回转器实验指导书
机械振动相关实验的实验指导书
实验三、回转试验台振动测量一、实验目的1、进一步熟悉常用信号分析仪器的使用；2、了解一般旋转机械的结构；3、掌握旋转机械振动监测与诊断的基本过程及分析方法。
二、实验仪器及对象1、列出所用振动分析仪器、软件、传感器的名称、型号、用途等；2、测试对象：振动试验台。
三、多功能振动实验台简介本实验所使用的MDT-3A型多功能振动实验台是集齿轮传动、皮带传动、联轴器传动于一体的转子实验台，专门从事振动测试、振动研究及教学、大专院校有关实验室等提供了有效而方便的实验手段。
该实验台可以通过改变转子转速、转子质量盘位置、齿轮啮合副及故障轴承组件等，惊醒多种转动机械常见故障的模拟，如转子不平衡、轴承座松动、皮带轮偏心、齿轮故障及轴承的早期故障等。
实验台采用直流调速电机，并配有转速指示表，可以在0到3000转/分的任意转速下工作。
实验台配有一级变速齿轮箱，有三种齿轮啮合方式，三个小齿轮采用固定工安装。
可模拟齿轮啮合频率、故障齿轮边带、断齿故障等。
轴承故障模块可快速方便地安装在齿轮箱轴上，通过加载螺钉进行径向加载，从而模拟出轴承的主要故障：外环故障、内环故障、滚动体故障等。
电机与齿轮箱输入轴之间采用皮带传动，并配有偏心皮带轮，可进行偏心皮带轮故障的模拟。
安装有两片质量盘的转子台模块，能模拟出更多的机械故障，如质量不平衡、力偶不平衡、动不平衡、轴承座松动等。
质量盘上沿圆周方向加工有16个M5的螺纹孔，可以通过调整螺钉的安装来进行单面或双面的现场动平衡模拟。
该实验台具体可模拟以下几种故障模式：●通过转子盘模拟不平衡故障转子的不平衡故障是在转子模块上，通过对两个质量盘进行质量的添加或减少来实现转动系统的不平衡。
通过联轴器可以把转子模块与齿轮箱分离，降低实验过程中外部因素的影响。
●模拟皮带轮偏心故障实验台配套有两个皮带轮，一个是正常的，一个是把皮带轮特别做成偏心的皮带轮。
皮带轮安装在电机输出轴上，实验时只要通过简单的更换就可以达到转子偏心的效果。
回转器
数字示波器
1台
数字万用表
1只
可调电容箱
1只
可调电阻箱
1只
直流毫安表
1只
交流毫伏表
1只
有源电路实验板 1块
直流稳压电源
用表
可调电容箱
可调电阻箱
直流毫安表
交流毫伏表
有源电路实验板
实验步骤
1. 测量回转器的回转电导
Ro ro
uro
实验标准报告
一、实验目的 1．学习和了解回转器的特性。
2．研究如何用运算放大器构成回转器，学习回转器 的测试方法。
2. 回转器可以由晶体管或运算放大器等有源器件
构成。图5.16.2所示电路是一种用两个负阻抗变换器
来实现的回转器电路。
其端口特性：
i1
1 R
u2
i2
1 R
u1
根据回转器定义式，可得 g＝1/R。
＋ ＋
R0
－
R0
R0
i5
i6
R
i3
i1 u1
A
i
Rin
R i7
Rin
B
－
R0
3. 绘制不同频率下，电路中采样电阻两端的幅频特 性。
实验现象
1. 在模拟电感器实验中，回转器的负载接电容时， 其端口的电压相位超前于端口电流相位，说明回 转器将电容转换成了电感。
2. 电阻、电容和模拟电感器串联当输入信号频率等 于谐振频率时电路发生了谐振，此时电阻上的电 压最大。
实验结果分析
1. 如果直接将通道1测量 us，通道2测量uro，会产 生什么后果？为什么？ 答：会造成功率函数发生器输出端短路。因为 示波器两通道的“地”是同一个“地”。
电路实验教程1.13 回转
1.13 实验十三 回转器的研究1.13.1. 实验目的(1). 观测和研究回转器的端口伏安特性；(2). 测试回转器的参数；(3).了解回转器的应用。
1.13.2. 实验原理(1) 回转器的端口伏安特性理想回转器是一个二端口网络，其电路模型如图12.1所示，其伏安关系为i 1=g u 2 或 u 1= - r i 2i 2=-g u 1 u 2= r i 1即一个端口的电流（或电压）能够“回转”为另一个端口的电压（或电流），其中g 和r 分别称为回转电导和回转电阻，简称回转系数。
(2) 回转器的阻抗逆变作用在图1.13-2中，回转器输入端接入负载阻抗ZL ，入端的输入阻抗z r L 2)(r r 1r I U I U Z 2222211in=-=-== 假如负载为电容，其阻抗为1/(j ωC)，则此时输入阻抗L j Cr j C j 122in r Z 'ω=ω=ω=即输入阻抗为电感L=r 2C 的电感元件，所以回转器也是一个阻抗逆变器。
(3) 利用回转器产生浮地电感用回转器（当输出端接电容C 时）模拟的电感一端接地，这就意味着此电路仅能用来实现一端接地的电感。
然而无源RLC 电路通常包含有不接地的电感，这种电感一般称为“浮地电感”。
实现这种电感的途径是把两个回转器和一个电容按图12.3(a)级联起来。
如果回转器是理想的，那么该电路就具有图1.13-3(b)所示的数值为Cr 2的理想浮地电感的性质。
图1.13-1 回转器模型 U 2 - + 图1.13-2 由回转器实现阻抗逆变 Z in 图1.1-3 回转器模拟浮地电感(a)用模拟电感可以构成谐振电路或滤波器等电路。
(4) 用运算放大器组成回转器用运算放大器组成回转器的电路有多种，图1.13-4为其中一种，其工作原理请同学们自行分析之。
1.13.3实验内容(1) 回转器端口伏安特性的观测用示波器分别观测输出端接R L 、L 或C 时的入端电压、电流波形。
仿真实验五 回转器
五、运放实现回转器仿真实验一、电路课程设计目的1、了解回转器的基本特性及其运放实现；2、掌握回转器参数的测试方法，了解回转器的应用。
二、仿真电路设计原理回转器的概念是B.D.H.Tellegen 于1948年提出的。
六十年代由L.P .Huelsman 及B.A.Sheei 等人用运算放大器及晶体管电路实现。
回转器是一种二端口器件。
它的电流与电压的关系为I 1=gU 2I 2= - gU 1或写成U 1= -rI 2 U 2=rI1式中g 和r =1g分别称为回转电导和回转电阻，简称回转常数。
用矩阵形式可表示为⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡212100U U g g I I 或⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡212100I I rr U U 若在回转器2—2′端口接以负载阻抗Z L ，则在1—1′端口看入的输入阻抗为LL in Z rI Z I r U I r rU rII rI I U Z 22222222212111/=--=-=-=-==如果负载阻抗Z L 在1—1′端口，则从2—2′端口看入的等效阻抗为LL in Z rI Z I r U I r rU rI I U Z 211211211222/==-=-==由上可见，回转器的一个端口的阻抗是另一端口的阻抗的倒数(乘上一定比例常数)，且与方向无关(即具有双向性质)。
利用这种性质，回转器可以把一个电容元件“回转”成一个电感元件或反之。
例如在2—2′端口接入电容C ，在正弦稳态条件下,即1L Z j Cω=，则在1－1′端口看入的等效阻抗为eg Lin L j C r j rZ rZ ωω====22211式中：L r C eg =2为1—1′端口看入的等效电感。
同样，在1—1′端接电容Ｃ，在正弦稳态条件下，从2—2′看进去的输入阻抗Ｚin2为eg in L j C j r Cj I I r U I r rU rI I rI I U Z ωωω=⋅=⋅-⋅-=⋅-=-===211211211212221式中：Ｌeg ＝r 2C 。
实验五 回转器的设计与研究
实验报告五 回转器的设计与研究1、电路课程设计目的（1）利用运算放大器设计电路，实现回转器；（2）用实验方法测定回转器参数并与理论计算值比较。
2、设计电路原理与说明理想回转器是一种线性的非互易二端口网络，不消耗功率也不发出功率，是一个无源线性元件。
回转器有把一个端口的电压“回转”到另一个端口的电流或相反的过程这样一种性质。
正是如此，可利用回转器将一个电容回转为一个电感，这为集成电路中对于电感元件难以集成的问题提供了一种解决的方法，即用便于集成的电容代替电感。
回转器矩阵方程为112200i u g i gu ⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭112200u i r u r i -⎛⎫⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭其中，g 具有电导量纲，称为回转电导；r 具有电阻量纲，称为回转电阻，它们均为常数，亦称为回转常数，且1g r =。
设计电路图如下：1320R R ==Ω 2410R R ==Ω121'2'图一利用运算放大器的“虚短”“虚断”概念，对O 1的同相端列KCL 方程有2421u u i R -=对O 2同相端列KCL 方程有213u i R -=又流过R 2和R 4的电流相同有12424u u u R R -=故42112R i u R R =写成矩阵形式为31122412100R i u i u R R R ⎛⎫-⎪⎛⎫⎛⎫⎪=⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ ⎪⎝⎭当1234R R R R =时，即满足回转器的条件，矩阵形式为3112231010R i u i u R ⎛⎫-⎪⎛⎫⎛⎫ ⎪= ⎪ ⎪⎪⎝⎭⎝⎭ ⎪⎝⎭回转电导31g R =，回转电阻3r R =。
现取1320R R ==Ω，2410R R ==Ω，故0.05g s =，20r =Ω。
3、电路课程设计仿真内容与步骤及结果（1）在1-1’ 端口接入电源，在2-2’ 端口接入10Ω电阻，测量I 1 I 2 U 2；图二1212200.6u i ==Ω21 5.999200.3u i -=≈Ω （2）在2-2’ 端口接入电源，在1-1’ 端口接入10Ω电阻测量I 2 I 1 U 1；图三125200.25u i ==Ω 2110200.5u i --==Ω-（3）测量回转器将电感回转为电容的特性；图四波形图为图五电流超前电压，表现出电容的特性。
回转器实验报告
回转器实验报告回转器实验报告引言：回转器是一种常见的实验装置，用于研究物体在旋转时产生的力和动力学特性。
本次实验旨在通过构建一个简单的回转器装置，探究回转器的基本原理和运行机制，并分析其在不同条件下的性能表现。
一、实验目的本实验的主要目的如下：1. 理解回转器的基本原理和结构；2. 探究回转器在不同转速下的性能变化；3. 分析回转器在不同负载条件下的工作特性；4. 讨论回转器在实际应用中的局限性和改进方向。
二、实验装置与方法1. 实验装置：本次实验所使用的回转器装置主要包括一个电动机、一个转轴、一个负载轮和一套数据采集系统。
电动机通过转轴将动力传递给负载轮，数据采集系统用于记录转轴转速和负载轮的转动情况。
2. 实验方法：在实验开始前，首先将电动机与转轴连接，并将负载轮安装在转轴上。
然后，通过调节电动机的转速，记录不同转速下转轴的转动情况。
接着，改变负载轮上的负载，记录不同负载条件下转轴的转速和负载轮的转动情况。
最后，根据实验数据进行分析和讨论。
三、实验结果与讨论1. 回转器转速与负载关系：根据实验数据，我们可以得出回转器的转速与负载之间存在一定的关系。
当负载增加时，回转器的转速会下降；当负载减小时，回转器的转速会增加。
这是因为负载的增加会增加回转器所需的力矩，从而降低转速。
2. 回转器转速与电动机转速关系：实验还表明，回转器的转速与电动机的转速之间存在一定的关系。
当电动机的转速增加时，回转器的转速也会增加；当电动机的转速减小时，回转器的转速也会减小。
这是因为电动机提供的动力直接影响着回转器的转速。
3. 回转器的性能与负载轮材料的关系：在实验中，我们还发现负载轮的材料对回转器的性能有一定的影响。
当负载轮的材料较轻时，回转器的转速会相对较高；当负载轮的材料较重时，回转器的转速会相对较低。
这是因为负载轮的材料质量会影响回转器所需的力矩。
四、实验结论通过本次实验，我们得出了以下结论：1. 回转器的转速与负载之间存在一定的关系，负载增加会导致转速下降。
回转体的动平衡实验(实验指导书)word资料15页
回转体的动平衡实验一、实验目的1、掌握刚性转子动平衡的试验方法。
2、初步了解动平衡试验机的工作原理及操作特点。
3、了解动平衡精度的基本概念。
二、实验设备及工具1、CYYQ—50TNC型电脑显示硬支承动平衡机2、转子试件3、橡皮泥，M6螺钉若干4、电子天平（精度0.01g），游标卡尺，钢直尺图1 硬支承动平衡机三、CYYQ—50TNC型硬支承动平衡机的结构与工作原理1、硬支承动平衡机的结构该试验机是硬支承动平衡机，实物如图1所示。
动平衡试验机是用来测量转子不平衡量的大小和相角位置的精密设备，一般由机座6、左右支承架4、圈带驱动装置2、计算机检测显示系统、传感器5、限位支架3和光电头1等部件组成，如图2所示。
图2 硬支承动平衡机结构示意图1．光电头 2．圈带驱动装置 3．限位支架 4．支承架 5．传感器 6．机座左右支承架是动平衡机的重要部件，中间装有压电传感器，此传感器在出厂前已严格调整好，切不可自行打开或转动有关螺丝（否则会严重影响检测质量）。
左右移动只需松开支承架下面与机座连接的两个紧固螺钉，把左右支承架移到适当位置后再拧紧即可。
支承架下面有一导向键，保证两支架在移动后能互相平行，支承架中部有升降调节螺丝，可调节转子的左右高度，使之达到水平。
外侧有限位支架，可防止转子在旋转时向左右窜动。
转子的平衡转速必须根据转子的外径及质量，并考虑电机拖动功率及摆架动态承载能力来进行选择。
本动平衡机采用变频器对电动机调频变速，使工作速度控制自如。
2、转子动平衡的力学条件由于转子材料的不均匀、制造的误差、结构的不对称等诸因素导致转子存在不平衡质量。
因此当转子旋转后就会产生离心惯性力，它们组成一个空间力系，使转子动不平衡。
要使转子达到动平衡，则必须满足空间力系的平衡条件⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑00M F 或 ⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑00B A M M （1） 即作用在转子上所有离心惯性力以及惯性力偶矩之和都等于零，这就是转子动平衡的力学条件。
回转构件的动平衡实验指导书
机械工程课内实验实验指导书回转构件动平衡实验桂亮金悦西安交通大学机械基础实验教学中心2014年4月目录一、实验目的 (2)二、实验设备和工具 (2)三、实验台结构与工作原理 (2)四、实验步骤及注意事项 (8)一、实验目的1.加深对转子动平衡概念的理解。
2.了解动平衡实验台的结构及工作原理3.了解并掌握刚性转子动平衡的原理及基本方法。
二、实验设备和工具1.CDJY-3型机械共振式动平衡机、QM-JDH-B型动平衡实验台2.刚性转子试件3.平衡块或橡皮泥4.天平三、实验台结构与工作原理（一）CDJY-3机械共振式动平衡机1.实验台结构CDJY-3共振式动平衡机的结构如图1所示，其中实验转子与框架组成绕轴O-O摆动的振子，振子与弹簧组成一个振动系统，其振幅可用百分表测得，在转子运转之前偏心轮用来支撑框架。
图1 CDJY-3共振式动平衡机示意图1—实验转子；2—弹簧；3—支点；4—百分表；5—偏心轮；6—振动框架2.实验原理由动平衡原理知，任一回转构件上诸多不平衡质量，都可以用分别处于两个任选平面I-I、II-II内，回转半径分别为rⅠ与rⅡ的两个不平衡质量QⅠ与QⅡ来等效，只要使这两个等效不平衡质量得到平衡，则该转子达到动平衡，即相应地加上（或减去）不平衡质量。
当把转子放在框架上回转时，两等效不平衡质量分别产生两等效离心惯性力PⅠ与PⅡ，在力矩PⅠL的作用下引起振动系统的受迫振动，因PⅡ在过O-O轴的平面II-II内，故不影响绕O-O轴的振动，当转子的角频率接近系统的自振频率时，系统出现共振，这时振幅最大，如图2所示。
由微振原理得知：共振振幅与干扰力的幅值成正比即：L r gQ A K I I I 2ω∝ 式中:ωK 为共振时转子的角速度,即振动系统的自振角频率。
对一定的振动系统，它是个定值，g 与L 亦是定值，故上式可表达为：I I I r Q A μ=式中：µ为比例系数。
A I 的大小可以由动平衡机上百分表读得，为求出不平衡重量ＱI 的大小与方位，用二次转位法求得。
实验23回转器
实验二十三 回转器一、实验目的1. 掌握回转器的基本特性2. 测量回转器的基本参数3. 了解回转器的应用 二、原理说明1. 回转器是一种有源非互易的新型两端口网络元件， 电路符号及其等效电路如图23-1(a)、(b)所示。
图 23-1 理想回转器的导纳方程如下： I 1 0 g u 1＝ ，或写成 i 1＝gu 2 ，i 2＝－gu 1 I 2 -g 0 u 2也可写成电阻方程：u 1 0 -R i 1＝ ，或写成u 1＝－R i 2 ，u 2＝R i 1 u 2 R 0 i 2式中g 和R 分别称为回转电导和回转电阻，统称为回转常数。
2. 若在2-2'端接一负载电容C ，则从1-1'端看进去就相当于一个电感，即回转器能把一个电容元件“回转”成一个电感元件；相反也可以把一个电感元件“回转”成一个电容元件，所以也称为阻抗逆变器。
2-2'端接有C 后，从1-1'端看进去的导纳Y i 为2222211/i u g g i gu u i Y i -=-== Cj Z i u L ω122=-=Lj C j g Y i ωω1/2==∴，式中2g C L =为等效电感。
3. 由于回转器有阻抗逆变作用，在集成电路中得到重要的应用。
因为在集成电路制造中，制造一个电容元件比制造电感元件容易得多，我们可以用一带有电容负载的回转器来获得数值较大的电感。
图23-2为用运算放大器组成的回转器电路图。
112,22U 2(a)11,U 12U 2(b)图 23-2三、四、实验内容实验线路如图23-3所示。
R S 跨接于HE-13挂箱中G 线路板左下部的二个插孔间。
1. 在图23-3的2-2'端接纯电阻负载（电阻箱）， 信号源频率固定在1KHz ，信号电压≤3伏。
图 23-3 用交流毫伏表测量不同负载电阻R L 时的 U 1、U 2 和U RS ， 并计算相应的电流I 1、I 2和回转常数g ，一并记入表23-1中。
回转构件的动平衡实验指导书
m'p
rp' l
' p
rpl p
若取
rp' l
' p
rpl p
1，则 mP = mp′。
（12）式中，mp′rp′是所加的补偿盘上平衡量质径积，mp′为平衡块质量，rp′是平衡 块所处位置的半径（有刻度指示）；lp、lp′是平衡面至板簧的距离，这些参数都是已知 的，这样就求得了在待平衡面 2 上应加的平衡量质径积 mprp。一般情况下，先选择半
Mp′= mp′ω2rp′lp′cosφp′ 根据力系平衡公式（7）
要使上式成立必须有
∑MA = 0， M2 + Mp′ = 0 m2r2l2cosφ2 + mp′rp′lp′cosφp′= 0
m2r2l2
m'prp' l
' p
cos2
cos
' p
cos(180
' p
)
用补偿盘作为平衡平面来实现摆架的平衡可这样来操作：在补偿盘的任何位置（最
好选择在靠外缘处）试加一个适当的质量，在试件旋转的状态下摇动蜗杆手柄使蜗轮
转动（正转或反转），这时补偿盘减速或加速转动。摇动手柄同时观察百分表的振幅使
其达到最小，这时停止转动手柄。停机后在原位置再加一些平衡质量，再开机左右转
动手柄。如振幅已很小，可认为摆架已达到平衡。最后调整到最小振幅时的手柄位置
m2r2l2cosφ2 + mprplpcosφp = 0 要使（9）式为零必须满足
（8） （9）
m2r2l2 mprplp cos2 cos p cos(180 p )
07下第八课回转器
，等值电阻 R =
1 g RL
2
； ；
图17－4
1 jω C C = 2 = jω L ，等值电感 L = 2 2 g g g jω C 1 1 = （3）当 ZL =jω L 时， Zin = 2 ，等值电容 C = g 2 L 。 g jω L jω C
时， Zin =
（4）比较第七次课负阻抗变换器的逆变作用： 当ZL为电容时，负载阻抗 ZL=1/ jωC
rL
4、任务: 综合 测量图17-11电路的参数：其中RS=1k ，C=1µF，CL=0.1µF，g=10-3S，保持正弦波有效值
∆ US=3V，信号源采用功率输出或电压输出。并测量不同频率时的U1 、 Urs 、 ϕ 值以及U1最大值、Urs最小值、
及 ∆ϕ = 0 时所对应的f 值。对 ∆ϕ 值的测量，以回路总电流作为参考，CH1测U1，CH2测URS且反相，注意接 地点。以不同角度试分析并联谐振电路的试验结果。（分析根据各人所学的理论、实践等综合知识来发挥。）
RL（Ω） 500 1k 2k 4k 测量值 U1（V） U2（V） URS（V） I1（mA） I2（mA） 计算值 g1=I1/U2 (10-3S) g2=I2/U1 (10-3S) g=(g1+g2)/2 (10-3S)
2、测量等效电感L：其中保持正弦波有效值us=3V，C=0.1µF，L=C/g2中的g取上题结果，改变f，用数字 万用表测量图17-10的参数。
二、基本原理 “回转”成为另一端口的电压（或电流）。
符号 在任意瞬间回转器所吸收的功率总和为： u1i1+ u2i2= - ri2i1+ ri1i2 =0
图17-2 模型
所以回转器既不吸收功率也不发出功率，是无源器件。 又因回转器的Y参数和Z参数中Y12≠Y21，Z12ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ Z21所以回转器是一非互易元件。 2、在实际回转器中，由于不完全对称，其电流、电压关系为：i1=g1u2 近但是不相等，所以实际回转器是一种有源器件。
回转仪实验报告
回转仪实验报告篇一：大物观察实验报告回转仪物理演示实验观察报告回转仪一、关于回转仪回转仪是利用物体转动时对于某一固定轴的合外力矩为零，则它对这一固定轴的角动量保持不变的特性制成的。
回转仪的核心部分是装置在常平架上的一个质量较大的转子。
常平架由套在一起且分别具有竖直轴和水平轴的两个圆环组成。
转子装在内环上，其轴与内环的轴垂直。
转子是精确地对称于其转轴的圆柱，各轴承均高度润滑。
二、原理转子具有可以绕其自由转动的三个相互垂直的轴，（如图1）因此，不管常平架如何移动或转动，转子都不会受到任何力矩的作用。
所以一旦使转子高速转动起来，根据角动量守恒定律它将保持其对称轴在空间的指向不变。
所以即使支架发生转动或其他变化，都不影响转子方向。
三、回转仪的演示过程（图2）1、将绳子缠绕到转子（陀螺）上方上窄下宽的轴上2、快速抽出绳子，使转子转动起来3、使常平架转动，观察转子的方向4、无论常平架怎么转动，转子不会随着常平架改变其转动方向。
四、生活中的回转仪1、惯性导航系统安装在船、飞机、导弹或宇宙飞船上的回转仪能指出这些船或飞行器的航向相对于空间某一定向的方向，从而起到导航作用。
2、“被中香炉”（如图3）用两个套在一起的环形支架架住一个小香炉，香炉由于受有重力，总是悬着。
不管支架如何转动，香炉总不会倾倒。
这样就能保证在被窝里取暖时的安全。
图2 演示实验图J1?1?J2?2图1 回转仪原理图图3 被中香炉篇二：陀螺仪实验-实验报告University of Science and Technology of China96 Jinzhai Road, Hefei Anhui 230026,The People’s Republic of China陀螺仪实验实验报告李方勇PB05210284 SIST-05010 周五下午第29组2号2006.10.22实验题目陀螺仪实验（演示实验）实验目的1、通过测量角加速度确定陀螺仪的转动惯量；2、通过测量陀螺仪的回转频率和进动频率确定陀螺仪的转动惯量；3、观察和研究陀螺仪的进动频率与回转频率与外力矩的关系。
lin实验42知识资料回转器
//(R)
RZ L ZL R
➢ 通过第一个负阻抗变换 器的等效变换，回转器 的输入阻抗为
R2 Zi R //[(Z AB R)] ZL
回转器的典型应用
➢ 用模拟电感可以组成一个RLC并联谐振电路，如 图所示，并联电路的幅频特性为
U ( )
1
1 R2
(C
1 )2
L
➢ 当电源角频率为 0 1/ LC 电路发生并联谐振
测量等效并联谐振电路的特性
➢ 实验电路如图所示。图中未注电阻为R=1KΩ。接在2-2’ 端的0.01μF的电容经回转器等效成为10mH的电感，于 是，实验电路等效成为1KΩ电阻、1μF电容、10mH电感 的并联谐振电路。将函数信号发生器设置为峰峰值0.5V 的正弦波，通过改变频率测量谐振特性。
实验42 回转器
一、实验目的 二、原理 三、实验仪器和器材 四、实验内容及步骤
一、实验目的
1. 学习并掌握回转器的电路组成、基本工作 原理和基本特性
2. 掌握回转器参数的测试方法 3. 了解回转器的典型应用
二、原理
1. 理想回转方法 3. 回转器电路 4. 回转器的典型应用
理想回转器的电路模型
➢ 理想回转器是一个二端口网络, 电路模型如图所示。
➢ 回转器可以将一个端口上的电 压 “回转”为另一个端口上的 电流,用Y参数矩阵方程描述 式中g称为回转电导,具有电 导量纲
➢ 回转器也可以将一个端口上的 电流“回转”为另一个端口上 的电压,用Z参数矩阵方程描述 式中r称为回转电阻,具有电 阻的量纲;回转电导g和回转 电阻r统称回转常数
g2)
➢ 回转器可以用两个电流控制电压源构成，如图所示。同样由于 实际电路参数不可能完全对称，可以将Z参数矩阵方程改写为
回转体的动平衡实验(实验指导书)
回转体的动平衡实验一、实验目的1、掌握刚性转子动平衡的试验方法。
2、初步了解动平衡试验机的工作原理及操作特点。
3、了解动平衡精度的基本概念。
二、实验设备及工具1、CYYQ —50TNC 型电脑显示硬支承动平衡机2、转子试件3、橡皮泥，M6螺钉若干4、电子天平（精度0.01g ），游标卡尺，钢直尺三、CYYQ —50TNC 型硬支承动平衡机的结构与工作原理1、硬支承动平衡机的结构该试验机是硬支承动平衡机，实物如图1所示。
动平衡试验机是用来测量转子不平衡量的大小和相角位置的精密设备，一般由机座6、左右支承架4、圈带驱动装置2、计算机检测显示系统、传感器5、限位支架3和光电头1等部件组成，如图2所示。
图2 硬支承动平衡机结构示意图1．光电头 2．圈带驱动装置 3．限位支架 4．支承架 5．传感器 6．机座左右支承架是动平衡机的重要部件，中间装有压电传感器，此传感器在出厂前已严格调整好，切不可自行打开或转动有关螺丝（否则会严重影响检测质量）。
左右移动只需松开支承架下面与机座连接的两个紧固螺钉，把左右支承架移到适当位置后再拧紧即可。
支承架下面有一导向键，保证两支架在移动后能互相平行，支承架中部有升降调节螺丝，可调节转子的左右高度，使之达到水平。
外侧有限位支架，可防止转子在旋转时向左右窜动。
图1 硬支承动平衡机实物照片转子的平衡转速必须根据转子的外径及质量，并考虑电机拖动功率及摆架动态承载能力来进行选择。
本动平衡机采用变频器对电动机调频变速，使工作速度控制自如。
2、转子动平衡的力学条件由于转子材料的不均匀、制造的误差、结构的不对称等诸因素导致转子存在不平衡质量。
因此当转子旋转后就会产生离心惯性力，它们组成一个空间力系，使转子动不平衡。
要使转子达到动平衡，则必须满足空间力系的平衡条件⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑00M F 或 ⎪⎩⎪⎨⎧==∑∑00BA M M （1） 即作用在转子上所有离心惯性力以及惯性力偶矩之和都等于零，这就是转子动平衡的力学条件。
回转器
i1 + u1 -
内容四
利用回转器把一个电容元件回转成一个电感元件。 利用回转器把一个电容元件回转成一个电感元件。 再组成RLC并联电路，观察电流谐振现象， RLC并联电路 再组成RLC并联电路，观察电流谐振现象，并找出谐 [R、 参数自拟。 振频率 f0=? [R、C、L（C）参数自拟。]
0.5uF
2
in
变器。 变器。
实验原理三 用运算放大器组成回转器
R1 100Ω Ω
Ω R3 300Ω
4
R5
1KΩ Ω 3
2
'
+
∞ 1 +
V2 15V V1 15V 7 +
∞
4
+
6 5
R7
2KΩ Ω
8 LF353H
LF353H
8
R4 R8
1 2KΩ Ω 1′ ′ 5 100Ω Ω
R2
100Ω Ω 2 1KΩ Ω
实验原理二
回转器的阻抗逆变作用
回转器输出端接入负载阻抗 回转器输出端接入负载阻抗RL ，输入端的输 输出端接入负载阻抗 入阻抗 为： U1 − rI 2 I2 2 Z in = = 1 = r − U I1 U2 2 r 1 假如负载为电容C， 假如负载为电容 ，其阻抗为 Z L = − j ，则此时 ωC 2 输入阻抗 Z = jωCr = jωL' 。即输入阻抗是值为 的电感元件， L' = r C 的电感元件，所以回转器也是一个阻抗逆
R6
2′ ′
i4Байду номын сангаас
i9
i3
i6=0
V=0
i12 i10 i13 i5 i11 i14 i2
回转器的设计实验报告
姓名：赵玲学号： 1010200219回转器的设计摘要：回转器是理想回转器的简称，是一种新型的双口元件。
其特性表现为它能将一端口上的电压（或电流）“回转”为另一端口上的电流（或电压）。
本文利用运算放大器实现负阻抗变换器电路，进而利用负阻抗变换器实现回转器。
通过在multisim11.0仿真软件中的模拟，验证了回转参数满足的基本方程以及回转器将负载电容“回转”为电感量的准确性。
关键字：回转器回转参数模拟电感正文：一、实验装置及设备装置双路稳压电源函数发生器交流毫伏表数字示波器有源电路实验板二、实验内容1、用运算放大器设计一个回转器电路并推导其基本方程（a）基本原理：①回转器示意图如图1-1，回转器端口量之间的关系：I1=gU2 I2=-gU1 或 U1=rI2 U2=-rI1式中g和r（r=1/g）分别为回转电导和回转电阻,简称回转常数。
用矩阵形式表示为： =⎥⎦⎤⎢⎣⎡I2I1⎢⎣⎡-g 0⎥⎦⎤0g ⎥⎦⎤⎢⎣⎡U2U1 或 =⎥⎦⎤⎢⎣⎡U2U1⎢⎣⎡r 0⎥⎦⎤0-r ⎥⎦⎤⎢⎣⎡I2I1 ②回转器电路图如图1-2所示：图 1-1图 1-2（b ）实验的仿真电路图如下图所示：①实验步骤：电路图中：R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=R8=1kΩ，改变R8和一端的电压U1，测量一端电流I1、另一端电压U2和电流I2，并记录在表格中。
②仿真截图：V1=1.000 R8=1KΩ:R8=2KΩV2=2.000 R8=1KΩR8=2KΩ③由电路图知-13S10.01-⨯-=理g,R8/k ΏV1/VI1/mAU2/VI2/mAg测/1-S(g=I1/U2)g理/1-S%100|-|⨯理理测ggg1 1.000 1.00-1.0001.00-1.00310-⨯-1.00310-⨯2 1.000 1.999-1.9991.00-1.00410-⨯1 2.000 2.00-2.0002.00-1.00410-⨯2 2.0003.963-3.9631.982-1.00410-⨯④结果分析：由表格知，所测的回转参数的值与理论上回转器的回转参数值吻合，从而验正了回转参数满足了基本方程。
回转器电路设计报告资料
回转器设计实验报告实验课程：电路实验与实践实验名称：回转器设计学号:031150204姓名：蔡慧敏实验目的：1.加深对回转器特性的认识，并对其实际应用有所了解。
2.研究如何用运算放大器构成回转器，并学习回转器的测试方法。
二、实验原理1. 回转器是理想回转器的简称，它能将一端口上的电压（电流）“回转“成另一端口上的电流（电压）。
端口变量之间的关系为:I1=gU2 或 u1=-ri212二 gU1 u2=ri1式中：r、g为回转系数，为回转电阻，g为回转电导。
2. 两个负阻抗变换器实现回转器:入 时 :Rin=1/(g2RL) 回转电导 :g=1/R三、实验仿真软件PSpice 仿真软件四、实验步骤1. 测回转电导 g ：回转器输入端接信号发生器，调得US=1.5V （有效值），输出端接负载电阻 RL=200Q ，分别 测U1, U2, 11，求g 。
2.记录不同频率下 U1 、I1 的相位关系：回转器输出端接电容，C 分别取0.1卩F 、0.22卩F ，用 示波器观察f 分别为500Hz 、1000Hz 时U1和11的相位关系。
3.测由模拟电感组成的并联谐振电路的 Uc~f 幅频特性：取C 仁0.1卩F 经回转器成为模拟电感，另取C=0.22卩F ,则 f0=1.073kHz, 符合要求。
信号源输出电压有效值保持为 1.5V 不变，改变频率（200Hz 〜2000H3 ,测Uc 的值，同时观察 US 和 UC 的相位关系。
（串联一取样电阻，阻值 1k Q ） 五、仿真实验电路图及数据用电阻接一般情况 :Zin=1/（g2ZL ）1 .测量回转电导g,仿真结果如图1-1所示;模拟数据：：U 仁22.48uV U2=16.05uV g=u1/1000/U2=1.00X10-3 S 2.回转器等效电感电路仿真;仿真曲线:150 37uV1.337mAW\249 39nA115.07nAuA741147 18uV R9 w Ik■1 33 7mA 1+■(0.1uf 500Hz)(0.1uf 1000Hz)(0.22uf 1000Hz)(0.22uf 500Hz) 3. RLC并联电路仿真结果;Uc - F关系图六、（见手抄版）七、实验体会从星期天开始做仿真电路开始到今天已经是第四天，终于完成了了的时候，有一种很单纯的开心，从一开始不知所云开始，到一步步解决过程中遇到的困难，好像把这个学期所有的电路实验都连起来了一样，甚至于许多没做过的实验，记得在实验电路课堂上做仿真电路的时候，就只是按照书上的步骤照葫芦画瓢，设置的那些参数自己都不知道有什么用，而在这次的实验中，真是从新学了 PSPICE 的软件，各种参数设置的意义，还有许多图形符号的意义。
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回转器实验
一实验目的
1了解回转器的原理及构成，对回转器有感性的认识
2学习用回转器和电容，产生频变电感的方法
3通过电路设计理解回转器的特性和应用
二实验原理
1 回转器一种双口网络，其符号如图1所示。
其特性表现为它能将一端口上的电压（电流）“回转”为另一端口上的电流（或电压）。
端口量之间的关系为： 或
回转系数g 称为回转电导，α＝1/g 称为回转电阻
图1
2回转器可以由运算放大器等构成。
图2所示电路是一种两个运算放大器和电阻构成回转器电路。
1221i gu i gu =⎧⎨=-⎩1221u i u i αα=-⎧⎨=⎩
图2
三实验任务
1按图2 所示电路接线，回转器输入端接正弦信号u ，1端接信号源红表笔，R1= 1K Ω、R2= 100Ω、R3= 300Ω、R4=2K Ω、R5=1K Ω、R6=2K Ω、R7=100Ω、R8=100Ω、R9=1K Ω，C1=0.22uF 。
运算放大器为uA741。
图3
2如图3所示，正弦信号源频率在500HZ,电压vpp5V ，示波器CH2通道红表笔接2处，黑表笔接地；示波器CH1通道红表笔接1处，黑表笔接地；CH2所测即为回转器输入电压u2，通过示波器上math 的减法功能，实现CH1和CH2通道的减法，得到CH1-CH2电压差即为电阻R9上的电压ur ，则得通过回转器的电流9R ur I =，记下u2和ur 的波形；并算出测得的L 值，其中I L u
2=ω。
图4 图5
3如图4所示，在电路中串联一个0.1uF 的电容，图5为等效电路，构成了RLC 串联电路，求出谐振频率0f ，2
01LC =ω。
4如图4，1端接信号源红表笔，令示波器CH2通道红表笔接2处，黑表笔接地；示波器CH1通道红表笔接1处，黑表笔接地；CH1电源即为信号源电压u ，同上通过示波器math 里的减法功能，实现CH1和CH2的通道的减法，得到CH1-CH2电压差即为电阻R9上的电
压r u '，则9
R u I r '=，调节信号源的频率，观察CH1的波形和CH1-CH2的波形。
记录谐振频率时波形特点。
图6 图7
5 在图6图7中，电感L 是由回转器等效而来的，图7中的R12是由负阻器等效而来的，信号源为方波，调节R10为300Ω、700Ω、2K Ω、6K Ω，调节R11为1.3K Ω、1.7K Ω、3K Ω、7K Ω，记录信号源和电感电压波形。
四实验仪器设备
直流稳压电源功率函数信号发生器数字示波器数字万用表可调电阻
五实验注意事项
1实验前检查元器件的完好
2示波器和信号发生器共地
六实验报告要求
1. 根据实验数据，计算回转器的回转电导、输入阻抗
2. 用示波器观察并记录的u－i波形，解释相位超前滞后关系。
3 实验得到串联谐振频率值和理论值比较
4 由并联谐振观察过阻尼，欠阻尼现象，验证负阻特性和回转特性。