动态物理过程描述pptPPT

【实验原理】实验框图：传感器数据采集A/D转换计算机电量物理过程非电量结果分析在信号测量中，常用的方法是把被测物理量通过传感器转换成电信号再测量，在这些信号中有很多是随时间变化的，特别是有些物理量在小范围时间内急剧变化，对于这些物理过程的测量，目前实验中常用的手工记数方法此时无法跟上这种快速变化，而采用计算机进行快速、准确的数据采集就弥补了这方面的缺陷，用计算机进行实时检测是比较合适的。动态物理过程的实时测量：RC串联电路暂态过程1.当开关K拨向1时，电源通过电阻R对电容C进行充电，直到稳定状态。2.把开关K拨向2，此时电容C通过R放电。这两个过程就是RC电路的暂态过程。图2RC充放电曲线图1RC充放电电路电容RC串联电路暂态过程的变化规律：1tRCUcEeRCtUcEe充电放电半衰期T1/2：反映暂态过程快慢在放电过程中，Uc(t)下降到初始值的一半时所需的时间τ为RC电路的时间常数1/2()12TEEeRC1/20.693T【实验仪器】计算机，LabCorder数据采集分析仪，稳压源，电阻箱，电阻，电容（多种规格），线路板，导线7根。LabCorder数据采集分析仪：它由计算机、外置数据采集器和数据采集分析软件三部分构成，是一个集计算机、数据采集、记录、分析和结果显示为一体的的多功能智能仪器。LabCorder数据采集分析仪的外置数据采集器上设计有两路模拟量采集通道，两路数字量采集通道和+5V直流电压输出等功能。该仪器模拟信号的输入范围为±5V；输入信号幅度可经模入接口卡中的高性能仪用放大器调到1、10、100、1000等合适的放大倍数，保证最佳转换精度。RC电路Ch1倍率信号输入端本次实验不使用区域Ch2LabCoder的输入界面【实验内容】1.自行设计不同参数的RC组成的串联电路,并用计算机采集其充放电曲线（至少5组），将数据保存为.txt格式文件。2.描绘相应的充放电曲线，从曲线中读取T1／2，由此计算时间常数及电容值，并与RC测试仪测出的电容值进行比较。3.研究RC串联电路充放电规律：将所测得的5组数据，用计算机作图软件进行拟合处理，得到经验式，并与理论推导的规律进行比较，得出相应参数，分析误差原因。4.拓展内容：选择其它的动态物理过程进行研究（如热敏电阻的温度特性等）。【数据及数据处理】1.采集的实验数据保存在电脑上，并挑选需要的数据部分在Oringin软件上作图。2.描绘不同电容的充放电曲线。图1R＝10kΩ，C=1000μF图2R＝10kΩ，C=470μF结论：当固定电阻值而改变不同电容值时候，充放电时间常数τ＝RC明显不同。3.从曲线中读取T1／2，由此计算时间常数及电容值，并与RC测试仪测出的电容值进行比较。4.用计算机作图软件进行拟合处理，得到经验式，并与理论推导的规律进行比较，得出相应参数。a5EVb10.1RC方法一：使用菜单命令拟合首先激活绘图窗口，选择菜单命令Analysis，则可以看到Origin非线性拟合拟合曲线的目的为要根据已知数据照出响应函数的系数。FitExponentialDecay指数衰减拟合10xteyy方法二：非线性最小平方拟合NLSF方法是AnalysisAnalysisNon-LinearCurveFitAdvancedFittingTools或者FittingWizad选择所需的函数进行拟合数据处理5.设计合理的实验方法，测量热敏电阻PTC的温度特性曲线(合理选择数据点进行记录)【注意事项】1.应用各种仪器前，仔细阅读有关说明和使用方法。2.各电路元件在测量时，接地点应和仪器的接地点一致。3．电路连接完成后，仔细检查，电源不可短路！电解电容的正负极不可接反！4.计算机的最大采集电压为5V，超出者无法正确读数。【思考与分析】1.对一动态过程的检测，采样速率如何确定，对物理量的测量有何影响？2.请再设计2个以上用一般手段不易测试的物理过程，并写出测试与研究方案。