【#心得体会范文# #示波器的使用心得体会(精选十四篇)#】随着个人的素质不断提高,报告与我们的生活紧密相连,我们在写报告的时候要避免篇幅过长。写起报告来就毫无头绪?下面是好查范文网小编收集整理的示波器的使用实验报告,仅供参考,大家一起来看看吧。
测量学首先是一项精确的工作,通过在学校期间在课堂上对测量学的学习,使我在脑海中形成了一个基本的,理论的测量学轮廓,而实习的目的,就是要将这些理论与实际工程联系起来,这就是工科的特点。测量学是研究地球的形状和大小以及地面点位的科学,从本质上讲,测量学主要完成的任务就是确定地面目标在三维空间的位置以及随时间的变化。在信息社会里,测量学的作用日益重要,测量成果做为地球信息系统的基础,提供了最基本的空间位置信息。构建信息高速公路、基础地理信息系统及各种专题的和专业的地理信息系统,均迫切要求建立具有统一标准,可共享的测量数据库和测量成果信息系统。因此测量成为获取和更新基础地理信息最可靠,最准确的手段。作为园林设计专业的学生,我们要学习测量的各个方面。测绘学基础就是这些专业知识的基础。一次测量实习要完整的做完,单单靠一个人的力量和构思是远远不够的,只有小组的合作和团结才能让实习快速而高效的完成。而这些,就是在测量之外所收获的了。小组成员的合作很重要,实习小组的气氛很大程度上影响实验的进度。在去测绘之前,所有人的热情都相当高,不仅仅是对测绘的外业感兴趣,更多的是对室外工作的向往。但在经历了太阳的曝晒,我们的热情已被疲劳所掩盖。对于测量来说,确实没有一个人的英雄,只有做好合作——包括本小组内部和各小组之间,才能保质保量地完成任务。
【实验题目】示波器的原理和使用
【实验目的】
1.了解示波器的基本机构和工作原理,掌握使用示波器和信号发生器的基本方法。
2.学会使用示波器观测电信号波形和电压副值以及频率。
3.学会使用示波器观察李萨如图并测频率。
【实验原理】
1.示波器都包括几个基本组成部分:
示波管(阴极射线管)、垂直放大电路(Y放大)、水平放大电路(X放大)、扫描信号电路(锯齿波发生器)、同步电路、电源等。
2.李萨如图形的原理:
如果示波器的X和Y输入时频率相同或成简单整数比的两个正弦电压,则荧光屏上将呈现特殊的光点轨迹,这种轨迹图称为李萨如图形。
如果作一个限制光点x、y方向变化范围的假想方框,则图形与此框相切时,横边上的切点数nx与竖边上的切点数ny之比恰好等于Y与X输入的两正弦信号的频率之比,即fy:fx=nx:ny。
【实验仪器】
示波器×1,信号发生器×2,信号线×2。
【实验内容】
1.基础操作:
了解示波器工作原理的基础上阅读所用机器的说明书,了解每个旋钮的作用。其中最主要也是经常使用的旋钮为横向和纵向两个。横向旋钮是控制扫描时间的旋钮,调节时表现为荧光屏上显示波形发生横向的压缩或展开;纵向旋钮是调节垂直放大电路的旋钮,调节时表现为荧光屏上显示波形发生纵向的展开或压缩,次旋钮为两个,分别控制示波器的两个输入信号。
明确操作步骤及注意事项后,接通示波器电源开关。先找到扫描线并调至清晰。
2.观测李萨如图形:
向CH1、CH2分别输入两个信号源的正弦波,“扫描时间”的“粗调”旋钮置于“X-Y”方式(即使两路信号进行合成)。调出不同比值的李萨如图形来,画出草图,并分析图形的特点与两个信号频率之间的关系。绘出所观察到的各种频率比的李萨如图形。
设fx=1000Hz为约定真值,依次求出另一信号发生器的输出频率fy,并与该信号发生器读数值f′y进行比较,一一求出它们的相对误差。
【实验数据】
【实验结果】
【误差分析】
1.两台信号发生器不协调。
2.桌面振动造成的影响。
3.示波器上显示的荧光线较粗,取电压值时的荧光线间宽度不准,使电压值不准。
4.取正弦周期时肉眼调节两荧光线间宽度不准,导致周期不准。
5.机器系统存在系统误差。
6.fy选取时上下跳动,可能取值不准。
相关知识
1 示波器工作原理
示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。
1.1 示波管
阴极射线管(CRT)简称示波管,是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示,电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内,构成了一个完整的示波管。
1.荧光屏
现在的示波管屏面通常是矩形平面,内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜,撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用,有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。
当电子停止轰击后,亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10%所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余辉,10μs—1ms为短余辉,1ms—0.1s为中余辉,0.1s-1s为长余辉,大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管,高频示波器选用短余辉,低频示波器选用长余辉。
由于所用磷光材料不同,荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管,以保护人的眼睛。
2.电子枪及聚焦
电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极,阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒,套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低,对阴极发射的电子起控制作用,一般只有运动初速度大的少量电子,在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔,奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低,则全部电子返回阴极,即管子截止。调节电路中的W1电位器,可以改变栅极电位,控制射向荧光屏的电子流密度,从而达到调节亮点的辉度。第一阳极、第二阳极和前加速极都是与阴极在同一条轴线上的三个金属圆筒。前加速极G2与A2相连,所加电位比A1高。G2的正电位对阴极电子奔向荧光屏起加速作用。
电子束从阴极奔向荧光屏的过程中,经过两次聚焦过程。第一次聚焦由K、G1、G2完成,K、K、G1、G2叫做示波管的第一电子透镜。第二次聚焦发生在G2、A1、A2区域,调节第二阳极A2的电位,能使电子束正好会聚于荧光屏上的一点,这是第二次聚焦。A1上的电压叫做聚焦电压,A1又被叫做聚焦极。有时调节A1电压仍不能满足良好聚焦,需微调第二阳极A2的电压,A2又叫做辅助聚焦极。
3.偏转系统
偏转系统控制电子射线方向,使荧光屏上的光点随外加信号的变化描绘出被测信号的波形。图8.1中,Y1、Y2和Xl、X2两对互相垂直的偏转板组成偏转系统。Y轴偏转板在前,X轴偏转板在后,因此Y轴灵敏度高(被测信号经处理后加到Y轴)。两对偏转板分别加上电压,使两对偏转板间各自形成电场,分别控制电子束在垂直方向和水平方向偏转。
4.示波管的电源
为使示波管正常工作,对电源供给有一定要求。规定第二阳极与偏转板之间电位相近,偏转板的平均电位为零或接近为零。阴极必须工作在负电位上。栅极G1相对阴极为负电位(—30V~—100V),而且可调,以实现辉度调节。第一阳极为正电位(约+100V~+600V),也应可调,用作聚焦调节。第二阳极与前加速极相连,对阴极为正高压(约+1000V),相对于地电位的可调范围为±50V。由于示波管各电极电流很小,可以用公共高压经电阻分压器供电。
1.2 示波器的基本组成
从上一小节可以看出,只要控制X轴偏转板和Y轴偏转板上的电压,就能控制示波管显示的图形形状。我们知道,一个电子信号是时间的函数f(t),它随时间的变化而变化。因此,只要在示波管的X轴偏转板上加一个与时间变量成正比的电压,在y轴加上被测信号(经过比例放大或者缩小),示波管屏幕上就会显示出被测信号随时间变化的图形。电信号中,在一段时间内与时间变量成正比的信号是锯齿波。
示波器的基本组成框图如图2所示。它由示波管、Y轴系统、X轴系统、Z轴系统和电源等五部分组成。
被测信号①接到“Y"输入端,经Y轴衰减器适当衰减后送至Y1放大器(前置放大),推挽输出信号②和③。经延迟级延迟Г1时间,到Y2放大器。放大后产生足够大的信号④和⑤,加到示波管的Y轴偏转板上。为了在屏幕上显示出完整的稳定波形,将Y轴的被测信号③引入X轴系统的触发电路,在引入信号的正(或者负)极性的某一电平值产生触发脉冲⑥,启动锯齿波扫描电路(时基发生器),产生扫描电压⑦。由于从触发到启动扫描有一时间延迟Г2,为保证Y轴信号到达荧光屏之前X轴开始扫描,Y轴的延迟时间Г1应稍大于X轴的延迟时间Г2。扫描电压⑦经X轴放大器放大,产生推挽输出⑨和⑩,加到示波管的X轴偏转板上。z轴系统用于放大扫描电压正程,并且变成正向矩形波,送到示波管栅极。这使得在扫描正程显示的波形有某一固定辉度,而在扫描回程进行抹迹。
以上是示波器的基本工作原理。双踪显示则是利用电子开关将Y轴输入的两个不同的被测信号分别
显示在荧光屏上。由于人眼的视觉暂留作用,当转换频率高到一定程度后,看到的`是两个稳定的、清晰的信号波形。
示波器中往往有一个精确稳定的方波信号发生器,供校验示波器用。
2 示波器使用
本节介绍示波器的使用方法。示波器种类、型号很多,功能也不同。数字电路实验中使用较多的是20MHz或者40MHz的双踪示波器。这些示波器用法大同小异。本节不针对某一型号的示波器,只是从概念上介绍示波器在数字电路实验中的常用功能。
2.1 荧光屏
荧光屏是示波管的显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线,指示出信号波形的电压和时间之间的关系。水平方向指示时间,垂直方向指示电压。水平方向分为10格,垂直方向分为8格,每格又分为5份。垂直方向标有0%,10%,90%,100%等标志,水平方向标有10%,90%标志,供测直流电平、交流信号幅度、延迟时间等参数使用。根据被测信号在屏幕上占的格数乘以适当的比例常数(V/DIV,TIME/DIV)能得出电压值与时间值。
2.2 示波管和电源系统
1.电源(Power)
示波器主电源开关。当此开关按下时,电源指示灯亮,表示电源接通。
2.辉度(Intensity)
旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可小些,高频信号时大些。
一般不应太亮,以保护荧光屏。
3.聚焦(Focus)
聚焦旋钮调节电子束截面大小,将扫描线聚焦成最清晰状态。
4.标尺亮度(Illuminance)
此旋钮调节荧光屏后面的照明灯亮度。正常室内光线下,照明灯暗一些好。室内光线不足的环境中,可适当调亮照明灯。
2.3 垂直偏转因数和水平偏转因数
1.垂直偏转因数选择(VOLTS/DIV)和微调
在单位输入信号作用下,光点在屏幕上偏移的距离称为偏移灵敏度,这一定义对X轴和Y轴都适用。灵敏度的倒数称为偏转因数。垂直灵敏度的单位是为cm/V,cm/mV或者DIV/mV,DIV/V,垂直偏转因数的单位是V/cm,mV/cm或者V/DIV,mV/DIV。实际上因习惯用法和测量电压读数的方便,有时也把偏转因数当灵敏度。
踪示波器中每个通道各有一个垂直偏转因数选择波段开关。一般按1,2,5方式从 5mV/DIV到5V/DIV分为10档。波段开关指示的值代表荧光屏上垂直方向一格的电压值。例如波段开关置于1V/DIV档时,如果屏幕上信号光点移动一格,则代表输入信号电压变化1V。
每个波段开关上往往还有一个小旋钮,微调每档垂直偏转因数。将它沿顺时针方向旋到底,处于“校准”位置,此时垂直偏转因数值与波段开关所指示的值一致。逆时针旋转此旋钮,能够微调垂直偏转因数。垂直偏转因数微调后,会造成与波段开关的指示值不一致,这点应引起注意。许多示波器具有垂直扩展功能,当微调旋钮被拉出时,垂直灵敏度扩大若干倍(偏转因数缩小若干倍)。例如,如果波段开关指示的偏转因数是1V/DIV,采用×5扩展状态时,垂直偏转因数是0.2V/DIV。
在做数字电路实验时,在屏幕上被测信号的垂直移动距离与+5V信号的垂直移动距离之比常被用于判断被测信号的电压值。
2.时基选择(TIME/DIV)和微调
时基选择和微调的使用方法与垂直偏转因数选择和微调类似。时基选择也通过一个波段开关实现,按1、2、5方式把时基分为若干档。波段开关的指示值代表光点在水平方向移动一个格的时间值。例如在1μS/DIV档,光点在屏上移动一格代表时间值1μS。
“微调”旋钮用于时基校准和微调。沿顺时针方向旋到底处于校准位置时,屏幕上显示的时基值与波段开关所示的标称值一致。逆时针旋转旋钮,则对时基微调。旋钮拔出后处于扫描扩展状态。通常为×10扩展,即水平灵敏度扩大10倍,时基缩小到1/10。例如在2μS/DIV档,扫描扩展状态下荧光屏上水平一格代表的时间值等于2μS×(1/10)=0.2μS示波器的标准信号源CAL,专门用于校准示波器的时基和垂直偏转因数。例如COS5041型示波器标准信号源提供一个VP-P=2V,f=1kHz的方波信号。
示波器前面板上的位移(Position)旋钮调节信号波形在荧光屏上的位置。旋转水平位移旋钮(标有水平双向箭头)左右移动信号波形,旋转垂直位移旋钮(标有垂直双向箭头)上下移动信号波形。
2.4 输入通道和输入耦合选择
1.输入通道选择
输入通道至少有三种选择方式:通道1(CH1)、通道2(CH2)、双通道(DUAL)。选择通道1时,示波器仅显示通道1的信号。选择通道2时,示波器仅显示通道2的信号。选择双通道时,示波器同时显示通道1信号和通道2信号。测试信号时,首先要将示波器的地与被测电路的地连接在一起。根据输入通道的选择,将示波器探头插到相应通道插座上,示波器探头上的地与被测电路的地连接在一起,示波器探头接触被测点。示波器探头上有一双位开关。此开关拨到“×1”位置时,被测信号无衰减送到示波器,从荧光屏上读出的电压值是信号的实际电压值。此开关拨到“×10"位置时,被测信号衰减为1/10,然后送往示波器,从荧光屏上读出的电压值乘以10才是信号的实际电压值。
2.输入耦合方式
输入耦合方式有三种选择:交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。当选择“地”时,扫描线显示出“示波器地”在荧光屏上的位置。直流耦合用于测定信号直流绝对值和观测极低频信号。交流耦合用于观测交流和含有直流成分的交流信号。在数字电路实验中,一般选择“直流”方式,以便观测信号的绝对电压值。
2.5 触发
第一节指出,被测信号从Y轴输入后,一部分送到示波管的Y轴偏转板上,驱动光点在荧光屏上按比例沿垂直方向移动;另一部分分流到x轴偏转系统产生触发脉冲,触发扫描发生器,产生重复的锯齿波电压加到示波管的X偏转板上,使光点沿水平方向移动,两者合一,光点在荧光屏上描绘出的图形就是被测信号图形。由此可知,正确的触发方式直接影响到示波器的有效操作。为了在荧光屏上得到稳定的、清晰的信号波形,掌握基本的触发功能及其操作方法是十分重要的。
1.触发源(Source)选择
要使屏幕上显示稳定的波形,则需将被测信号本身或者与被测信号有一定时间关系的触发信号加到触发电路。触发源选择确定触发信号由何处供给。通常有三种触发源:内触发(INT)、电源触发内触发使用被测信号作为触发信号,是经常使用的一种触发方式。由于触发信号本身是被测信号的一部分,在屏幕上可以显示出非常稳定的波形。双踪示波器中通道1或者通道2都可以选作触发信号。
电源触发使用交流电源频率信号作为触发信号。这种方法在测量与交流电源频率有关的信号时是有效的。特别在测量音频电路、闸流管的低电平交流噪音时更为有效。
外触发使用外加信号作为触发信号,外加信号从外触发输入端输入。外触发信号与被测信号间应具有周期性的关系。由于被测信号没有用作触发信号,所以何时开始扫描与被测信号无关。
正确选择触发信号对波形显示的稳定、清晰有很大关系。例如在数字电路的测量中,对一个简单的周期信号而言,选择内触发可能好一些,而对于一个具有复杂周期的信号,且存在一个与它有周期关系的信号时,选用外触发可能更好。
2.触发耦合(Coupling)方式选择
触发信号到触发电路的耦合方式有多种,目的是为了触发信号的稳定、可靠。这里介绍常用的几种。
AC耦合又称电容耦合。它只允许用触发信号的交流分量触发,触发信号的直流分量被隔断。通常在不考虑DC分量时使用这种耦合方式,以形成稳定触发。但是如果触发信号的频率小于10Hz,会造成触发困难。
直流耦合(DC)不隔断触发信号的直流分量。当触发信号的频率较低或者触发信号的占空比很大时,使用直流耦合较好。
低频抑制(LFR)触发时触发信号经过高通滤波器加到触发电路,触发信号的低频成分被抑制;高频抑制(HFR)触发时,触发信号通过低通滤波器加到触发电路,触发信号的高频成分被抑制。此外还有用于电视维修的电视同步(TV)触发。这些触发耦合方式各有自己的适用范围,需在使用中去体会。
3.触发电平(Level)和触发极性(Slope)
触发电平调节又叫同步调节,它使得扫描与被测信号同步。电平调节旋钮调节触发信号的触发电平。一旦触发信号超过由旋钮设定的触发电平时,扫描即被触发。顺时针旋转旋钮,触发电平上升;逆时针旋转旋钮,触发电平下降。当电平旋钮调到电平锁定位置时,触发电平自动保持在触发信号的幅度之内,不需要电平调节就能产生一个稳定的触发。当信号波形复杂,用电平旋钮不能稳定触发时,用释抑(Hold Off)旋钮调节波形的释抑时间(扫描暂停时间),能使扫描与波形稳定同步。
极性开关用来选择触发信号的极性。拨在“+”位置上时,在信号增加的方向上,当触发信号超过触发电平时就产生触发。拨在“-”位置上时,在信号减少的方向上,当触发信号超过触发电平时就产生触发。触发极性和触发电平共同决定触发信号的触发点。
2.6 扫描方式(SweepMode)
扫描有自动(Auto)、常态(Norm)和单次(Single)三种扫描方式。
自动:当无触发信号输入,或者触发信号频率低于50Hz时,扫描为自激方式。
常态:当无触发信号输入时,扫描处于准备状态,没有扫描线。触发信号到来后,触发扫描。
单次:单次按钮类似复位开关。单次扫描方式下,按单次按钮时扫描电路复位,此时准备好(Ready)灯亮。触发信号到来后产生一次扫描。单次扫描结束后,准备灯灭。单次扫描用于观测非周期信号或者单次瞬变信号,往往需要对波形拍照。
上面扼要介绍了示波器的基本功能及操作。示波器还有一些更复杂的功能,如延迟扫描、触发延迟、X-Y工作方式等,这里就不介绍了。示波器入门操作是容易的,真正熟练则要在应用中掌握。值得指出的是,示波器虽然功能较多,但许多情况下用其他仪器、仪表更好。例如,在数字电路实验中,判断一个脉宽较窄的单脉冲是否发生时,用逻辑笔就简单的多;测量单脉冲脉宽时,用逻辑分析仪更好一些。
转瞬间,模电实验课就离我们远去。
为数不多的几节模电实验课,在最后一个实验串联稳压电路做完后就宣告结束了。不,应该说这仅仅只是模电实验课程的结束,我们对电子行业的探索和未来的不懈追求并没有结束,而恰恰是一个开端。
大二的我们刚刚接触模电,模电理论知识就已经使我们够费心费力的了,现在增加的一门模电实验更使我忧心忡忡,我能不能很好的完成它呢?这是心中一直存在的疑问,但疑问马上就在见到李国彪老师的第一面后就解决了。
作为学委,李国彪老师在实验前就给我和班长开了个会,在这个小会上,李老师对我们提出了一些要求,比较基础的就是课前预习,完成实验,重要的也就是端正态度,以科学严谨的态度对待实验,看待实验现象,有不懂的地方可以提出来大家探讨……小会开完,心里就觉得在这样一个对学问严肃且对人和蔼的老师带领下,模电实验肯定能顺顺利利的开展下去。
做了那么多实验,印象比较深刻的就是共射—共集放大电路吧。首先,李老师给我们把实验要求和实验原理给我们过了一遍,李老师在讲的过程中并没有深入细微,我想老师是用心良苦的,是为了让我们在自己做实验过程中自己发现问题,然后提出疑问,进而解决疑问,这样做实验才能使我们单纯的照套老师所讲的东西,对实验有一个深层次的了解,也开拓了我们的探索精神。然后,我们就开始做实验了,在做测量第一级和第二级放大电路的各个静态工作点时,是分别单独接入输入信号测量静态工作点,还是输入第一个信号同时测量静态工作点?问了几个实验小组,发现两组方法都有人采取,并且是各有各的理由,似乎都很正确,自己也不知道该如何是好,然后便找来了李老师,把我们碰到的问题和他商量了一下,李老师听后,做出了正确的解释,并亲手做了操作,验证了解释的合理性,使我们对知识有了更进一步的了解,也使我们对模电实验更有兴趣……
就像李老师说的,实验过程中碰到了问题并不可怕,大家可以共同商量,探讨,一起解决嘛,这句话一直牢牢地记在心中,相信会一直指导我以后的学习,使我受益匪浅。模电实验虽然结束了,但我们不能停下我们前进的步伐,我们要向科学的最高峰不断前进。
一、 【实验名称】
超声波声速的测量
二、 【实验目的】
1、了解声速的测量原理
2、学习示波器的原理与使用
3、学习用逐差法处理数据
三、 【仪器用具】
1、SV-DH-3型声速测定仪段(资产编号)
2、双踪示波器(资产编号)
3、SVX-3型声速测定信号源(资产编号)
四、 【仪器用具】
1.超声波与压电陶瓷换能器
频率20Hz-20kHz的机械振动在弹性介质中传播形成声波,高于20kHz称为超声波,超声波的传播速度就是声波的传播速度,而超声波具有波长短,易于定向发射等优点,声速实验所采用的声波频率一般都在20~60kHz之间。在此频率范围内,采用压电陶瓷换能器作为声波的发射器、接收器效果最佳。
图1纵向换能器的结构简图
压电陶瓷换能器根据它的工作方式,分为纵向(振动)换能器、径向(振动)换能器及弯曲振动换能器。声速教学实验中所用的大多数采用纵向换能器。图1为纵向换能器的结构简图。
2.共振干涉法(驻波法)测量声速
假设在无限声场中,仅有一个点声源S1(发射换能器)和一个接收平面(接收换能器S2)。当点声源发出声波后,在此声场中只有一个反射面(即接收换能器平面),并且只产生一次反射。
在上述假设条件下,发射波ξ1=Acos(ωt+2πx /λ)。在S2处产生反射,反射波ξ2=A1cos(ωt+2πx /λ),信号相位与ξ1相反,幅度A1<A。ξ1与ξ2在反射平面相交叠加,3合成波束ξξ3=ξ1+ξ2=(A1+A2)cos(ωt-2πx /λ)+A1cos(ωt+2πx /λ) =A1cos(2πx /λ)cosωt+A2cos(ωt - 2πx /λ)
由此可见,合成后的波束ξ3在幅度上,具有随cos(2πx /λ)呈周期变化的特性,在相位上,具有随(2πx /λ)呈周期变化的特性。
图4所示波形显示了叠加后的声波幅度,随距离按cos(2πx /λ)变化的特征。
发射换能器与接收换能器之间的距离
图2换能器间距与合成幅度
实验装置按图7所示,图中S1和S2为压电陶瓷换能器。S1作为声波发射器,它由信号源供给频率为数十千赫的交流电信号,由逆压电效应发出一平面超声波;而S2则作为声波的接收器,压电效应将接收到的声压转换成电信号。将它输入示波器,我们就可看到一组由声压信号产生的正弦波形。由于S2在接收声波的同时还能反射一部分超声波,接收的声波、发射的声波振幅虽有差异,但二者周期相同且在同一线上沿相反方向传播,二者在S1和S2区域内产生了波的干涉,形成驻波。我们在示波器上观察到的实际上是这两个相干波合成后在声波接收器S2处的振动情况。移动S2位置(即改变S1和S2
之间的距离),你从示
波器显示上会发现,当S2在某此位置时振幅有最小值。根据波的干涉理论可以知道:任何二相邻的振幅最大值的位置之间(或二相邻的振幅最小值的位置之间)的距离均为λ/ 2。为了测量声波的波长,可以在一边观察示波器上声压振幅值的同时,缓慢的改变S1和S2之间的距离。示波器上就可以看到声振动幅值不断地由最大变到最小再变到最大,二相邻的振幅最大之间的距离为λ/2;S2移动过的距离亦为λ/2。超声换能器S2至S1之间的距离的改变可通过转动鼓轮
来实现,而超声波的频率又可由声速测试仪信号源频率显示窗口直接读出。
图3用李萨如图观察相位变化
在连续多次测量相隔半波长的S2的位置变化及声波频率f以后,我们可运用测量数据计算出声速,用逐差法处理测量的数据。
3.相位法测量原理
由前述可知入射波ξ1与反射波ξ2叠加,形成波束ξ3即ξ3 =A1cos(2πx /λ)cosωt+A2cos(ωt - 2πx /λ)即对于波束:ξ1 =Acos(ωt - 2πx /λ)
由此可见,在经过△x距离后,接收到的余弦波与原来位置处的相位差(相移)为θ= 2π △x /λ。如图5所示。因此能通过示波器,用李萨如图法观察测出声波的波长。
4.时差法测量原理
连续波经脉冲调制后由发射换能器发射至被测介质中,声波在介质中传播,经过t时
间后,到达L距离处的接收换能器。由运动定律可知,声波在介质中传播的速度可由以下公式求出:
速度V=距离L/时间t
图4发射波与接收波
通过测量二换能器发射接收平面之间距离L和时间t ,就可以计算出当前介质下的声波传播速度。五、【实验内容】
1.仪器在使用之前,加电开机预热15min。在接通市电后,自动工作在连续波方式,选择的介质为空气的初始状态。
2.驻波法测量声速。 2.1测量装置的连接:
图5驻波法、相位法连线图
如图5所示,信号源面板上的发射端换能器接口(S1),用于输出一定频率的功率信号,请接至测试架的发射换能器(S1);信号源面板上的发射端的发射波形Y1,请接至双踪示波器的CH1(Y1),用于观察发射波形;接收换能器(S2)的输出接至示波器的CH2(Y2)
2.2测定压电陶瓷换能器的最佳工作点
只有当换能器S1的发射面和S2的接收面保持平行时才有较好的接收效果;为了得到较清晰的接收波形,应将外加的驱动信号频率调节到换能器S1、S2的谐振频率点处时,才能较好的进行声能与电能的相互转换(实际上有一个小的通频带),以得到较好的实验效果。按照调节到压电陶瓷换能器谐振点处的信号频率,估计一下示波器的扫描时基t/div,并进行调节,使在示波器上获得稳定波形。
超声换能器工作状态的调节方法如下:各仪器都正常工作以后,首先调节发射强度旋钮,使声速测试仪信号源输出合适的电压(8~10VP-P之间),再调整信号频率(在25~45kHz),选择合适的示波器通道增益(一般0.2V~1V/div之间的位置),观察频率调整时接收波的电压幅度变化,在某一频率点处(34.5~37.5kHz之间)电压幅度最大,此频率即是压电换能器S1、S2相匹配频率点,记录频率FN,改变S1和S2间的距离,适当选择位置,重新调整,再次测定工作频率,共测5次,取平均频率f。
2.3测量步骤
将测试方法设置到连续波方式,合适选择相应得测试介质。完成前述2.1、2.2步骤后,观察示波器,找到接收波形的最大值。然后转动距离调节鼓轮,这时波形的幅度会发生变化,记录下幅度为最大时的距离Li-1,距离由数显尺(数显尺原理说明见附录2)或在机械刻度上读出,再向前或者向后(必须是一个方向)移动距离,当接收波经变小后再到最大时,记录下此时的距离Li。即有:波长λi=2│Li -Li-1│,多次测定用逐差法处理数据。
3.相位法/李萨如图法测量波长的步骤
将测试方法设置到连续波方式,合适选择相应的测试介质。完成前述2.1、2.2步骤后,将示波器打到“X-Y”方式,并选择合适的通道增益。转动距离调节鼓轮,观察波形为一定角度的斜线,记录下此时的距离Li-1;距离由数显尺(数显尺原理说明见附录2)或机械刻度尺上读出,再向前或者向后(必须是一个方向)移动距离,使观察到的波形又回到前面所说的特定角度的斜线,记录下此时的距离Li。即有:波长λi=│Li -Li-1│
用共振干涉法测量声波的波长的实验装置如图所示。
图中S1和S2为压电超声换能器。信号发生器输出的正弦交流信号加到S1上,由S1完成电声转换,作为声源,发出波前近似为平面的声波;S2作为超声波接收换能器,将接收到的声信号转换成电信号,然后接入示波器观察。S2在接收声波的同时,其表面还反射一部分声波。当S1与S2的表面互相平行时,往返于S1与S2之间的声波发生干涉而形成驻波。
依波动理论,设沿X方向射出的入射波方程为
y1=Acos(ωt-2πλx)
反射波方程为
y2=Acos(ωt+2πλx)
式中,A为声源振幅;ω为角频率;2πxλ为由于波动传播到坐标x处(t时刻)引起的位相变化。
在任意时刻t,空气中某一位置处的合振动方程为
y=y1+y2=(2Acos2πλx)cosωt
上式即为驻波方程。
当cos2πλx=1,即2πλx=kπ时,在x=k·λ2 (k=0,1,2?)处,合成振动振幅最大,称为波腹或声振幅的极大值。
当cos2πλx=0,即2πλx=(2k+1)π2时,在x=(2k+1)·λ4 (k=0,1,2?)处,合成振动振幅最小,称为波节或声振幅的极小值。
改变两换能器之间的距离,当二者之间的距离是半波长的整数倍时,在发射换能器和接收换能器处,声波的幅度(声压)都达到极大值,此时称为“共振”。在相邻极大值之间,两换能器间的距离变化量为λ/2。由波腹(或波节)条件可知,相邻两个波腹(或波节)间的距离为λ2,当S1和S2间的距离L恰好等于半波长(5)
示波器是测量信号波形的仪器,是应用最广的测量仪器之一。它不仅广泛应用于实验室,而且成为现代工业不可缺少的辅助工具。利用示波器对电子产品的电路进行信号的检测和分析,可以快速地发现并解决问题,因此正确分析示波器显示波形的原理,以及熟悉使用示波器是非常有必要的,对学生以后学习和工作有很大的帮助。在大学物理实验教学中,示波器原理与使用是一个必不可少的实验。然而,该实验仪器的原理复杂,大多数学生理解起来难度偏大,特别是面板旋钮多使得学生熟悉起来很困难。通过该实验对提高学生在信号波形测量方面的实践能力、创新能力,以及理论联系实际的能力提高有着极其重要的作用。在实验教学过程总是会出现各种各样的问题,因此我结合大学物理实验示波器实验中出现的问题,介绍一些经验。
1、示波器原理的阐述
实验教学首先讲解的就是仪器原理,但是示波器的原理比较复杂,学生掌握起来比较困难。为解决这个难题,将示波器显示波形的原理与单摆运动中沙漏形成波形的原理相类比,利用简单易懂的知识对示波器的原理进行形象的讲解,使其简化,加深学生对示波器原理的理解和掌握。在大学生物理实验教学中利用类比简化思维帮助学生理解和学习新知识的方法效果明显。
示波管结构非常简单,主要由电子枪、偏转系统和荧光屏三个部分组成,偏转系统由水平偏转板(x轴方向)和竖直偏转板(y轴方向)组成。在偏转板上加电压,则电子束的运动是发生偏转,加不同的电压,电子运动也不一样,从而在荧光屏上所观察到的图形也有所不同。如果我们在竖直偏转板上接入待观察的正弦交流电压,同时在水平偏转板上接入锯齿波电压,则电子的运动将是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的简谐振动两个相互垂直方向上运动的合成,屏上将显示正弦波。
把沙漏的单摆运动与示波器显示波形的原理相结合进行类比,以帮助学生理解示波器的工作原理。实践表明示波器显示波形的原理虽然复杂,但是利用沙漏的单摆运动实验对其进行类比简化,可以很容易地让学生理解掌握。示波器的工作原理可以如此掌握,在进行其他物理知识的学习和物理实验的探讨时,实验老师也可以采用这种类比的方法,利用学生理解的知识点甚至是其他学科的知识去简化复杂的物理内容。掌握了这种教学法,不仅可以使学生将新知识与已有的知识融会贯通,而且能使学生加深记忆和理解,为他们的学习提供极大的帮助。
2、功能键的使用技巧及注意事项
在教师准备实验仪器阶段,应注意示波器在使用一段时间或经较长时间存放或修理后,应重新进行校准,示波器精度校准分垂直校准和时基校准两个方面。待示波器开机20分钟后,内部稳定即可进行校准工作。扫描基线的校正,示波器应用在不同的场合,会受外磁场的影响引起扫描基线发生倾斜,此时需要对扫描基线进行校正。校正的方法:用螺丝刀调节“基线旋转”,使扫描线和示波器的水平刻度线平行。
在示波器功能键的讲解上要做到示波器面板上各开关、按键、旋钮都要详细地讲解相关功能特性,同时进行示范性的屏幕显示演示,使得学生有更直观形象的了解。要求做实验前学生对照仪器面板说明书,体会一些常用开关、按键、旋钮的作用,如辉度、聚焦、位移、X―Y等,让学生有一个自己独立操作仪器的过程。
非常有必要在黑板上板示示波器使用注意事项及技巧:
(1)测试前,在不明确被测信号幅度大小,可先将示波器的VOLTS/DIV选择开关置于最大挡,避免电压过高而造成示波器损坏,同时避免该档位过小往往出现信号显示远远大于屏幕,以至于学生误认为没有信号输入。一般选择合适档位使得信号显示高度约占荧光屏高度的二分之一到三分之二之间,这样减小在信号测量时出现的误差。
(2)在用示波器测量频率较低信号时,其波形不容易同步,表现为波形不稳定。一般情况规定学生输入较高频率信号,同时仔细调节示波器上的触发电平控制(LEVEL)旋钮,使被测信号稳定和同步。“触发电平”键是示波器面板上众多旋钮中非常重要的旋钮,其作用在众多物理实验教材中只是介绍而已,通过触发扫描使待测信号与扫描信号同步以达到图形的稳定,图形不稳定的情况在学生实验中出现得最多。
(3)TIME/DIV(扫描速率选择)旋钮。此旋钮的作用是改变加在水平偏转板上锯齿波扫描信号的频率。在不明确被测信号频率大小,可将TIME/DIV选择扫描时间置于最小挡,避免低频率信号一直闪动。合适的档位是信号波形显示2到3个周期,这样在时间测量时可以减少误差。
(4)“触发方式”、“触发源”和“触发电平”的选择。这三者选择的不正确,往往出现波形不稳定的情况,屏幕上的波形发生向左或向右的连续移动。要使波形能够稳定下来,跟示波器使用的“触发方式”、“触发源”及“触发电平”选择有关,合理运用触发方式、触发源来观察信号,要求学生在实验中掌握。
(5)在利萨如图实验部分,为了避免视觉上的混乱,要求学生在关闭通道1的前提下再调整好通道2的信号显示。
(6)示波器工作时,周围不要放置大功率的变压器,否则,对示波器会有很大影响和噪声干扰。
3、示波器常见故障的分析
示波器用于实验教学使用频繁,且使用时间较长,很容易出故障。掌握示波器的常见故障的分析检修方法,有利于缩短维修周期,避免因为仪器故障耽误教学。在遇到各种问题时,学生一般无法解决,往往需要教师引导性地解决。这就要求教师要具备解决这些问题的能力。当然这些需要在教学中不断地总结经验,多途径地提高解决问题的能力,进而能够更好地指导学生排除故障。
在教学过程中,学生在出现问题时,经常性地乱按功能键,到了后面他自己都不知道按了什么键,有时的确是仪器出现问题。教师应该把出现的各种原因都考虑进去,先考虑仪器正常是仪器参数设置的问题,再考虑仪器元件出现问题。例如示波器屏幕上没有任何信号或者信号在示波器上显示闪动的比较厉害。首先,看信号输入端的问题即信号发生器示波器的相关设置是否正常,例如波形按钮是否有选择、频率的设置是否正确,等等,然后检查与示波器的接线,以及探头接触是否良好、探头线断线等问题,再检查示波器相关按键的设置是否和信号发生器输出信号一直,可能是学生按了所用通道的接地旋钮,这样信号就会对地短路,没有任何信号输入到示波器测量端,以及示波器电源开关有没有打开,可以调节亮度旋钮看是否亮度设置太低。其次,调节上下位移旋钮和左右位移旋钮看波形是否偏离屏幕显示区。所以首先要求老师要一定程度的对仪器硬件有所了解,那些元件出现问题可能会出现什么样的现象,对仪器的操作那就要求非常熟悉,总之做到软件硬件都过关。
4、结语
以上是我在示波器实验教学实践中总结的一些经验。在有限学习时间内,学习、掌握基本的仪器操作方法,让学生做到实验目标明确,理论与实践相结合,在掌握好基本技能的基础上进行开放式自主训练。教师应引导学生解决实验中遇到的一些问题,提高学生的创新能力,使学生体会到大学物理实验这门课的作用与重要性,从而逐渐地让学生有意识地去提高自己的动手能力。
一、实验目的及要求:
(1)了解示波器的基本工作原理。
(2)学习示波器、函数信号发生器的使用方法。
(3)学习用示波器观察信号波形和利用示波器测量信号频率的方法。
二、 实验原理:
1) 示波器的基本组成部分:示波管、竖直放大器、水平放大器、扫描发生器、触发同步和直流电源等。
2) 示波管左端为一电子枪,电子枪加热后发出一束电子,电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上,屏上的荧光物发光形成一亮点。亮点在偏转板电压的作用下,位置也随之改变。在一定范围内,亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。
3) 示波器显示波形的原理:如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压,在荧光屏上看到的是一条水平线,如果在Y轴偏转板上加正弦电压,而X轴偏转板不加任何电压,则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡,在横方向不动。我们看到的将是一条垂直的亮线,如果在Y轴偏转板上加正弦电压,又在X轴偏转板上加锯齿形电压,则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移,两个方向的位移合成就描出了正弦图形。如果正弦波与锯齿波的周期(频率)相同,这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同,则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开,在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形,甚至很复杂的图形。要使显示的波形稳定,扫描必须是线性的,即必须加锯齿波;Y轴偏转板电压频率与X轴偏转板电压频率的比值必须是整数。示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调,但光靠人工调节还是不够准确,所以在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置,称为“同步”。在人工调节接近满足式频率整数倍时条件下,再加入“同步”的作用,扫描电压的周期就能准确等于待测电压周期的整数倍,从而获得稳定的波形。
4) 李萨如图形的基本原理:如果同时从示波器的x轴和y轴输入频率相同或成简单整数比的两 个正弦电压,则屏幕上将呈现出特殊形状的、稳定的光点轨迹,这种轨迹图称为李萨如图形。李萨如图形的形成规律为:如果沿x,y分别作一条直线,水平方向的直线做多可得的交点数为N(x),竖直方向最多可得的交点数为N(y),则x和y方向输入的两正弦波的频率之比为 f(x):f(y)=N(y):N(x)。
三、 实验仪器:
示波器、函数信号发生器。
四、 实验操作的主要步骤:
(一) 示波器的使用与调节
1) 将各控制旋钮置于相关位置。
2) 接通电源,按下面板左下角的“POWER”钮,指示灯亮,稍待片刻,仪器进入正常工作状 态。
3) 经示波管灯丝预热后,屏上出现绿色亮点,调节INTEN、FOCUS、POSITION,使亮点清晰。
4) 将TIME/DIV逐渐旋到2ms或5ms,观察光点由慢变快移动,直至屏上显示一条稳定的水 平扫描线,按(3)使线清晰。
(二) 实验内容:
1) 观察正弦波波长:
a)将AC GND DC转换开关置于AC
b)讲面板右上角的SOURCE置于CH2
c)将函数信号发生器的50Hz信号源直接输入CH2-Y输入端(红插头应接函数发生器输出的红接线柱)
d)屏上显示出正弦波(调V/DIV调节大小,TIME/DIV扫描开关使之出现正弦波,IEVEL使波形稳定)
e)改变扫描电压的频率(TIME/DIV)观察正弦波得变化,使屏上出现多个完整的波形图。
2) 观察并描绘李萨如图形,测量正弦信号频率。
利用利萨如图测正弦电压的频率基本原理
通过观察荧光屏上利萨如图形进行频率对比的方法称之为利萨如图形法。此法于1855年由利萨如所证明。将被测正弦信号fx加到y偏转板,将参考正弦信号fx加到x偏转板,当两者的频率之比fy/fx是整数时,在荧光屏上将出现利萨如图。
不同频率比的利萨如图形。判断两个电压信号频率比的条件是屏上出现了利萨如图形稳定不动,方法是对稳定不动的图形分别做水平直线和竖直直线与图形相切,设水平线上的切点数最多为Nx,竖直线上的切点数最多为Ny,则
fy/fx=Nx/Ny
图1 李萨如图与信号频率的关系
图2 fx/fy=1:1时李萨如图与信号相位差的关系
五、数据记录及处理:
用李萨如图测量正弦信号频率
六、实验注意事项 :
1.信号发生器、示波器预热3分钟以后才能正常工作。
2.测信号电压时,一定要将电压衰减旋纽的微调顺时针旋足(校正位置);测信号周期时,一定要将扫描速率旋纽的微调顺时针旋足(校正位置);
3.不要频繁开关机,示波器上光点的亮度不可调得太强,也不能让亮点长时间停在荧光屏的一点上,如果暂时不用,把辉度降到最低即可。
4.转动旋钮和按键时必须有的放矢,不要将开关和旋钮强行旋转、死拉硬拧,以免损坏按键、旋钮和示波器,示波器探头与插座的配合方式类似于挂口灯泡与灯座的锁扣配合方式,切忌生拉硬拽。
七、趣味物理实验心得:
一个学期就要过去了,在本学期里,老师又教了很多实验,我做了许多类型的实验,让我受益菲浅,我又学会了很多东西,其中很多知识在平时的学习中都是无法学习到的,其中很多实验都开阔了我们的视野,让我们获得了许多平时课堂上得不到的知识。
通过高中以及大学两个学期的物理实验,我发现实验是物理学的基础,我们学到的许多理论都来源于实验,也学到了许多物理课上没有教到的理论。很多实验都是需要花费许多心思去学习的,也是非常复杂的。经过这一年的大学物理实验课的学习,让我收获多多。想要做好物理实验容不得半点马虎,她培养了我们耐心、信心和恒心。当然,我也发现了我存在的很多不足。我的动手能力还不够强,当有些实验需要比较强的动手能力的时侯我还不能从容应对,实验就是为了让你动手做,去探索一些你未知的或是你尚不是深刻理解的东西。现在,大学生的动手能力越来越被人们重视,大学物理实验正好为我们提供了这一平台让我们去锻炼自己的动手能力。我的学习方式还有待改善,当面对一些复杂的实验时我还不能很快很好的完成。伟大的科学家之所以伟大就是他们利用实验证明了他们的伟大。唯有实验才是检验理论正确与否的唯一方法。为了要使你的理论被人接受,你必须用事实来证明。
学习不仅需要智力、能力,更需要求真务实的科学精神。仪表误差、读数误差、电源电压不稳、线路接触不良、接线错误等故障影响实验结果,造成实践与理论的脱节。这就要使我们在实验过程中实事求是,如实地记录实验数据和现象,不允许人为改动,教师要耐心引导学生积极思考、认真分析错误和产生误差的原因,直至得出正确的实验结果。
通过了这一周的电工的实训,我们确实是学到了很多知识,拓展了自己的的视野;培养了我们的胆大、心细、谨慎的工作态度;增强了我们的动手、操作的能力;操作的时候要心细、谨慎,避免触电及意外的受伤,培养了我们的规范化的工作作风。兴趣是最好的老师,在齐宝谦老师的讲授中,虽然存在较多的抽象概念,庞大的电路和设备,但齐师给我们做了正确的`示范,指导我们亲自动手来检验所学理论,大大地激发了我们的学习兴趣和求知欲。齐老师每次让学生实验时,总会强调一些细节性的问题,例如;要在检查好线路连接后再通电、对实验仪器的保护,彷佛对学生很不放心,但是并没有所谓的事必躬亲,再三嘱咐,这也有一个好处:试验堕落的可能性大大削减,而且安素性也大大增加了。
在实训中很重要的一点就是胆大.齐老师说:“做实验是要大胆,失败了可以重做,仪器坏了可以再买,不要有什么心理负担。”每次做实验的时候,我们都会遇到一种情况,或是我们自己,或是他人,每次遇到问题就问同学问老师,未免有点拿来主义,实质上说确实是缺乏勇气的一种表现,在实验中遇到卡壳是很常见的,这未免不是一件好事,至少在肯定是程度上锻炼了我们。
实训当中感触最深的便是实践联系理论的重要性,当遇到实际问题时,只要认真思考,运用所学的知识,一步一步的去探索,是完全可以解决遇到的一般问题的。本次实习的目的主要是:使我们对电子元件及电路安装有肯定是的感性和理性熟悉,培养和锻炼我们的实际动手能力。使我们的理论知识与实践充分地结合,做到不仅具备专业知识,而且还具备较强的实践动手能力,能分析问题和解决问题的应用型技术人才,为以后的顺利就业作好准备。
21世纪正是一个讲求科技创新的世纪,中华民族的崛起并渴望着拥有创新精神与创新能力的人才。虽然说,人才的培养重要的还是个人的努力,但是毋庸置疑的是,环境的力量仍不容忽视。而学校、各类科技创新奖励机制乃至整个社会就正是这样的环境。我是幸运的,因为我身处这样一个积极的环境。我想,倘使有一天,整个国家都能够积极倡导培养科技创新型人才,全社会都能够鼓励扶持科技创新活动,那么,中华民族的崛起便是指日可待的。
这几天,我们精细班开始了为期一周的有机化学实验,总共有四个实验,其中包括:《重结晶提纯乙酰苯胺>、《乙酸正丁酯的制备》、《1—溴丁烷的制备》和《乙酰苯胺的制备》。
对于这次的实验,我们不在像以前做实验时的那种松散态度了,因为实验的难度相对以前偏难了,而且还存在着一定的危险性。因此,同学们对这次试验非常认真,每个组的成员都在认真负责的做好每一件事情。在这过程中,我们有欣喜也有尖叫,欣喜的是实验很成功而且很快就要做完了,尖叫的那就是女生的事了,一有什么仪器的碰撞或者实验现象的产生她们就会狂叫,呵呵……真受不了。
在这几次试验中我们遇到了一些比较新鲜的仪器,比如:保温漏斗、减压抽滤装置等。对于这些新的仪器,老师都是认认真真的叫我们怎样去使用,怎样的不当会造成什么样的危险。由此也可看出老师对实验的严谨以及对我们学生的负责。
在这次试验当中,我学到了很多东西,加强了我的动手能力,并且培养了我的独立思考能力。以前做实验的时候,我都是大部分丢给同伴做的,现在自己也跟着一起做,感觉真的很不错,在实验过程中看着那些自己做的实验感觉很满足,也很有成就感,里面有一些实验现象也很有趣。还有就是我觉得不管什么事还是多动动手好,你只会说不会做那不就等同于纸上谈兵吗。所以,我觉得这次实验非常有作用,及培养了学生的动手能力有锻炼了学生之间的合作精神。
物理学是建筑在实验基础上的一门科学,在中学物理教学中,建立物理概念和规律,都是通过实验实现的。教育研究资料表明:人从外界所接受的信息绝大多数是从视觉通道进入的,也就是说,人的大量知识是通过观察获得的。在教学中,积极引导学生认真观察、科学思维,借助实验中生动的、直观的鲜明的效果能将学生引入五彩缤纷的物理世界。怎样才能取得良好的实验效果呢?这就要需要创新。
做为初中学生,刚接触物理,对这门课充满了好奇,他们满足于被新奇的物理现象所吸引,希望看到鲜明、生动的物理现象和物理实验。例如:在组织物理八年级上册的第一节课的教学时利用酒精灯煮鱼这样一个实验。学生们根据自己生活的经验,认为鱼只能生活在常温下的水中,当他们看到加热烧瓶颈部直至水沸腾而金鱼却安然无恙的游来游去时,学生们惊奇不已,发生浓厚的兴趣。适时马上让他们根据现象提出心中的疑问,他们会非常踊跃。在教学中由于我的粗心,用手直接拿了烧瓶地瓶口,手顿时被烫得变了颜色,出现了很大的一个水泡,疼得直想哭,不过当时心理突然有一种想法“学生是不是怀疑实验的真实性呢?”,于是我把受伤的手给学生们看,他们的心又一次受到了震撼。我提问“有没有学生怀疑这个烧瓶瓶口的温度”时,学生们起先犹豫了一下,接着斩钉截铁地回答“起先有现在没有了”。有的同学说:“老师你真伟大,亲身实验给我们看。”显然他们对物理这门课已经产生了兴趣,虽然这种兴趣只停留在现象本身,并未产生探索这些物理现象原因的需要。但是在以后的学习中他们表现出了极大的热情。
为学生创造条件做实验,有的学生对物理有操作兴趣,他们要求通过自己的活动对自然现象和实验结果施加影响。我曾经让学生利用业余时间自己动手制作天平和弹簧测力计等小制作,结果90%的学生都做了。这说明对动手操作具有浓厚的兴趣的学生是很多的,因此在设计课堂教学时我常常安排许多学生亲自动手的实验。例如:在组织“探究水的沸腾现象”的教学时,在课的'开始我安排用“纸锅烧水”这个实验。学生凭自己的经验认为一点就能燃烧的纸,折成小纸盒装入水放在酒精灯上烧时,纸盒肯定会被烧破。
考虑到学生对物理有操作兴趣,我决定让每个学生都亲自动手做这个实验,当他们看到通过自己的实验“纸锅”真的把水烧开而并没有被烧破时,他们在惊叹的同时也对本课的探究产生了浓厚的兴趣。在本课接下来的“水的沸腾现象”的探究中,他们在观察水的沸腾现象的时候都出奇的仔细和认真。“观察和实验”是学生学好物理这门课的保证,兴趣和爱好就要靠为师来培养。做为教师的任务就是传授知识,培养学生的学习兴趣。
经过这次的测试技术实验,我个人得到了不少的收获,一方面加深了我对课本理论的认识,另一方面也提高了实验操作能力。现在我总结了以下的体会和经验。
这次的实验跟我们以前做的实验不同,因为我觉得这次我是真真正正的自己亲自去完成。所以是我觉得这次实验最宝贵,最深刻的'。就是实验的过程全是我们学生自己动手来完成的,这样,我们就必须要弄懂实验的原理。在这里我深深体会到哲学上理论对实践的指导作用:弄懂实验原理,而且体会到了实验的操作能力是靠自己亲自动手,亲自开动脑筋,亲自去请教别人才能得到提高的。
我们做实验绝对不能人云亦云,要有自己的看法,这样我们就要有充分的准备,若是做了也不知道是个什么实验,那么做了也是白做。实验总是与课本知识相关的,比如回转机构实验,是利用频率特性分析振动的,就必须回顾课本的知识,知道实验时将要测量什么物理量,写报告时怎么处理这些物理量。
在实验过程中,我们应该尽量减少操作的盲目性提高实验效率的保证,有的人一开始就赶着做,结果却越做越忙,主要就是这个原因。我也曾经犯过这样的错误。在做电桥实验时,开始没有认真吃透电路图,仪器面板的布置及各键的功能,瞎着接线,结果显示不到数据,等到显示到了又不正确,最后只好找同学帮忙。
我们做实验不要一成不变和墨守成规,应该有改良创新的精神。实际上,在弄懂了实验原理的基础上,我们的时间。
电路实验,作为一门实实在在的实验学科,是电路知识的基础和依据。它可以帮助我们进一步理解巩固电路学的知识,激发我们对电路的学习兴趣。在大二上学期将要结束之际,我们进行了一系列的电路实验,从简单基尔霍夫定律的验证到示波器的使用,再到一阶电路——,一共五个实验,通过这五个实验,我对电路实验有了更深刻的了解,体会到了电路的神奇与奥妙。不过说实话在做这次试验之前,我以为不会难做,就像以前做的实验一样,操作应该不会很难,做完实验之后两下子就将实验报告写完,直到做完这次电路实验时,我才知道其实并不容易做。它真的不像我想象中的那么简单,天真的以为自己把平时的理论课学好就可以很顺利的完成实验,事实证明我错了,当我走上试验台,我意识到要想以优秀的成绩完成此次所有的实验,难度很大,但我知道这个难度是与学到的知识成正比的,因此我想说,虽然我在实验的过程中遇到了不少困难,但最后的成绩还是不错的,因为我毕竟在这次实验中学到了许多在课堂上学不到的东西,终究使我在这次实验中受益匪浅。
下面我想谈谈我在所做的实验中的心得体会:
在基尔霍夫定律和叠加定理的验证实验中,进一步学习了基尔霍夫定律和叠加定理的应用,根据所画原理图,连接好实际电路,测量出实验数据,经计算实验结果均在误差范围内,说明该实验做的成功。我认为这两个实验的实验原理还是比较简单的,但实际操作起来并不是很简单,至少我觉得那些行行色色的导线就足以把你绕花眼,所以我想说这个实验不仅仅是对你所学知识掌握情况的考察,更是对你的耐心和眼力的一种考验。
在戴维南定理的验证实验中,了解到对于任何一个线性有源网络,总可以用一个电压源与一个电阻的串联来等效代替此电压源的电动势Us等于这个有源二端网络的开路电压Uoc,其等效内阻Ro等于该网络中所有独立源均置零时的等效电阻。这就是戴维南定理的具体说明,我认为其实质也就是在阐述一个等效的概念,我想无论你是学习理论知识还是进行实际操作,只要抓住这个中心,我想可能你所遇到的续都问题就可以迎刃而解。不过在做这个实验,我想我们应该注意一下万用表的使用,尽管它的操作很简单,但如果你马虎大意也是完全有可能出错的,是你整个的实验前功尽弃!
在接下来的常用电子仪器使用实验中,我们选择了对示波器的使用,我们通过了解示波器的原理,初步学会了示波器的使用方法。在试验中我们观察到了在不同频率、不同振幅下的各种波形,并且通过毫伏表得出了在不同情况下毫伏表的读数。
总的来说,通过此次电路实验,我的收获真的是蛮大的,不只是学会了一些一起的使用,如毫伏表,示波器等等,更重要的是在此次实验过程中,更好的培养了我们的具体实验的能力。又因为在在实验过程中有许多实验现象,需要我们仔细的观察,并且分析现象的原因。特别有时当实验现象与我们预计的结果不相符时,就更加的需要我们仔细的思考和分析了,并且进行适当的调节。因此电路实验可以培养我们的观察能力、动手操做能力和独立思考能力。
在数字电路实验中,需要使用若干仪器、仪表观察实验现象和结果。常用的电子测量仪器有万用表、逻辑笔、普通示波器、存储示波器、逻辑分析仪等。万用表和逻辑笔使用方法比较简单,而逻辑分析仪和存储示波器目前在数字电路教学实验中应用还不十分普遍。示波器是一种使用非常广泛,且使用相对复杂的仪器。本章从使用的角度介绍一下示波器的原理和使用方法。
1、示波器工作原理
示波器是利用电子示波管的特性,将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像,显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。
1.1示波管
阴极射线管(CRT)简称示波管,是示波器的核心。它将电信号转换为光信号。正如图1所示,电子枪、偏转系统和荧光屏三部分密封在一个真空玻璃壳内,构成了一个完整的示波管。
1.荧光屏
现在的示波管屏面通常是矩形平面,内表面沉积一层磷光材料构成荧光膜。在荧光膜上常又增加一层蒸发铝膜。高速电子穿过铝膜,撞击荧光粉而发光形成亮点。铝膜具有内反射作用,有利于提高亮点的辉度。铝膜还有散热等其他作用。
当电子停止轰击后,亮点不能立即消失而要保留一段时间。亮点辉度下降到原始值的10%所经过的时间叫做“余辉时间”。余辉时间短于10μs为极短余辉,10μs—1ms为短余辉,1ms—0.1s为中余辉,0.1s-1s为长余辉,大于1s为极长余辉。一般的示波器配备中余辉示波管,高频示波器选用短余辉,低频示波器选用长余辉。
由于所用磷光材料不同,荧光屏上能发出不同颜色的光。一般示波器多采用发绿光的示波管,以保护人的眼睛。
2、电子枪及聚焦
电子枪由灯丝(F)、阴极(K)、栅极(G1)、前加速极(G2)(或称第二栅极)、第一阳极(A1)和第二阳极(A2)组成。它的作用是发射电子并形成很细的高速电子束。灯丝通电加热阴极,阴极受热发射电子。栅极是一个顶部有小孔的金属园筒,套在阴极外面。由于栅极电位比阴极低,对阴极发射的电子起控制作用,一般只有运动初速度大的少量电子,在阳极电压的作用下能穿过栅极小孔,奔向荧光屏。初速度小的电子仍返回阴极。如果栅极电位过低,则全部电子返回阴极,即管子截止。调节电路中的W1电位器,可以改变栅极电位,控制射向荧光屏的电子流密度,从而达到调节亮点的辉度。第一阳极、第二阳极和前加速极都是与阴极在同一条轴线上的三个金属圆筒。前加速极G2与A2相连,所加电位比A1高。G2的正电位对阴极电子奔向荧光屏起加速作用。
电子束从阴极奔向荧光屏的过程中,经过两次聚焦过程。第一次聚焦由K、G1、G2完成,K、K、G1、G2叫做示波管的第一电子透镜。第二次聚焦发生在G2、A1、A2区域,调节第二阳极A2的电位,能使电子束正好会聚于荧光屏上的一点,这是第二次聚焦。A1上的电压叫做聚焦电压,A1又被叫做聚焦极。有时调节A1电压仍不能满足良好聚焦,需微调第二阳极A2的电压,A2又叫做辅助聚焦极。
3、偏转系统
偏转系统控制电子射线方向,使荧光屏上的光点随外加信号的变化描绘出被测信号的波形。图8.1中,Y1、Y2和Xl、X2两对互相垂直的偏转板组成偏转系统。Y轴偏转板在前,X轴偏转板在后,因此Y轴灵敏度高(被测信号经处理后加到Y轴)。两对偏转板分别加上电压,使两对偏转板间各自形成电场,分别控制电子束在垂直方向和水平方向偏转。
4、示波管的电源
为使示波管正常工作,对电源供给有一定要求。规定第二阳极与偏转板之间电位相近,偏转板的平均电位为零或接近为零。阴极必须工作在负电位上。栅极G1相对阴极为负电位(—30V~—100V),而且可调,以实现辉度调节。第一阳极为正电位(约+100V~+600V),也应可调,用作聚焦调节。第二阳极与前加速极相连,对阴极为正高压(约+1000V),相对于地电位的可调范围为±50V。由于示波管各电极电流很小,可以用公共高压经电阻分压器供电。
1.2示波器的基本组成
从上一小节可以看出,只要控制X轴偏转板和Y轴偏转板上的电压,就能控制示波管显示的图形形状。我们知道,一个电子信号是时间的函数f(t),它随时间的变化而变化。因此,只要在示波管的X轴偏转板上加一个与时间变量成正比的电压,在y轴加上被测信号(经过比例放大或者缩小),示波管屏幕上就会显示出被测信号随时间变化的图形。电信号中,在一段时间内与时间变量成正比的信号是锯齿波。
示波器的基本组成框图如图2所示。它由示波管、Y轴系统、X轴系统、Z轴系统和电源等五部分组成。
被测信号①接到“Y"输入端,经Y轴衰减器适当衰减后送至Y1放大器(前置放大),推挽输出信号②和③。经延迟级延迟Г1时间,到Y2放大器。放大后产生足够大的信号④和⑤,加到示波管的Y轴偏转板上。为了在屏幕上显示出完整的稳定波形,将Y轴的被测信号③引入X轴系统的触发电路,在引入信号的正(或者负)极性的某一电平值产生触发脉冲⑥,启动锯齿波扫描电路(时基发生器),产生扫描电压⑦。由于从触发到启动扫描有一时间延迟Г2,为保证Y轴信号到达荧光屏之前X轴开始扫描,Y轴的延迟时间Г1应稍大于X轴的延迟时间Г2。扫描电压⑦经X轴放大器放大,产生推挽输出⑨和⑩,加到示波管的X轴偏转板上。z轴系统用于放大扫描电压正程,并且变成正向矩形波,送到示波管栅极。这使得在扫描正程显示的波形有某一固定辉度,而在扫描回程进行抹迹。
以上是示波器的基本工作原理。双踪显示则是利用电子开关将Y轴输入的两个不同的被测信号分别显示在荧光屏上。由于人眼的视觉暂留作用,当转换频率高到一定程度后,看到的是两个稳定的、清晰的信号波形。
示波器中往往有一个精确稳定的方波信号发生器,供校验示波器用。
2、示波器使用
本节介绍示波器的使用方法。示波器种类、型号很多,功能也不同。数字电路实验中使用较多的是20MHz或者40MHz的双踪示波器。这些示波器用法大同小异。本节不针对某一型号的示波器,只是从概念上介绍示波器在数字电路实验中的常用功能。
2.1荧光屏
荧光屏是示波管的显示部分。屏上水平方向和垂直方向各有多条刻度线,指示出信号波形的电压和时间之间的关系。水平方向指示时间,垂直方向指示电压。水平方向分为10格,垂直方向分为8格,每格又分为5份。垂直方向标有0%,10%,90%,100%等标志,水平方向标有10%,90%标志,供测直流电平、交流信号幅度、延迟时间等参数使用。根据被测信号在屏幕上占的格数乘以适当的比例常数(V/DIV,TIME/DIV)能得出电压值与时间值。
2.2示波管和电源系统
1、电源(Power)
示波器主电源开关。当此开关按下时,电源指示灯亮,表示电源接通。
2、辉度(Intensity)
旋转此旋钮能改变光点和扫描线的亮度。观察低频信号时可小些,高频信号时大些。
一般不应太亮,以保护荧光屏。
3、聚焦(Focus)
聚焦旋钮调节电子束截面大小,将扫描线聚焦成最清晰状态。
4、标尺亮度(Illuminance)
此旋钮调节荧光屏后面的照明灯亮度。正常室内光线下,照明灯暗一些好。室内光线不足的环境中,可适当调亮照明灯。
2.3垂直偏转因数和水平偏转因数
1、垂直偏转因数选择(VOLTS/DIV)和微调
在单位输入信号作用下,光点在屏幕上偏移的距离称为偏移灵敏度,这一定义对X轴和Y轴都适用。灵敏度的倒数称为偏转因数。垂直灵敏度的单位是为cm/V,cm/mV或者DIV/mV,DIV/V,垂直偏转因数的单位是V/cm,mV/cm或者V/DIV,mV/DIV。实际上因习惯用法和测量电压读数的方便,有时也把偏转因数当灵敏度。
踪示波器中每个通道各有一个垂直偏转因数选择波段开关。一般按1,2,5方式从5mV/DIV到5V/DIV分为10档。波段开关指示的值代表荧光屏上垂直方向一格的电压值。例如波段开关置于1V/DIV档时,如果屏幕上信号光点移动一格,则代表输入信号电压变化1V。
每个波段开关上往往还有一个小旋钮,微调每档垂直偏转因数。将它沿顺时针方向旋到底,处于“校准”位置,此时垂直偏转因数值与波段开关所指示的值一致。逆时针旋转此旋钮,能够微调垂直偏转因数。垂直偏转因数微调后,会造成与波段开关的指示值不一致,这点应引起注意。许多示波器具有垂直扩展功能,当微调旋钮被拉出时,垂直灵敏度扩大若干倍(偏转因数缩小若干倍)。例如,如果波段开关指示的偏转因数是1V/DIV,采用×5扩展状态时,垂直偏转因数是0.2V/DIV。
在做数字电路实验时,在屏幕上被测信号的垂直移动距离与+5V信号的垂直移动距离之比常被用于判断被测信号的电压值。
2、时基选择(TIME/DIV)和微调
时基选择和微调的使用方法与垂直偏转因数选择和微调类似。时基选择也通过一个波段开关实现,按1、2、5方式把时基分为若干档。波段开关的指示值代表光点在水平方向移动一个格的时间值。例如在1μS/DIV档,光点在屏上移动一格代表时间值1μS。
“微调”旋钮用于时基校准和微调。沿顺时针方向旋到底处于校准位置时,屏幕上显示的时基值与波段开关所示的标称值一致。逆时针旋转旋钮,则对时基微调。旋钮拔出后处于扫描扩展状态。通常为×10扩展,即水平灵敏度扩大10倍,时基缩小到1/10。例如在2μS/DIV档,扫描扩展状态下荧光屏上水平一格代表的时间值等于2μS×(1/10)=0.2μS
示波器的标准信号源CAL,专门用于校准示波器的.时基和垂直偏转因数。例如COS5041型示波器标准信号源提供一个VP-P=2V,f=1kHz的方波信号。
示波器前面板上的位移(Position)旋钮调节信号波形在荧光屏上的位置。旋转水平位移旋钮(标有水平双向箭头)左右移动信号波形,旋转垂直位移旋钮(标有垂直双向箭头)上下移动信号波形。
2.4输入通道和输入耦合选择
1、输入通道选择
输入通道至少有三种选择方式:通道1(CH1)、通道2(CH2)、双通道(DUAL)。选择通道1时,示波器仅显示通道1的信号。选择通道2时,示波器仅显示通道2的信号。选择双通道时,示波器同时显示通道1信号和通道2信号。测试信号时,首先要将示波器的地与被测电路的地连接在一起。根据输入通道的选择,将示波器探头插到相应通道插座上,示波器探头上的地与被测电路的地连接在一起,示波器探头接触被测点。示波器探头上有一双位开关。此开关拨到“×1”位置时,被测信号无衰减送到示波器,从荧光屏上读出的电压值是信号的实际电压值。此开关拨到“×10"位置时,被测信号衰减为1/10,然后送往示波器,从荧光屏上读出的电压值乘以10才是信号的实际电压值。
2、输入耦合方式
输入耦合方式有三种选择:交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。当选择“地”时,扫描线显示出“示波器地”在荧光屏上的位置。直流耦合用于测定信号直流绝对值和观测极低频信号。交流耦合用于观测交流和含有直流成分的交流信号。在数字电路实验中,一般选择“直流”方式,以便观测信号的绝对电压值。
2.5触发
第一节指出,被测信号从Y轴输入后,一部分送到示波管的Y轴偏转板上,驱动光点在荧光屏上按比例沿垂直方向移动;另一部分分流到x轴偏转系统产生触发脉冲,触发扫描发生器,产生重复的锯齿波电压加到示波管的X偏转板上,使光点沿水平方向移动,两者合一,光点在荧光屏上描绘出的图形就是被测信号图形。由此可知,正确的触发方式直接影响到示波器的有效操作。为了在荧光屏上得到稳定的、清晰的信号波形,掌握基本的触发功能及其操作方法是十分重要的。
1、触发源(Source)选择
要使屏幕上显示稳定的波形,则需将被测信号本身或者与被测信号有一定时间关系的触发信号加到触发电路。触发源选择确定触发信号由何处供给。通常有三种触发源:内触发(INT)、电源触发内触发使用被测信号作为触发信号,是经常使用的一种触发方式。由于触发信号本身是被测信号的一部分,在屏幕上可以显示出非常稳定的波形。双踪示波器中通道1或者通道2都可以选作触发信号。
电源触发使用交流电源频率信号作为触发信号。这种方法在测量与交流电源频率有关的信号时是有效的。特别在测量音频电路、闸流管的低电平交流噪音时更为有效。
外触发使用外加信号作为触发信号,外加信号从外触发输入端输入。外触发信号与被测信号间应具有周期性的关系。由于被测信号没有用作触发信号,所以何时开始扫描与被测信号无关。
正确选择触发信号对波形显示的稳定、清晰有很大关系。例如在数字电路的测量中,对一个简单的周期信号而言,选择内触发可能好一些,而对于一个具有复杂周期的信号,且存在一个与它有周期关系的信号时,选用外触发可能更好。
2、触发耦合(Coupling)方式选择
触发信号到触发电路的耦合方式有多种,目的是为了触发信号的稳定、可靠。这里介绍常用的几种。
AC耦合又称电容耦合。它只允许用触发信号的交流分量触发,触发信号的直流分量被隔断。通常在不考虑DC分量时使用这种耦合方式,以形成稳定触发。但是如果触发信号的频率小于10Hz,会造成触发困难。
直流耦合(DC)不隔断触发信号的直流分量。当触发信号的频率较低或者触发信号的占空比很大时,使用直流耦合较好。
低频抑制(LFR)触发时触发信号经过高通滤波器加到触发电路,触发信号的低频成分被抑制;高频抑制(HFR)触发时,触发信号通过低通滤波器加到触发电路,触发信号的高频成分被抑制。此外还有用于电视维修的电视同步(TV)触发。这些触发耦合方式各有自己的适用范围,需在使用中去体会。
3、触发电平(Level)和触发极性(Slope)
触发电平调节又叫同步调节,它使得扫描与被测信号同步。电平调节旋钮调节触发信号的触发电平。一旦触发信号超过由旋钮设定的触发电平时,扫描即被触发。顺时针旋转旋钮,触发电平上升;逆时针旋转旋钮,触发电平下降。当电平旋钮调到电平锁定位置时,触发电平自动保持在触发信号的幅度之内,不需要电平调节就能产生一个稳定的触发。当信号波形复杂,用电平旋钮不能稳定触发时,用释抑(HoldOff)旋钮调节波形的释抑时间(扫描暂停时间),能使扫描与波形稳定同步。
极性开关用来选择触发信号的极性。拨在“+”位置上时,在信号增加的方向上,当触发信号超过触发电平时就产生触发。拨在“-”位置上时,在信号减少的方向上,当触发信号超过触发电平时就产生触发。触发极性和触发电平共同决定触发信号的触发点。
2.6扫描方式(SweepMode)
扫描有自动(Auto)、常态(Norm)和单次(Single)三种扫描方式。
自动:当无触发信号输入,或者触发信号频率低于50Hz时,扫描为自激方式。
常态:当无触发信号输入时,扫描处于准备状态,没有扫描线。触发信号到来后,触发扫描。
单次:单次按钮类似复位开关。单次扫描方式下,按单次按钮时扫描电路复位,此时准备好(Ready)灯亮。触发信号到来后产生一次扫描。单次扫描结束后,准备灯灭。单次扫描用于观测非周期信号或者单次瞬变信号,往往需要对波形拍照。
上面扼要介绍了示波器的基本功能及操作。示波器还有一些更复杂的功能,如延迟扫描、触发延迟、X-Y工作方式等,这里就不介绍了。示波器入门操作是容易的,真正熟练则要在应用中掌握。值得指出的是,示波器虽然功能较多,但许多情况下用其他仪器、仪表更好。例如,在数字电路实验中,判断一个脉宽较窄的单脉冲是否发生时,用逻辑笔就简单的多;测量单脉冲脉宽时,用逻辑分析仪更好一些。
示波器的使用
预习思考题
1.示波器的功能是什么?
2.扫描同步如何理解?
3.什么是李萨如图?
1.电子示波器是用来直接显示,观察和测量电压波形机器参数的电子仪器。
2.用每一个触发脉冲产生于同触发电压所对应的触发信号的同相位点,故每次扫描起点会准确地落在同相位点于是每次扫描的起始点会准确地落在同相位点,于是每次扫描出的波形完全重复而稳定地显示被测波的波形。就是触发扫描实现同步的原理。
3.当示波器在Y轴与X轴同时输入正弦信号电压且他们的频率式简单的整数比时荧光屏上出现各式各样的图形这类图形称作“李萨如图”
实验数据记录
实验仪器:
YB4320F双追踪示波器,SG1642函数信号发生器实验步骤:
1.用示波器观察信号波形
(1)调节扫描旋钮,使示波器的扫描线至长短适当的稳定水平亮线
(2)将信号发生器接到ch1或ch2输入上,频率选用数百或数千赫兹方式开关及触发源开关的位置与信号输入通道一致的出稳定的波形。
(3)改变输入信号电压的波形,如正弦波,三角波,方波调节扫描微调,以得到2个
(4)可以在调节其他该扫描熟悉示波器2.用李萨如图测定频率
(1)当示波器在Y轴与X轴同时输入正弦信号电压,且他们的频率式简单的整数比的的荧光屏上出现各种形式的图形,这类图形称作“李萨如图”
(2)当fg:fx=1:1时输入fg=50hz.fx=50hz,绘出一种李萨如图
(3)当fg:fx=1:2时输入fg=300hz.fx=200hz,绘出一种李萨如图
数据处理如上
思考题
1.示波器为接通前,有那些注意事项?
2.波形不稳定时,应调节那个旋钮?
3.为了观察李萨如图,应该怎样设置按钮?
4.欲关闭示波器,首先应把那个旋钮扭到最小?
1、确定是否接地
2、是否正确连接探头
3、查看所有的终端额定值
4、在是使用一个通道的情况下触发源选的通用一致
5、应调节水平微调使之稳定,再调节CH通道
6、首先示波器应该在XY轴输入正弦电压,且加上fg与fx上的频率成整数比
7、将示波器探头脱开测量电路,将输入选择开关,达到接地位置,关机,如果是模拟示波器的话,需要将聚集旋钮和亮度旋钮调低,然后在关闭电源。
示波器的使用实验报告
电学部分的动态电路在近年的中考中出现较频繁,重要性不言而喻,而且也是作为选择题的最后一道出现,难度可想而知,所以在上课中通过引入环节引起学生的重视,通过分类的例题解析让学生归纳方法,再将方法应用在实际解题中。
电路动态问题包括滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化,还有开关的开与关的变化引起电路中电学物理量的`变化以及电路故障。
本节复习课的目标是:会分析滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化。
本节课的主要内容是从串联电路、并联电路中展开研究,围绕滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化。
初中学生处于具体形象思维到抽象思维的过渡阶段,他们的思维在很大程度上还难于脱离具体事物。他们在考试过程中经常会碰到因变量随自变量变化的“动态分析”问题,若学生未掌握基本的分析方法,往往容易“凭空”推理,导致判断错误或无法判断。通过介绍“动态电路的分析法”让学生找准电路分析的误区,从而更好的分析动态电路。学生在静态情景中认识串、并联电路,会应用欧姆定律分析静态电路。动态变化对于学生来说是全新的,如何将这一全新的知识内化为学生自身的知识。在教学过程中,从学生熟悉的串联电路、并联电路的基本规律、欧姆定律入手,明确电阻的原因,再由欧姆定律求知,电流以及电压的变化情况。让学生明白了判断的应有依据及基本处理手法,他们就会对“动态分析问题”心中更有“底”了,判断的正确率也大大提高了。这也是“授人以‘鱼’,不如授人以‘渔’”道理之体现。
本节课在讲解例题时,分别讲到了串联电路的分析方法、并联电路的分析方法。在串联电路分析方法讲解中,判断电流表、电压表所测的对象,根据滑动变阻器的滑片移动情况及串联电路电阻特点R=R1+R2,判断总电阻变化情况,根据I=U/R,判断电流的变化情况,这些学生都掌握的不错,主要是先根据U1=I1R1判断定值电阻(小灯泡)两端电压的变化情况以及最后根据串联电路电压特点U=U1+U2,判断滑动变阻器两端的电压变化情况,掌握的不是很好。
在并联电路的分析方法中,并联电路中分析电表示数变化时,由于并联电路各支路两端的电压和电源电压相等,所以应先考虑电压表的示数不变,这一点掌握的不错,因为并联电路各支路相互独立,互不影响,可根据欧姆定律分别判断各支路中电流的变化,这一点中应用欧姆定律分析过程中会应用错误公式。最后根据I=I1+I2分析得出干路中电流的变化,关键之处要分清电表所测的对象,这点中对于复杂电路学生就很难分清电表所测对象了。
习题设计中体现出的教学效果较好,习题是针对例题来训练的,在例题讲解中得出分析动态电路的方法。同时,通过练习题来巩固学生的分析方法,让学生在做练习中掌握本节课的分析方法,并能做到举一反三。
本课的不足是:
(1)在研究过程中所选内容难度偏大,上课过程中真正能懂的学生甚少。
(2)教学容量欠少,学生的课堂训练量时间不足。
(3)动态分析过程中,有些物理量的判断途径有多种,这方面的指导由于时间缘故还欠缺。
(4)课堂教学中,学生归纳方法时放手度还是不够,引导过多,导致学生的实际解题训练环节时间不够。
发布时间:2025-05-03
在平日里,心中难免会有一些新的想法,往往会写12篇心得体会,这样可以帮助我们总结以往思想、工作和学习。相信许多人会觉得心得体会很难写吧,下面是小编整理的校内实训心得体会,欢迎阅读与收藏。校内实践心得体会 篇1 这次活动是一次非常有意思、有意义的活动,在这次活动中,我体会到了种种不同的感受,也看...
发布时间:2025-05-03
当我们受到启发,对学习和工作生活有了新的看法时,可以将其记录在心得体会中,这样可以不断更新自己的想法。那么好的心得体会都具备一些什么特点呢?以下是小编收集整理的军训结束的心得体会,希望对大家有所帮助。军训结束心得体会 篇1 光阴似箭,日月如梭。转眼间六年的时光过去了,我升到了初中,也迎来了初中...
发布时间:2025-05-03
在平日里,心中难免会有一些新的想法,写20篇心得体会,记录下来,这样可以帮助我们总结以往思想、工作和学习。那么你知道心得体会如何写吗?下面是小编帮大家整理的文明校园心得体会通用,希望能够帮助到大家。校园文明心得体会 篇1 在美丽的景点走在干净的小路上路边绿阴阴的草地,美丽的鲜花,让人有心旷神怡...
发布时间:2025-05-03
田径训练心得体会 篇1 光阴似箭,日月如索,转眼间一学年的工作已经结束,回顾这一学年中,在完成体育课堂教学的情况下,利用业余时间组织学生进行田径训练。在学校各级领导的关心和各科老师的支持下,做了许多工作,虽然取得了一点成绩,但也存在着不足。 一、得到领导支持,取得学科老师配合 本学年伊始,在校...
发布时间:2025-05-03
当我们备受启迪时,可用写心得体会的方式将其记录下来,这样可以不断更新自己的想法。那么心得体会怎么写才恰当呢?下面是小编整理的地震演练心得体会,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。防震演练心得体会 篇1 “快跑!快跑!”伴随着惊慌失措的叫喊声,班里同学一窝蜂似的涌下楼梯,奔向操场,顷刻,教室里已经空空如...
发布时间:2025-05-03
当我们有一些感想时,好好地写一份心得体会,从而不断地丰富我们的思想。但是心得体会有什么要求呢?下面是小编收集整理的酒店实习心得体会,欢迎大家分享。酒店实习心得体会 篇1 在酒店实习已经有两个半月了,在这半个月中,有很多的事情值得分享。 第一件事是我们学院的老师来看望了我们,而且我们的老师还住...
发布时间:2025-05-03
四有军人心得体会 篇1 进步、前途,历来是十分诱人的字眼。成才进而在自己岗位上有所作为,是每个人所共有的心理。然而,在改革的今天,有些同志认为“现在军队不是干事业的地方”,那么,如何看待军人的岗位呢?下面是我的粗浅认识与同志们共勉。 无论战争年代,还是和平时期,军队都是一所大学校。自古军营出人才...
发布时间:2025-05-03
从某件事情上得到收获以后,通常就可以写18篇心得体会将其记下来,这么做能够提升我们的书面表达能力。那么心得体会怎么写才恰当呢?下面是小编为大家收集的《秘密花园》心得体会,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。秘密花园心得体会 篇1 这是一个脾气粗暴、身体不太健康,而且脸上没有一点血色的女孩。...
发布时间:2025-05-03
我们有一些启发后,将其记录在心得体会里,让自己铭记于心,它可以帮助我们了解自己的这段时间的学习、工作生活状态。那么心得体会该怎么写?想必这让大家都很苦恼吧,以下是小编为大家整理的军事训练后心得体会通用,仅供参考,大家一起来看看吧。射击训练心得体会 篇1 不得不说,我从大一上就开始选射击课了,但...
发布时间:2025-05-03
我们有一些启发后,可用写心得体会的方式将其记录下来,这么做可以让我们不断思考不断进步。你想好怎么写心得体会了吗?下面是小编为大家整理的安装实训心得体会范文(通用17篇),欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。安装实训心得体会 篇1 一.实习时间: 20xx年10月至20xx年12月20日 ...
示波器的使用心得体会(精选十四篇)
文件夹最新文章
推荐栏目