内容发布更新时间 : 2024/12/25 13:42:56星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
(8)实验完毕关闭主、副电源,尤其是加热器-15V电源,(自备温度计测出温度后马上拆去-15V电源连接线)其它旋钮置原始位置。 思考:
(1)为什么差动放大器接入热电偶后需再调差放零点?
(2)即使采用标准热电偶按本实验方法测量温度也会较很大误差,为什么?
* 实验四 热电偶原理及分度表的应用
(998型)
实验目的:了解热电偶的原理及现象 实验原理:同上 所需单元及附件:
-15V不可调直流稳压电源、差动放大器、F/V表、加热器、热电偶、水银温度计(自备)、主、副电源
旋钮初始位置:F/V表切换开关置2V档,差动放大器增益最大。 实验步骤:
(1)了解热电偶原理。
(2)了解热电偶在实验仪上的位置及符号,实验仪所配的热电偶是由铜—康铜组成的简易热电偶,分度号为T。它封装在双孔悬臂梁的下片梁的加热器里面(不可见)。
(3)按图4接线、开启主、副电源,调节差动放大器调零旋钮,使F/V表显示零,记录下自备温度计的室温。
4)将-15V直流电源接入加热器的一端,加热器的另一端接地,观察F/V表显示值的变化,待显示值稳定不变时记录下F/V表显示的读数E。
(5)用自备的温度计测出下梁表面加热器处的温度t并记录下来。(注意:温度计的测温探头不要触到应变片,只要触及热电偶处附近的梁体即可)
(6)根据热电偶的热电势与温度之间的关系式:Eab(t,to) = Eab(t,tn) + Eab(tn,to) 其中:t??????热电偶的热端(工作端或称测温端)温度。
tn??????热电偶的冷端(自由端即热电势输出端)温度也就是室温。 to??????0℃(tn=to)
1.热端温度为t,冷端温度为室温时热电势:Eab(t,tn) = (f/v显示表E)/100,100为差动放大器的放大倍数,2为二个热电偶串联)。
2.热端温度为室温,冷端温度为0℃,铜-康铜的热电势:Eab(tn,to):查以下所附的热电偶自由端为0℃时的热电势和温度的关系即铜-康铜热电偶分度表,得到室温(温度计测得)时热电势。
3.计算:热端温度为t,冷端温度为0℃时的热电势,Eab(t,to),根据计算结果,查分度表得到温度t。
铜—康铜热电偶分度(自由端温度0℃) 分度号:T
工作端温度℃-1000 1020300123456789热 电 动 势 (mv)-0.383-0.421-0.459-0.496-0.534-0.571-0.608-0.646-0.683-0.720-0.000-0.039-0.077-0.116-0.154-0.193-0.231-0.269-0.307-0.3450.0000.0390.0780.4700.8701.2790.1470.5100.9111.3200.1560.5490.1950.5890.2340.6291.0321.4440.2730.6691.0731.4860.3120.7091.1141.5280.3510.7491.1551.5690.3910.4300.7890.8301.1961.23710.9510.9921.3611.403
工作端温度℃023456789热 电 动 势 (mv)1.6111.6532.0352.4672.9083.3573.8272.0782.5112.9533.4023.8731.6952.1212.5552.9973.4473.9194050607080901001.7382.1642.5993.0423.4833.9654.4321.7802.2072.6433.0873.5384.0121.8222.2502.6873.1311.8651.9072.2942.3371.9501.9922.3802.4242.8192.8643.2663.3122.7312.7753.1763.2213.5844.0584.5293.6304.1053.6764.1514.6213.7213.7674.1984.2444.715
(7)热电偶测得温度值与自备温度计测得温度值相比较。(注意:本实验仪所配的热电偶为简易热电偶、并非标准热电偶,只是了解热电势现象)。
(8)实验完毕关闭主、副电源,尤其是加热器-15V电源(自备温度计测出温度后马上拆去-15V电源连接线),其它旋钮置原始位置。 思考:
(1)为什么差动放大器接入热电偶后需再调差放零点?
(2)即使采用标准热电偶按本实验方法测量温度也会较很大误差,为什么?
实验五 移相器实验
实验目的:了解运算放大器构成的移相电路和的原理及工作情况
实验原理:图5为移相电路示意图由移相器原理图可求得该电路的闭环增益G(s)
4.2914.3384.3854.4794.5734.668?R4?R5??W1C1S(R2?R1)??R?R5??2???W2C2S?1??W1C1S?1???jW1C1?(R1?R2)?1?R4?R5则G(j?)??R?R5??2??R1R4?jW2C2??1??jW2C2w?1?G(S)?1R1R4G(j?)?(1?w2C2W2)(W1C1?2?1)?4?2C1C2W1W2(1??2C2W2)(1?W1C1?2)?1??2W1C1C2W2?2???CW??CW??2211??tg??2??2C1C2W1W2?1?1???WC??CW???22?11?22222222当R1?R2?W1?R4?R5?10K时有G(j?)?1
由正切三角函数半角公式可得
?2tg???1?tg22tg?1?wWCCW??2arctg??wCW?wWC?????
以上式可看出,调节电位器W2将产生相应的相位变化 。 所需单元及部件:
移相器、音频振荡器、双线(双踪)示波器、主、副电源 实验步骤:
(1)了解移相器在实验仪所在位置及电路原理(见图5,电路原理见附录)。
图 5 (2)将音频振荡器的信号引入移相器的输入端(音频信号从0°、180°插口输出均可),开启主、副电源。 (3)将示波器的两根线分别接到移相的输入和输出端,调整示波器,观察示波器的波形。 (4)调节移相器上的电位器,观察两个波形间相位的变化。 (5)改变音频振荡器的频率,观察不同频率的最大移相范围。 问题:
(1)根据电路原理图,分析本移相器的工作原理,并解释所观察到的现象。
(2)如果将双踪示波器改为单踪示波器,两路信号分别从Y轴和X轴送入,根据李沙育图形是否可完成此实验?
注意事项:本仪器中音频信号由函数发生器产生,所以通过移相器后波形局部有些畸变,这不是仪器故障。
正确选择示波器中的“触发”形式,以保证双踪示波器能看到波形的变化。
实验六 相敏检波器实验
实验目的:了解相每检波器的原理和工作情况。 实验原理:相敏检波电路如图(6A)(及所附原理图)所示,图中为①输入信号端,③为输出端,②为交流参考电压输入端,⑤为直流参考电压输入。 当②⑤端输入控制电压信号时,通过开环放大器的作用场效应晶体管处于开关状态。从而把①输入的正弦信号转换成半波整流信号。
所需单元和部件:相敏检波器、移相器、音频振荡器、双踪示波器、直流稳压电源、低通滤波器、F/V表、主、副电源。
有关旋钮的初始位置:F/V表置20K档。音频振荡器频率为4KHz,幅度置最小(逆时针到底),直流稳压电湖输出置于±2V档,主、副电源关闭。 实验步骤:
(1)了解相敏检波器和低通滤波器在实验仪面板上符号。 (2)根据图6A的电路接线,将音频振荡器的信号0°输出端输出至相敏检波器输入端①,把直流稳压电源+2V输出接至相敏检波器的参考输入端⑤,把示波器两根输入线分别接至相敏检波器的输入端①和输出端③组成一个测量线路。
图 6A
(3)调整好示波器,开启主、副电源,调整音频振荡器的幅度旋钮,示波器输出电压为峰峰值4V,观察输入和输出波形的相位和幅度值关系。
(4)改变参考电压的极性,观察输入和输出波形的相位和幅值关系。由此可得出结论,当参考电压为正时,输入和输出同相,当参考电压为负时,输入和输出相反。
(5)关闭主、副电源,根据图6B重新接线,将音频振荡器的信号从0°输出至相敏检波器的输入端①,并同时按相敏检波器的参考输入端②,把示波器的两根输入线分别接至相敏检波器的输入①和输出端③,将相敏检波器输出端③同时与低通滤波器的输入端连接起来,将低通滤波器的输出端与直流电压表连接起来,组成一个测量线路。(此时,F/V有表置于20V档)。 (6)开启主、副电源,调整音频振荡器的输出幅度,同时记录电压表的读数,填入下表。
图 6B 单位:V
Vip-p 0.5 1 2 3 4 8 16Vo
(7)关闭主、副电源,根据图6C的电路重新接线,将音频振荡器的信号从00端输出至相敏检波器的输入端①,将从1800输出端输出接至移相器的输入端,把移相器输出端接至相敏检波器的参考输入端②把示波器的两根输入线分别接至相敏检波器的输入端①和输出端③同时与低通滤波器输入端连接起来,将低通滤波器输出端与直流电压表连接起来,组成一测量线路。
图 6C
(8)开启主、副电源,转动移相器上的移相电位器,观察示波器的显示波形及电压表的读数,使得输出最大。
(9)调整音频振荡器的输出幅度,同时记录电压表的读数,填入下表。 单位:V
Vp-p 0.5 1 2 3 4 8 16Vo
思考:
(1)根据实验结果,可以知道相敏检波器的作用是什么?移相器在实验线路中的作用是什么?(即参考端输入波形相位的作用) (2)在完成第五步骤后,将示波器两根输入线分别接至相敏检波器的输入端①和附加观察端⑥和⑦,观察波形来回答相敏检波器中的整形电路是将什么波转换成什么波,相位如何?起什么作用?
(3)当相敏检波器的输入与开关信号同相时,输出是什么极性的什么波,电压表的读数是什么极性的最大值。
实验七 金属箔式应变片—交流全桥