物理量的计算机采集实验.docx

物理量的计算机采集实验 3．实验内容 ⑴测量练习：以Cobra3采集单元上电源输出5V/0.2A作为测量信号，自组测量界面，能够同时用指针表和数字表给出测量结果，重复6次，对数据进行分析和处理，给出正确的测量结果。对数据进行分析和处理，给出完整结果表达式，注意测量数据的有效位数显示。 最终采集的十组数据如图所示，都在4.97~4.99V之间，根据数据保存的txt文件可以看到具体的电压值(没有按照要求采集六次，只是单纯觉得多几组也没有问题) 编号12345电压/V4.974.994.994.984.97编号678910电压/V4.974.984.984.994.98 ⑵电路中电容电压电流变化的测量：按实验室给出方案，连接采样电路，研究电容两端电压随时间改变的过程。测量电容大小并估算不确定度，给出完整结果表达式。 图2 测量参数设置 Cobra3采集得到的电容电压关于时间的变化曲线如图： 由实验数据得出，在t=66ms左右时电容两端电压降至最终电压的一半（最终电压4.95V） 时间 电压1 电压2 电流 66 2.43 2.41 2.413 68 2.48 2.38 2.378 70 2.53 2.33 2.328 72 2.58 2.29 2.288 由实验原理，带入R=1000Ω，有C=98.10μF： 电容大小的不确定度来自于时间的误差以及采样电阻的误差。采样电阻误差=0.1%R=1Ω， ，有?C?t=1Rln2=1.443*10-3; ?C?R=tln2R2=9.810*10-8; t=68ms,则有?C=1.443*10-32*2*10-32+(9.81*10-8)^2 =3.3133*10-8F=0.03μF，所以电容大小为 （98.10±0.03）μF 3.自拟线路记录开关断开到闭合的过程，测量K1稳定时间以及电压过冲大小，探讨开关性能对电容测量有无影响。 两幅照片不同是由于同一仪器自身性质不稳定导致的，测量参数均为下降25%和间隔0.02s扫描。总体而言电压过冲大小都在5V以上，图一为5.14V，图二为5.42V，最低电压一个是-0.48V，一个是-0.74V，稳定时间均为0.158s。但是鉴于本实验中设置在下降2.5V以下才开始扫描（这里不是很清楚设置的2.5V以下开始数据是从-0.45左右开始的）.在经过1到两个波峰后，电压值趋于稳定，保持在0点。 这一实验定量的说明在电路实验中开关的闭合对于电路信号的影响。尤其是涉及到一些储能元件、精密元件时这样的电路会造成较大误差。 4.个人脉搏的测量和记录分析，利用脉搏传感器计算脉搏、心率 图中较大的尖峰来自于心跳给血液压力使其冲击血管壁，压力信号通过压力感受器转换成电信号进入电脑得到的结果。尖峰旁边的小尖峰也值得关注，据医学生同学说，这应当是每博血流在第一次冲击血管壁之后的震荡，也是很有规律性。一般而言，我们认为脉搏等于心跳。以每段时间内第一次出现电压为正计算，在6000ns中出现了9次尖峰 编号12345时（ns）4621100175123672977编号678910时间（ns）36044261497256726377 根据以上数据，利用逐差法计算心跳间隔时间为x10+x9+x8+x7+x6-x5-x4-x3-x2-x15*5=649.16ns,测得本人心跳为92.4/min。这个结果一方面说明因为我不爱运动身体每况愈下（从来没有测得这么高过），另外更可能是自己因为怎么都做不出来比较紧张？ 5.发光二极管伏安特性曲线，估算发光波长，当外加正向电压超出发光二极管阈值电压Ud时才会发光，λ=1240/U（nm），注意，电流不能超过10mA，否则会被烧坏。 红灯图像 蓝灯图像 由测??数据得，蓝灯阈值电压为2.39V，波长为518.83nm，大于446到464nm的范围 红灯阈值电压为1.56V，波长为794.87nm，计算值与实际红光620到760较长。 两次波长测量都较大，可能是由于计算公式没有考虑实际电路中电子器件的影响，使阈值电压较大。