,X4=4,X5=5,X6=6,X7=7,X8=8;/Y0=0,Y1=10,Y2=20,Y3=30,Y4=40,Y5=50,Y6=60,Y7=70,Y8=80; for (i=0;i12;i+) / XBufferi=i; xBegin=0;/3; /线段的起始点 XEnd =12;/9; / 线段的 终结点 for(i=xBegin;iXEnd;i+ ) Xi-xBegin=XBufferi;/- xBegin; Yi-xBegin=YBufferi; N=XEnd-xBegin; for(i=0;iN;i+) xmean +=Xi;ymean +=Yi;x2mean += Xi*Xi;y2mean += Yi*Yi;xy_sum += Xi*Yi; xmean /=N;/ymean /=N; /平均值 x2mean /=N;y2mean /=N; /平方的平均值 b1 = ( xy_sum - N * xmean *ymean)/(N*x2mean - N *xmean*xmean); b0 = ymean - xmean * b1; for(i=0;iN;i+) temp1 += Xi-xmean temp2 += (Xi-xmean)2 /10 temp1 +=(Xi-xmean)*(Yi-ymean); temp2 +=(Xi-xmean)*(Xi-xmean); temp3 +=(Yi-ymean)*(Yi-ymean); gama = sqrt(temp2) Gama = temp1/(sqrt(temp2*temp3); temp1=0; for(i=0;iN;i+) Errori = (b0+b1*Xi) - Yi;printf(i= %d ,difference=%f n,i,Errori); /越小越好temp1 +=Errori*Errori; ThiGema = sqrt(temp1/(N-2); printf(b0 %f ,b1=%f n,b0,b1); /0阶系数 1阶 系数printf(ThiGema = %f n,ThiGema); /越小越好printf(Gama = %f n,Gama);/愈接近1 越好 while (1) ;六、实验结果（实验数据）：1、编译连接运行成功，向老师显示计算结果。2、并将实验结果写在实验报告。七、实验结果分析：1、 从线性相关系数说明什么？2、 从计算测量的输出值与计算的输出值的误差，说明什么？思考题： 能否采用2次、3次曲线拟合实验数据，精度会怎样？实验三：等精度和不等精度随机误差数据处理编程实验一、实验目的：掌握等精度和不等精度随机误差处理的公式，理解其含义。 按照实验2的编程模式，自行编写程序。掌握KEIL C 编程和uVersion 的调试技术。二、实验原理：等精度随机误差处理的公式：平均值 方差 平均值方差 算术平均值极限误差 不等精度随机误差处理的公式：多组不等精度测量的权值计算 整个测量结果的加权算术平均值为 x 其中三、实验仪器设备：KAIL C 软件 和 PC机。四、实验内容及步骤：仿照实验2的例程，自行编写程序。等精度随机误差处理算例5次电流等精度测量：（单位：mA）168.41，168.54，168.59，168.40，168.50不等精度随机误差处理算例气压读数：102523.85，102391.30，102257.97，102124.65，101991.33，101858.01其权各为：1， 3， 5， 7， 8， 6五、实验结果（实验数据）：1、计算结果，向老师显示演示。2、并将实验结果写在实验报告。思考题：平均值方差为什么比单词测量方差小？实验四：