测量装置动态特性测定实验.doc

实验一 测量装置动态特性测定实验A. 一阶系统时间常数的测定一、实验目的1、掌握一阶系统时间常数测定方法；3、熟悉有关仪器、设备的使用。二、实验原理温度测量在工程测试中是一个很重要的参数。由于测量仪表的指示和记录部分是具有一定质量的弹性系统或是由各种电气元件所组成的电气系统，这些系统不可避免地存在着“惯性”和“阻尼”，要推动记录元件势必消耗一定能量，因而出现种种滞后现象。在用温度计测量温度的变化时，仪表的指示值有经过一定的时间才逐渐接近被测介质的温度，这个时间的滞后称之为“时滞、滞后或滞延”。温度计的时滞由以下两种情况形成： (1)感温器的热惯性 (2)指示仪表的机械惯性及阻尼 本实验指感温器本身时间常数的测定。 衡量感温器时滞大小的时间量为时间常数，它是指温度计从温度为T1的恒温器中插入温度为T2的恒温器中这一刻开始，直到温度计的温度达到T2温度的63.2时为止所需的时间。对于热电偶测温系统来讲，这时间还包括了指示或记录仪表的时滞。由于实验仪表所选仪表的灵敏度足够大，这一部分常忽略不计。当热电偶的温度从温度T1突然增加到T2时，热电势值的变化必然是时间的函数，设温度T1时热电势为V1，温度T2时热电势为V2，那么式中：时间常数。三、实验仪器和用具镍铬镍硅（分度号）传感器、XWC100型电子电位差计、FN101A型鼓风乾燥箱、交流稳压电源。四、实验步骤 1、按操作程序，接通各仪器电源，预热电子电位差计，选择电子电位差计的走纸速度（1200mmh），将干燥箱的温度定在某一温度T1（130）下，加热升温； 2、将热电偶传感器测量端插入干燥箱内一起加热，待干燥箱温度恒定在T1 时，打开电子电位差计的记录开关，此时记录纸缓慢移动； 3、将热电偶传感器迅速从干燥箱内抽出来裸露在空气中，此时电子电位差计的记录笔与指针将分别记录传感器温度时间变化曲线，同时指示相应的温度值，待传感器与室温(T2 )空气热平衡后（记录曲线约十分钟），并关掉记录开关；4、剪断记录纸进行数据处理，计算时间常数；5、按上述实验步骤测量热电偶在机油中时间常数五、实验分析及结论1、分析实验过程中产生误差的因素； 2、求出热电偶传感器的时间常数。六、注意事项1、干燥箱的温度定在某一温度T1下，加热升温，要待恒温后方可进行实验；2、将传感器从干燥箱内抽出来裸露在空气中的动作一定要迅速。七、思考题 1、连续测量三次，分析其测量误差；2、将测量介质换成机油，测定此时的时间常数，并分析此时影响值的因素。B 光线示波器振子特性实验一、实验目的 通过对SC20型示波器振子特性的测定，了解振子的动态特性及其对测量结果的影响，比较电子示波器和光线示波器的动态特性。 二、实验装置与设备 1、SC20光线示波器 2、XJ1631型数字函数信号发生器 3、XJ4312型二踪示波器 三、实验方法步骤 1、熟悉试验仪器(1)、由指导老师介绍实验仪器外部构件及其功能和操作方法； (2)、对照实物，弄清本实验用仪器各旋扭，开关指示标记的作用。 SC20型示波器是一种通用的光线示波器，它常常用于记录各种电量和非电量的过程。广泛应用在电气、车辆、船舱、机械、土木建筑工程、勘察、医学、国防等部门中。 在电量方面：测量交直流电压、电流、功率的瞬时过程，波形分析等。 在非电量方面：配合各转换器后，可测量应力、应变、位移、振动、转速、力矩、加速度、流量、心电图等。 SC20型示波器主要特点是记录线数较多，为10及16线，能用宽120 毫米柴外线记录张直接记录，不必暗室操作；亦能用35毫米宽的电影胶卷缩小五倍后拍摄记录，便于复印及记录。能用大振动子、功率振动子、示波器装有格线、闪光时标、波形扫描观察装置，遥控接触点标记，光点开关等，使用非常方便。 XJ4312是一种便携式通用示波器，它具有二个Y通道可同时测量二个信号，Y放大器频带宽度为020MHz，偏转因数5mv/div；扩展X5偏转因数可达1mv/div，扫描时基系统。最高扫速0.2ms/div扩展X10可20ns/div。 XJ4312示波器具有体积小、重量轻、耗电省、构造新颖、操作方便等特点。2、振子幅频特性实验 (1)、选F111200振子，插入合适振子座内，并将振子开关关闭； (2)、将XJ1631型数字函数信号发生器频率档级调至1kz，调节频率调节开关，使输出频率为50HZ； (3)、接通光线示波器电源； (4)、起动水银灯，调好光点亮度及位置； (5)、联接XJ1631型数字函数信号发生器输出到光线示波器和电子示波器输入通信； (6)、XJ4312型二踪示波器在接通电源前各旋扭位置应在：辉度：至于中心位置； t/dw扫速开关，置于中档扫速档。 y轴增益微调和x轴扫描微旋扭顺时针旋到底（即校正位置），触发生选择开关置于“DC“位置； (7)、接通电子示波器电源，预热3 分钟，调整好辉度及取聚焦； (8)、接通信号发生器电源； (9)、逐渐加大信号发生器输出电压（不超过4V）亦适当调节振子开关，使16线示波器光点，摆幅为40mmm； (10)、同时调节电子示波器，y轴“位移”，x轴“位移”。以侠波形在合适位置； (11)、调节扩大选择V1d:V输入衰减器开关（偏转因数开关），使y 轴波形幅值为20mm； (12)、逐步加在信号发生器输出信号频率直至2000HZ，分别记录每种频率及其对应的光点摆幅，记录电子示波器上波形幅值。注意相应信号发生倍输出电压应保持不变。 (13)、选取FC11500振子，插入一另一振子插座，改变信号发生器输出频率，由20HZ开始直至波幅减少50，重复上述过程。 3、方波响应 (1)、XJ1631型数字函数信号发生器输出频率为20HZ的方波，并用XJ4312型二踪示波器观察波形； (2)、将F11-1200振子和FC11-5000振了并联，通过改变振子开关位置和XJ1631型数字函数信号发生器输出电压，使两个光点在16线示波器上摆幅尽量相等，其最大值为30mm。 (3)、将纸速调到2500 mm/s拍摄定长范围到0.2S。(4)、按下并锁住电机按钮起动电动机，按下拍摄按钮进行拍摄。(5)、将输出记录约在日光下或阳光下二次曝光，即得方波输出波形。 四、实验报告 1、将二种振子对正弦及方波信号的有关数据填入下表 振子型号： 序号输入频率HZ记录峰值mm频率比f/fo幅值比A/Ao 其中：f讯号发生器输出频率； f0振子固有频率； A不同频率下输出波峰值； Ao 输入为直流，即f0时的输出波峰值，此处取 f