示波器测量时间学PB姓名朱业俊
实验名称：时间测量中随机误差的分布规律 (2)
实验名称：时间测量中随机误差的分布规律实验目的：用常规仪器（如电子秒表，频率计等）测量时间间隔，通过对时间和频率测量的随机误差分布，学习用统计方法研究物理现象的过程和研究随机误差的分布规律。
实验器材及规格：秒表0.01s实验原理：1常用时间测量仪器的简要原理：机械节拍器：由齿轮带动摆做周期性运动，摆动周期可以通过改变摆锤的位置来连续调节。
电子节拍器：由石英晶体震荡器，计数器，译码器，电源，分档控制及显示部分组成。
按一定频率发出有规律的声音和闪光。
电子秒表：机心由CMOS集成电路组成，石英晶体震荡器做时标，一般用6位液晶数字显示。
连续累积时间59min,59.99s,分辨频率为0.01s。
V AFN多用数字测试仪：由PMOS集成元件和100kHs石英晶体震荡器构成。
可测量记数，震动，累计，速度，加速度，碰撞，频率，转速，角速，脉宽等。
时标由DC10集成电路和100kHs石英晶体震荡器构成。
2在不考虑系统误差的前提下，用时间测量仪器，测量同一时间N次，统计时间分布规律，并且分析误差。
当N趋于无穷时，各测量值出现的概率密度可用正态分布的概率密度函数表示：221()/21()niiX Xf x eσ=⎡⎤--⎢⎥⎢⎥⎣⎦∑=平均值计算公式：1/niiX X n==∑标准差计算公式：Xσ=（1）统计直方图方法在一组等精度测量的N个结果中，找出最大最小值，再有此得到极差max minR X X=-。
将极差分为K 个部分。
每个区间长度x ∆MAX MINX X R x K K-∆==将落在每个区间的次数称为频数，i n N 称为频率。
最后以X 为横轴i nN为纵轴做图。
（2）密度分布曲线利用直方图中得到的概率密度值，以概率密度值为纵坐标，x 为横坐标可的密度分布曲线，数据处理:最小值min 2.84X s=最大值max 3.64X s=平均值 3.23X s=标准差0.15sσ=A 类不确定度0.01s Ua σ==因为人反应时间约为0.2s,秒表仪器误差约为0.01s,所以取 B 类不确定度 0.20Ub s =误差合成0.25s ∆== P ≥0.95 测量结果为(3.230.25)T s =± 置信概率 0.95P ≥图表统计如下:取区间数K=17，区间长0.05s 。
week05.03.12.示波器的原理和使用实验报告
大学物理实验报告3.12示波器的原理和使用班级：生医5姓名：朱仁骏学号：2005013032日期：2006-10-183.12示波器的原理和使用生医5朱仁骏2005013032组号：122006年10月18日一、实验目的：通过练习，了解示波器的原理，学会双踪示波器的使用，并观察利萨如图，学会用利萨如图测量未知信号源频率，研究方波、三角波和尖脉冲之间的关系。
用共振电路测量未知电感值。
二、实验仪器：双踪示波器、函数信号发生器、未知信号源、电容、电感、电阻箱、变压器三、实验步骤：1．调节示波器至工作状态；2．观测波形：用示波器观察多波形信号发生器输出的正弦波、方波、三角波、尖脉冲波形，并测出正弦波输出幅度的有效值，方波幅度的峰峰值，三角波的周期，尖脉冲的频率。
在记录纸上画下相应波形并记录原始数据。
3．观察利萨如图形：将自制信号源和函数信号发生器的正弦波信号分别输入到示波器的两个输入端，调出频率比为1:2或1:1的利萨如图形，并由此定出自制信号源正弦波信号的频率4．根据电容充放电原理，研究方波与三角波、尖脉冲之间的关系(1)从电容器的充放电波形到三角波：电路图如右，用函数信号发生器输出方波u(峰峰值约5V，f=1000Hz),加在RC电路上。
R=10kΩ,C≈0.01μF。
用示波器同时观察u和u C的波形。
然后缓慢提高方波u的频率，观看u C的波形变化及幅度变化情况，记录变化规律及变化前后的频率，电阻及电容等参数，并分析其原因。
或者固定u的频率（1kHz）,将R数值由小变大，作同样观测。
(2)尖脉冲产生的原理研究：如右图连接电路，将方波加在RC回路上，当电阻R较idt,i≈小，其上压降u R≪u C时，u≈1CC du,观察R的电压u R=Ri=RC du dt，它是udt的微分，若u是方波，则u R是尖脉冲。
用示波器同时观察u和u R的波形。
注意R和C的数值都要小。
取C≈0.01μF,R=200Ω,方波信号频率f=1kHz，改变f或R，观察波形变化。
关于热机的思考
关于热机的思考学号PB07013077 姓名朱业俊能源危机,是当今社会最关注的话题.能源,主要是以热能为主要来源,因而,热机也备受人们的关注.例如,在发电中占主要地位的火力发电,都是以热机为主体,从而提供发电机转子或定子转动的能量,从而发电.大型工业机械都以热机提供强大的动力;航空航天,没有强大的动力系统,也是不可能有巨大发展的.并且热机在日常生活中也与人们有密切的联系.交通工具的发动机,商品生产线的动力来源等等,都与热机有着千丝万缕的联系.因此,我对热机非常感兴趣,也就对热机产生一些思考1热机基本原理利用红外辐射,或释放燃料化学能增大空间内自由分子的数量密度增加分子的体积密度，在气缸内外形成体积密度不平衡，使活塞运动,从而对外做功,把热能转化为机械能,再按照需求,将机械能转化为所需能量形式.2热机效率问题热机能很好的将热能转化为机械能.但是,凡是都存在一个效率问题.按照卡诺理论:热机效率的极大值为211/T T η=-其中,1T 为高温热源的温度, 2T 为低温热源的温度.为了提高效率,则必须尽量提高高温热源温度,降低低温热源的温度.如果要将热机效率提高到一定程度,就必须花费相当的代价.就现代工业来看,虽然经过了科技改革,热机效率也提高了许多,但是能源的浪费也是相当严重的.最明显的一点,高温工业废水,废气被随意的倾泻到自然中.大量的能量被白白浪费了.正如课堂上讲的,每消耗一部分能量,就会增加一部分熵,从而使能量的”品质”降低.由于,我们现在正处于一个能源紧缺的时段,所以更需要以高效率利用高品质的能量.并且,对于各种品质的能量合理使用,充分发挥每一份能量3我所关注的新型动力来源------热泵我认为更好地利用能源主要有两个方面:1提高能量的使用效率2减少浪费,充分使用.对于前者,世界认识得都很早,但是对于后者,我认为却是认识得不够的.自从了解到了” 热泵”这一新的概念,我就一直很关注对于后者的技术发展.一直在考虑:废水废纸都能回收利用, 能量能回收吗?我想,正因为这样才产生了节约能源，回收低温废热的热泵 热泵原理:在自然界中，水总由高处流向低处，热量也总是从高温传向低温。
固体比热容测量 (2)
试验名称: 固体比热容的测量试验目的:比热容是单位质量的物质升高（或降低）单位温度所吸收（或放出）的热量。
交换是难免的。
因此要努力创造一个热力学孤立体系，同时对实验过程中的其他吸热、散热做出校正，尽量使二者相抵消，以提高实验的精度。
实验原理 1混合法测比热容设一个热力学孤立体系中有n 种物质，其质量分别为m i ，比热容为c i （i=1,2,…,n ）。
开始时体系处于平衡态，温度为CT 1，与外界发生热量交换后又达到新的平衡态，温度为T 2。
若体系中无化学反应或相变发生，则该体系获得（或放出）的热量为))(...(122211T T c m c m c m Q n n -+++= （1）假设量热器和搅拌器的质量为m 1，比热容为c 1，开始时量热器与其内质量为m 的水具有共同温度T 1，把质量为m x 的待测物加热到T ’后放入量热器内，最后这一系统达到热平衡，终温为T 2。
如果忽略实验过程中对外界的散热或吸热，则有))(0.2()'(1231112T T cm K VJ c m mc T T c m x x -⋅⋅++=--- （2） 式中c 为水的比热容。
310.2--⋅⋅cm K VJ 代表温度计的热容量，其中V 是温度计浸入到水中的体积。
2.系统误差的修正（1） 要尽量减少与外界的热量交换，使系统近似孤立体系。
（2） 采取补偿措施，就是在被测物体放入量热器之前，先使量热器与水的初始温度低于室温，但避免在量热器外生成凝结水滴。
先估算，使初始温度与室温的温差与混合后末温高出室温的温度大体相等。
这样混和前量热器从外界吸热与混合后向外界放热大体相等，极大地降低了系统误差。
（3） 缩短操作时间，将被测物体从沸水中取出，然后倒入量热器筒中并盖好的整个过程，动作要快而不乱，减少热量的损失。
（4）严防有水附着在量热筒外面，以免水蒸发时带走过多的热量。
（5）沸点的校正。
（6）在采取以上措施后，散热的影响仍难以完全避免。
热导系数的测量 (2)
实验名称: 热导系数的测量实验目的:了解热传导现象的物理过程,学习用稳态平板法测量不良导体的导热系数,并用作图法求冷却速度.实验原理:1，导热系数当物体内存在温度梯度时，热量从高温流向低温，谓之热传导或传热，传热速率正比于温度梯度以及垂直于温度梯度的面积，比例系数为热导系数或导热率：dS dxdTdt dQ λ-=2,不良导体导热系数的测量厚度为h 、截面面积为S 的平板形样品（橡胶板）夹在加热圆盘和黄铜盘之间。
热量由加热盘传入。
加热盘和黄铜盘上各有一小孔，热电偶可插入孔内测量温度，两面高低温度恒定为T 1 和T 2时，传热速率为S h T T dtdQ21--=λ由于传热速率很难测量，但当T 1 和T 2稳定时，传入橡胶板的热量应等于它向周围的散热量。
即d =dQ Q dtdt传入散热通过测量散热速率来间接测得到热速率3测量散热速率 测量散热速率与测量冷却速率有如下关系铜盘在稳态传热时，通过其下表面和侧面对外放热；而移去加热盘和橡胶板后是通过上下表面以及侧面放热。
物体的散热速率应与它们的散热面积成正比，()()222dQ R R h dQ dtR R h dt ππ'+=+散热冷却（3而对于温度均匀的物体，有dQ dTmcdtdt '=所以212(2)=2()()A A B A A m c h R h dT R T T R h dtλπ+-+铜铜 (A 代表铜盘的物理量,B 代表不良导体的物理量)实验记录试验仪器及规格游标卡尺 量程 150mm 精度 0.02mm 秒表 毫伏电压表0.3709/.C kJ kg k =铜室温 26.3℃测量铜盘A 与样品B 的物理规格 A 盘的直径A DA 盘的厚度A hA 盘的质量1151.5m g =铜B 盘的直径B DB 盘的厚度B h测量温度变化 热电压差纪录寻找平衡温度稳态温度14.23T mV=22.74T mV=数据处理(一) A盘的直径ADAD=13.209cm标准差0.001 cmσ=A类不确定度为a 0.95U 3.180.002t cm ==⨯= P 0.95≥B类不确定度为0.951.960.002b bU k cm C ∆=== P 0.95≥ 误差合成0.003A D U cm==P 0.95≥测量结果()13.2090.003A D cm =± P 0.95≥(二)A 盘的厚度A hA =1.046cm h标准差0.002 cm σ= A类不确定度为a 0.950.002U 3.180.003t cm ==⨯= P 0.95≥B类不确定度为0.951.960.002b bU k cm C ∆=== P 0.95≥ 误差合成0.004A D U cm==P 0.95≥测量结果()1.0460.004A h cm =± P 0.95≥(三) B 盘的直径B DB =13.035cm D标准差0.002 cm σ=A类不确定度为a 0.95U 3.180.003t cm ==⨯= P 0.95≥B类不确定度为0.950.0021.960.002b b U k cm C ∆=== P 0.95≥误差合成0.004A D U cm==P 0.95≥测量结果()13.0350.004B D cm =± P 0.95≥(四) B 盘的厚度B hB =0.736cm h标准差0.002 cm σ=A类不确定度为a0.950.002U 3.180.003t cm ==⨯= P 0.95≥B类不确定度为0.951.960.002b b U k cm C ∆=== P 0.95≥ 误差合成0.004A D U cm==P 0.95≥测量结果()0.7360.004B D cm =± P 0.95≥(五)寻找稳态热电压由实验数据记录,在30至38分钟之间,热电压变化小于0.03mV,所以认为此时已经热传导平衡.读出稳态热电压的值稳态温度1 4.23T mV=2 2.74T mV=(六)寻找冷却速度选取在稳态热电压上下各6个数据作图拟合,线性回归计算散热速率dT dt作图拟合如下由拟合直线方程斜率知,在稳态温度下,散热速率为 3(1.360.02)10/dTmV s dt-=±⨯ P 0.68≥由扩展误差的公式,在P 0.95≥时的误差为30.950.6820.0410/mV s σσ-=⨯=⨯ P 0.95≥所以3(1.360.04)10/dTmV s dt-=±⨯ P 0.95≥(七)A 盘的质量误差估计因为给出的圆盘质量为1151.5m g=铜,估计是用最小分度为0.1g 的天平测量的.所以直接用B 类不确定度直接代替它的误差. B 类不确定度为0.950.11.960.13b bU k g C ∆==⨯≈ P 0.95≥1001502002503003504004505002.52.62.72.82.93.0/ t s时间2/T m V<0.00010.680.110.033b b U k g C ∆==⨯=P 0.68≥(如果只保留一位小数,则为零) 所以(1151.50.1)m g=±铜 P 0.95≥(1151.50.03)m g=±铜 P 0.68≥测量结果 由公式212(/22)=2(/2)()(/2)A A B A A m c h D h dTD T T D h dtλπ+-+铜铜得-1110.122W ..m K λ--=误差处理取对数12ln ln ln(/8)ln ln(/22)ln()2ln ln()ln(/2)B A A B A A dTm c h D h D T T D h dtλπ=+++++----+铜铜求全微分,将12()T T -项作为常数项()1112122/22/2/22/2()B B A AB A A A A A A A A B dT m h D dt D h dT m h D h D h D h D h D dtλλ∆∆⎛⎫⎛⎫∆∆∆=++-∆+-∆+- ⎪ ⎪++++⎝⎭⎝⎭铜铜 求平方和2222222()1112122/22/2/22/2()B B A A B A A A A A A A A B dT m h D dt D h dT m h D h D h D h D h D dt λλ⎛⎫∆ ⎪⎛⎫⎛⎫⎛⎫∆⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫∆∆∆⎛⎫=++-∆+-∆+- ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪++++⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ ⎪⎝⎭铜铜解得0.016λλ∆=所以1110.002W m Kλ---∆=最终结果111(0.1220.002)W m Kλ---=±结果分析:与其他同学的试验结果相比,有较大的出入. 比对试验数据,导致结果出入的主要原因在于12T T -.原因可能如下:铜盘与样品的接触不理想,导致有空气传热,影响热导系数的计算.也可能是因为我的试验样品与其他同学不同.也有可能热电偶在实验过程中有问题.实验思考在将1T 升到3.3mV 后,让其自然平衡时, 1T 先降低到3.26mV 然后才继续上升.猜测这是因为加热盘先将热量传给样品,但是由于此时加热功率降低了,所以先温度减低.在样品与加热盘的温差越来越小后,加热盘输入热功率大于输出热功率,所以温度上升.思考题1 试验中产生误差的主要因素答:主要因素有 测量误差,样品本身的结构不均匀,样品与铜盘的接触面不均,有空隙,导致有空气导热,影响测量值.2傅里叶公式传热率是难测准的量,本试验如何避开这一难题.答:本试验中用稳态温度附近的温度随时间的变化的平均值代替稳态温度时的瞬时散热率.这样就容易得多了.姓名 朱业俊 学号 PB07013077。
数字万用表设计试验实验报告
实验名称: 数字万用表设计性实验讲义 实验目的:掌握数字万用表的工作原理、组成和特性掌握数字万用表的校准方法和使用方法 掌握分压及分流电路的连接和计算了解整流滤波电路和过压过流保护电路的功用实验原理:1数字万用表的组成2设计组装多量程直流电压表采用串联电阻分压得原理,将最大电压为200mv 的表头量程扩大.其中20V 量程缩放比例为34512345100k0.0110M R R R R R R R R ++==++++这样,就扩大了量程.2设计组装多量程交流电压表因为是测量交流电压,所以在测量直流电压的基础之上加入AC-DC 整流滤波电路.测量的是交流电压的有效值. 其他测量电路与直流电压测量电路相同试验记录 实验一制作多量程直流数字电压表并作校准曲线 实验步骤1连接小数点与对应量程相连 2连接参考电压 3连接分压电路4调节电位器,输出150~200 mv 的电压(0.5mV 误差),使组装表与标准表对同一电压显示相同.校准曲线如下020406080100120140160180200-0.10-0.050.000.050.10标准表 读数与组装表读数的差 值 m V组装表读数 mV交流电直流电 图（８）AC-DC 变换器原理简图实验二制作多量程交流数字电压表并作校准曲线1采用多量程直流数字电压表,并且加入AC-DC 电路2调节电位器,输出0~2V 的电压(50mV 误差),使组装表与标准表对同一电压显示相同. 3校准测量,与记录及校准曲线的绘制校准曲线如下:接线总结1先接公共的部分,及表头,小数点部分,再接其他部分;2接地线时,最好用黑线,就不会出现实验时将地线与有电位的线接在一起. 3先用标准表测量引入电压,再进行试验,避免烧毁表头.朱业俊 学号 PB07013077-0.015-0.010-0.0050.0000.0050.0100.0150.0200.025标准表与组装表读数差值 V 标注表读数V。
示波器测时间 (2)
实验报告院系：工院13系07级 姓名：龙林爽 日期：2008-5-14 学号：PB07013075实验题目：用示波器测量时间实验目的：了解示波器的基本原理和结构，学习使用示波器观察波形和测量信号周期及其时间参数。
实验器材：示波器实验内容:一、用X 轴的时基测信号的时间参数（1由公式 y T =⨯时基单位波形厘米数 得：1230.110.0 1.000.2 5.0 1.000.5 2.0 1.00T ms T ms T ms=⨯==⨯==⨯= 1231.003T T T T ms ++∴== 用时基为0.1ms/cm 的时基测出的最准确。
因为，周期一定时，时基越小，波形越长，在屏幕上的图形越长，在数格子的时候也越精确。
（2）选择信号发生器的对称方波接Y 输入，改变信号频率、时基，测量对应频率的厘米数、周期和频率。
由公式 y T =⨯时基单位波形厘米数 f =得示波器测量的对应频率为求出斜率k=0.995。
由图象可知，示波器测量的频率和信号发生器的输出频率呈线形关系，并且示波器测量出的频率和输出频率大体相等，说明测量比较准确。
（3）选择信号发生器的非对称方波接y 轴，测量各频率时的周期和正波的宽度频率（Hz ） 200 500 1k 2k 5k 10k 20k 时基（ms ） 1 0.5 0.2 0.1 0.05 0.02 0.01 周期厘米数（cm ） 4.9 4.0 5.0 5.0 4.0 5.0 5.0 正波宽度厘米数（cm ）3.83.24.04.03.24.03.9由公式 y T =⨯时基单位波形厘米数 f T=得示波器测量的对应频率为 周期（ms ） 4.90 2.00 1.00 0.500.20 0.10 0.05 频率（Hz ）204.08 500.001000.002000.005000.0010000.0020000.00求出斜率k= 0.99993（4）选择信号发生器的输出为三角波，测量各个频率时的上升时间、下降时间及周期。
示波器测量总结报告
示波器测量总结报告示波器测量总结报告一、引言示波器是一种用于显示与时间相关的电信号的仪器。
其主要原理是基于阿基米德的叠加法则（叠加规律）和叠加共振法则（超前量等效电路）。
通过示波器，可以直观地观察到各种电信号的形态、幅度、频率等特征，对于电路的测试、故障排查等工作具有非常重要的作用。
二、测量目的本次实验的目的是熟悉示波器的基本操作，掌握使用示波器测量电压、电流和频率的方法，并且体验不同信号形态对示波器显示的影响。
三、实验过程1. 连接示波器：按照实验指导书的要求，正确连接示波器，保证电路接线正确。
2. 设置示波器参数：根据实验要求，设置示波器的观测通道、垂直、水平放大倍数，以及触发方式等参数。
3. 调整示波器触发：根据信号的特点，调整示波器的触发位置和触发电平，以获得稳定的信号显示。
4. 观察并记录数据：观察示波器屏幕上的信号波形，测量并记录电压、电流、频率等数据。
5. 分析结果：根据实验要求，对实验数据进行分析，计算并比较不同信号波形的特性。
四、实验结果通过实验，我们得到了以下结果：1. 电压测量：示波器可以准确地测量不同电压信号的幅值，并显示在屏幕上。
我们发现，通过调整示波器的垂直放大倍数，可以获得更清晰的波形。
2. 频率测量：示波器可以测量连续信号的频率，并显示在屏幕上。
通过调整示波器的水平放大倍数和水平位置，可以获得适合观察的波形。
3. 信号波形影响：不同信号波形（如正弦波、方波、三角波等）对示波器的显示影响差异较大。
比如，方波信号在示波器上显示为一系列的脉冲，而正弦波则显示为平滑的曲线。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了示波器的基本原理和操作方法。
我们通过调整示波器的参数，成功地测量了电压、电流和频率等信号特征，并观察到不同信号波形对示波器显示的影响。
在实验中，我们注意到了示波器的触发位置和触发电平的重要性，通过合理调整触发参数，可以获得更稳定、清晰的信号显示。
六、存在的问题与改进方案在实验过程中，我们发现一些问题：1. 示波器的操作不够熟练，需要更多的练习才能掌握其高级功能。
示波器测量时间 - 复制 (2)
试验名称 :用示波器测量时间试验目的: 本实验的目的是了解示波器的基本原理和结构，学习使用示波器观察波形和测量信号周期及其时间参数。
实验原理1．示波器的基本结构示波器的结构如图3.2.2-1所示，由示波管（又称阴极射线管）、放大系统、衰减系统、扫描和同步系统及电源等部分组成。
示波管是示波器的基本构件，它由电子枪、偏转板和荧光屏三部分组成.电子枪是示波管的核心部分，它由阴极、栅极和阳极构成。
（1） 阴极——阴极的射线源：（2） 栅极——辉度控制：由第一栅极G 1（又称控制级）和第二栅极G 2（又称前加速级）构成， （3） 第一阳极——聚焦： （4） 第二阳极——电子的加速：（5） 偏转板：由两对相互垂直的金属板构成，在两对金属板上分别加以直流电压，以控制电子束的位置，适当调节这个电压值可以把光点或波形移到荧光屏的中间部位。
（6） 荧光屏：荧光屏（P ）上面涂有硅酸锌、钨酸镉、钨酸钙等磷光物质，能在高能电子的轰击下发光。
余辉使我们能在屏上观察到光点的连续轨迹。
自阴极发射的电子束，经过第一栅极（G 1）、第二栅极（G 2）、第一阳极（A 1）、第二阳极（A 2）的加速和聚焦后，形成一个细电子束。
垂直偏转板（常称y 轴）及水平偏转板（常称x 轴）所形成的二维电场，使电子束发生位移，位移的大小，与y 偏转板及x 偏转板上所加的电压有关：yy y y D V V S y == xxx x D V V S x == ( 1) 式（1）中的S y 和D y 为y 轴偏转板的偏转灵敏度和偏转因数，S x 和D x 为x 轴偏转板的偏转灵敏度和偏转因数。
它们均与偏转板的参数有关，是示波器的主要技术指标之一。
2．示波器显示波形的原理由式（1），y 轴或x 轴的位移与所加电压有关。
如图3.2.2-3，在x 轴偏转板上加一个随时间t 按一定比例增加的电压V x ，光点从A 点向B 点移动。
V x 周期性变化（此种变化称为锯齿波），并且由于发光物质的特殊性使光迹有一定保留时间（由荧光屏的发光物质而定），于是就得到一条“扫描线”，称为时间基线。
朱军示波器的使用与波形分析系列讲座
示波器的使用与波形分析系列讲座（一）有示波观察仪什么疑难都不怕（示波观察仪使用方法及波形分析方法）现在，可以说汽车已进入电子控制时代。
传统的故障诊断方法应该说还是有效的，但是也是远远不够的。
就电子控制系统而言，传统上一进使用万用表诊断，时至今日有许多大小不一的维修厂仍旧依赖万用表进行诊断，但是万用表毕竟是简单仪表，其使用范围是有局限性的，例如许多故障必须进行波形分析才能彻底弄清楚，但是万用表：无法输出眼睛也呵以观察的信号电压波形。
为此汽车制造商都为自己的产品开发专用的诊断仪表。
这对专业的维修服务站和代销商是再适用不过了，但是对于面向社会的通用维修厂来说确有两个问题，一是汽车制造商这么多。
将所有制造商的专用诊断仪器都购置齐备，从财力上说不够现实，维修上样样都学会使用不但精力上有问题．而且兴趣上也很难说有没有。
还有一个附加的问题，这么多珍断仪器怎么保管呀。
有鉴于此，市面上又出现了各种各样的通用诊断仪，这些通用的诊断仪器通常都以商品名出现，什么诊断王呀、电眼睛呀……，追根溯源。
实质上就是示波器。
本质上虽然就是示波器，但是经过适用于汽车故障诊断开发，与一般意义上的示波器有很多不同之处。
因此又叫发动机示波器、示波观察仪、电子示波仪之类的名称，本文将详细介绍两通道示波观察仪的使用方法和信号电压波形的分析方法，对通用示波观察仪原理等一概不问。
具体结合机型是日本岩崎通信生产的两通道示波观察仪，请读者流意，其他公司的示波观察仪，发动机示波仪等与此大同小异，使用时要先看一看使用说明书。
图１日产ＥＣＣＳ系统及传感器、激励器信号电压波形1、使用示波观察仪的必要性前面已经说过，使用万能表进行故障诊断有其局限性，对于各种交流信号以及数字信号，期望通过万能表进行确切诊断的确是不可能的。
图1所示是日产ECCS（电子发动机集中控制系统）电路及其各种传感器、激励器信号电压波形，涉及交流信号及数字信号的传感器和激励器有发动机旋转信号、点火信号、燃料系信号、氧传感器信号、爆震传感器信号、AAC 阀（辅助空气控制阀）信号等，这些都是脉冲信号。
凯特摆预习测量重力加速度学号pb07013077 姓名朱业俊 (2)
实验名称:凯特摆测量重力加速度实验目的:学习凯特摆的实验设计思想和技巧,掌握一种比较精确的测量重力加速度的方法 实验原理:设一质量为m 的刚体，其重心G 到转轴O 的距离为h ，绕O 轴的转动惯量为I ，当摆幅很小时，刚体绕O 轴摆动的周期T 为：mghI T π2= 设复摆绕通过重心G 的轴的转动惯量为I G ，当G 轴与O 轴平行时，有2G I=I +mh得到mghmh I T G 22+=π复摆的等效摆长mhmh I l G 2+=实验仪器:凯特摆右图是凯特摆摆杆的示意图。
对凯特摆而言，两刀口间的距离就是该摆的等效摆长l 。
在实验中当两刀口位置确定后，通过调节A 、B 、C 、D 四摆锤的位置可使正、倒悬挂时的摆动周期T 1和T 2基本相等。
12112mgh mh I T G +=π22222mgh mh I T G +=π当12T T ≈时 h 1+h 2=l得到 ()l h T T l T T g --++=12221222122224π此式中，l、T1、T2都是可以精确测定的量，而h1则不易测准。
由此可知，a项可以精确求得，而b项则不易精确求得。
但当T1=T2以及 |2h1-l| 的值较大时，b项的值相对a项是非常小的，这样b项的不精确对测量结果产生的影响就微乎其微了。
实验步骤1、仪器调节选定两刀口间得距离（实验中不用调了）即该摆得等效摆长l，使两刀口相对摆杆基本对称，并相互平行，用米尺测出l的值，取参考的g=9.8m/2s粗略估算T值,作为调节T₁和T₂参考值。
将摆杆悬挂到支架上水平的V形刀承上，调节底座上的螺丝，借助于铅垂线，使摆杆能在铅垂面内自由摆动，倒挂也如此。
将光电探头放在摆杆下方，让摆针在摆动时经过光电探测器。
让摆杆作小角度摆动，摆幅取4cm,待稳定后，按下reset钮，则测试仪开始自动记录一个周期的时间。
2、测量摆动周期T₁和T₂，及l,h.1(1)调整四个摆锤的位置，使T₁和T₂逐渐靠近，差值小于0.001s后，测量正、倒摆动10个周期的时间10T₁和10T₂各测5次取平均值。
用示波器测量时间
实验报告姓名：叶洪波学号：PB05000622 实验内容1、x轴的时基测信号的时间参数（1）测量示波器自备方波输出信号的周期（时基分别为0.1ms/cm，0.2ms/cm，0.5ms/cm）。
哪种时基测出的数据更准确？为什么？荧光屏上的最小刻度为0.2cm。
测量厘米数时基分别为0.1ms/cm、0.2ms/cm、0.5ms/cm时，时间的最大误差分别为0.02ms、0.04ms、0.10ms。
因此应选择时基为0.1ms/cm，这样结果的误差较小，置信度较大。
（2）选择信号发生器的对称方波接y输入（幅度和y轴量程任选），信号频率为200Hz~2kHz（每隔200Hz 测量一次），选择示波器合适的时基，测量对应频率的厘米数、周期和频率（注明x轴的时基）。
以信号发生器的频率为x轴，示波器测量的频率为y轴，作y-x曲线，求出斜率并讨论。
对称方波信号发生器的频率(Hz)厘米数(cm)x轴时基(ms/cm)测量周期数周期（ms）测得的频率(Hz)200 5.10.50.5 5.100 196.0784007.60.5 1.5 2.533 394.7376008.60.2 1.0 1.720 581.3958009.80.2 1.5 1.307 765.30610008.80.2 1.5 1.173 852.27312008.60.2 2.0 0.860 1162.79114009.30.2 2.5 0.744 1344.08616009.60.2 3.0 0.640 1562.50018008.60.5 1.5 2.867 348.83720009.10.2 3.5 0.520 1923.077信号发生器的频率为1800Hz时的数据有很大的偏差,为测量时的错误导致,因此舍去。
以信号发生器的频率为X轴，测得的频率为Y轴，作散点图并作线性拟合如下。
测得的频率(H z )信号发生器的频率(Hz)斜率为0.9640，理论上斜率应为1.0000。
示波器的使用
屏上图形
表2
f (Hz)
表3
f (Hz)
测量正弦信号的幅值 VP-P
垂直偏转灵敏度
yp-p(格数)
Vp-p（V）
测量正弦信号的频率 f
扫描速度
x (格数)
周期 T（S）
5 / 6
f 实(Hz)
表4
李萨如图形
f x(Hz)
f y (Hz)
1200
400
600
800
900
= /3
= /4
= 3/4
= /2
x向切点数
y向切点数
相位差
屏上图形
教师签名：
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表2
测量正弦信号的幅值 VP-P
f(Hz)
3
垂直偏转灵敏度
yp-p(格数)
Vp-p（V）
测量正弦信号的频率 f
f (Hz)
扫描速度
x (格数)
3 / 6
周期 T（S）
f 实(Hz)
表4
李萨如图形
f x(Hz)
f y (Hz)
1200
400
600
800
900
= /3
= /4
= 3/4
= /2
x向切点数
y向切点数
相位差
屏上图形
六、误差原因分析及对本实验的建议
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示波器的使用原始数据记录单
班级：
姓名：
实验台号：____
表1
学号：_____ __
实验日期：
年
___
月
日
Y1 Y2 信号观察
观察信号
正弦波 Y1
示波器操作与测量
示波器操作与测量实验目的主要是要了解示波器的基本结构，学会示波器的调节和使用基本结构示波器由示波管，扫描和整步装置，X轴和Y轴放大器及电源四大部分组成。
显示电路包括示波管及其控制电路两个部分。
示波管是一种特殊的电子管，是示波器一个重要组成部分。
示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏3个部分组成。
电子枪用于产生并形成高速、聚束的电子流，去轰击荧光屏使之发光。
它主要由灯丝F、阴极K、控制极G、第一阳极A1、第二阳极A2组成。
除灯丝外，其余电极的结构都为金属圆筒，且它们的轴心都保持在同一轴线上。
阴极被加热后，可沿轴向发射电子；控制极相对阴极来说是负电位，改变电位可以改变通过控制极小孔的电子数目，也就是控制荧光屏上光点的亮度。
为了提高屏上光点亮度，又不降低对电子束偏转的灵敏度，现代示波管中，在偏转系统和荧光屏之间还加上一个后加速电极A3。
第一阳极对阴极而言加有约几百伏的正电压。
在第二阳极上加有一个比第一阳极更高的正电压。
穿过控制极小孔的电子束，在第一阳极和第二阳极高电位的作用下，得到加速，向荧光屏方向作高速运动。
由于电荷的同性相斥，电子束会逐渐散开。
通过第一阳极、第二阳极之间电场的聚焦作用，使电子重新聚集起来并交汇于一点。
适当控制第一阳极和第二阳极之间电位差的大小，便能使焦点刚好落在荧光屏上，显现一个光亮细小的圆点。
改变第一阳极和第二阳极之间的电位差，可起调节光点聚焦的作用，这就是示波器的“聚焦”和“辅助聚焦”调节的原理。
第三阳极是示波管锥体内部涂上一层石墨形成的，通常加有很高的电压，它有三个作用：①使穿过偏转系统以后的电子进一步加速，使电子有足够的能量去轰击荧光屏，以获得足够的亮度；②石墨层涂在整个锥体上，能起到屏蔽作用；③电子束轰击荧光屏会产生二次电子，处于高电位的A3可吸收这些电子。
示波管的偏转系统大都是静电偏转式，它由两对相互垂直的平行金属板组成，分别称为水平偏转板和垂直偏转板。
分别控制电子束在水平方向和垂直方向的运动。
利用数字示波器测量RC电路的时间常数
利用数字示波器测量RC电路的时间常数
郑航
【期刊名称】《大学物理实验》
【年(卷),期】2013(026)006
【摘要】利用数字示波器的脉冲信号捕捉和平均值计算等功能,设计了一个简单的实验系统,实现RC电路时间常数的准确测量,误差可以控制在1％以内.
【总页数】3页(P52-54)
【作者】郑航
【作者单位】哈尔滨理工大学,黑龙江哈尔滨150080
【正文语种】中文
【中图分类】TM934.1
【相关文献】
1.利用基于声卡的虚拟仪器测量RC电路的时间常数 [J], 黄贤群
2.一阶RC电路时间常数测量的难点及解决方案 [J], 许树玲
3.RC电路时间常数的电压对称法快速测量 [J], 龙姝明;王凤华;杨俊海;刘全一
4.基于输入信号周期的一阶RC电路时间常数的测量方法研究 [J], 姜玉亭;杨建波;李晓冬
5.一阶RC电路暂态过程的模拟仿真及时间常数的测量 [J], 张淼;李纪红;陈影因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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试验名称 :用示波器测量时间试验目的: 本实验的目的是了解示波器的基本原理和结构，学习使用示波器观察波形和测量信号周期及其时间参数。
实验原理1．示波器的基本结构示波器的结构如图所示，由示波管（又称阴极射线管）、放大系统、衰减系统、扫描和同步系统及电源等部分组成。
示波管是示波器的基本构件，它由电子枪、偏转板和荧光屏三部分组成.电子枪是示波管的核心部分，它由阴极、栅极和阳极构成。
（1） 阴极——阴极的射线源：（2） 栅极——辉度控制：由第一栅极G 1（又称控制级）和第二栅极G 2（又称前加速级）构成，（3） 第一阳极——聚焦： （4） 第二阳极——电子的加速：（5） 偏转板：由两对相互垂直的金属板构成，在两对金属板上分别加以直流电压，以控制电子束的位置，适当调节这个电压值可以把光点或波形移到荧光屏的中间部位。
（6） 荧光屏：荧光屏（P ）上面涂有硅酸锌、钨酸镉、钨酸钙等磷光物质，能在高能电子的轰击下发光。
余辉使我们能在屏上观察到光点的连续轨迹。
自阴极发射的电子束，经过第一栅极（G 1）、第二栅极（G 2）、第一阳极（A 1）、第二阳极（A 2）的加速和聚焦后，形成一个细电子束。
垂直偏转板（常称y 轴）及水平偏转板（常称x 轴）所形成的二维电场，使电子束发生位移，位移的大小，与y 偏转板及x 偏转板上所加的电压有关：yy y y D V V S y == xxx x D V V S x == ( 1)式（1）中的S y 和D y 为y 轴偏转板的偏转灵敏度和偏转因数，S x 和D x 为x 轴偏转板的偏转灵敏度和偏转因数。
它们均与偏转板的参数有关，是示波器的主要技术指标之一。
2．示波器显示波形的原理由式（1），y 轴或x 轴的位移与所加电压有关。
如图，在x 轴偏转板上加一个随时间t 按一定比例增加的电压V x ，光点从A 点向B 点移动。
V x 周期性变化（此种变化称为锯齿波），并且由于发光物质的特殊性使光迹有一定保留时间（由荧光屏的发光物质而定），于是就得到一条“扫描线”，称为时间基线。
如果在x 轴上加有锯齿形扫描电压的同时，在y 轴上加一正弦变化的电压,则电子束受到水平电场和垂直电场的共同作用而呈现二维图形。
很显然，为了得到清晰稳定的波形，上述扫描电压的周期T x （或频率f x ）与被测信号的周期T y （或f y ）必须满足 nT T xy =，x x nf f =，n=1,2,… （2） 以保证T x 轴的起点始终与y 轴周期信号固定一点相对应（称“同步”），波形才稳定。
否则，波形就不稳定而无法观测。
由于扫描电压发生器的扫描频率f x 不会很稳定。
因此，要保证式（2）始终成立，示波器需设置扫描电压同步电路，即触发电路.用x 轴时基测时间参数在实验中或工程技术上都经常用示波器来测量信号的时间参数，如信号的周期或频率，信号波形的宽度、上升时间或下降时间，信号的占空比（宽度/周期）等。
x 轴扫描信号的周期，实际上是以时基单位（时间/cm 或时间/度）来标示的，一般的示波管荧光屏直径以10cm 的居多，则式（2）的T x ，由时基（时间/cm ）乘上10cm ，如时基为cm ，则扫描信号的周期为1ms 。
为此，在实际测量中，将式（2）改成式（3）的形式 波形厘米数时基单位⨯=x T （3）3．用李萨如图形测信号的频率如果将不同的信号分别输入到y 轴和x 轴的输入端，当两个信号的频率满足一定的关系时，在荧光屏上将显示出李萨如图形，可用测量李萨如图形的相位参数或波形的切点数来测量时间参数。
二个互相垂直的振动（有相同的自变量）的合成李萨如图形。
（1） 频率相同而振幅和相位不同时，两正交正弦电压的合成图形。
设此两正弦电压分别为：t A x ωcos = )cos(ϕω+=t B y （4）消去自变时t ，得到的轨迹方程为：ϕϕ22222sin cos 2=-+AB xyBy A x （5） 这是一个椭圆方程。
当两个正交电压的相位差φ取0~2π的不同值时，合成的圆形如图所示。
（2） 两正交正弦电压的相位差一定，频率比为一个有理数时，合成的圆形是一条稳定的闭合曲线。
图是几种频率比时的图形，频率比与图形的切点数之间有下列关系：垂直切线上的切点数水平切线上的切点数=xy f f试验记录 试验仪器示波器函数信号发生器1．用x轴的时基测信号的时间参数（1）测量示波器自备方波输出信号的周期（时基分别为cm，cm，cm）。
输入频率v=1KHz 周期T=1ms结果分析:用时基 ms/cm测得更准确.因为示波器校准用的时基就是 ms/cm.所以用ms/cm测得的周期更准确.（2）选择信号发生器的对称方波接y输入（幅度和y轴量程任选），信号频率为200Hz~2kHz （每隔200Hz测量一次），选择示波器合适的时基，测量对应频率的厘米数、周期和频率（注明x轴的时基）。
200400600800100012001400160018002000220002004006008001000120014001600180020002200信号发生器频率Y示波 器测 量 频 率X由ORIGIN 软件,拟合直线,求得斜率0.999970.00445K =±.显然可以发现1K ≈,误差的产生可能由以下原因造成:1信号发生器产生的信号不准,2示波器精度不够3试验者读数不能很准确.由所求得的斜率K 相当接近1,可见示波器已经校准.（3） 选择信号发生器的非对称方波接y 轴，频率分别为200Hz 、500Hz 、1kHz 、2kHz 、5kHz 、10kHz 、20kHz ，测量各频率时的周期和正波的宽度（或占空比），信号发生器频率Y示波 器测 量的频率X由ORIGIN 软件,拟合直线,求得斜率 1.000080.00011K =±,可见1K ≈.（4） 选择信号发生器的输出为三角波，频率为500Hz 、1kHz 、、测量各个频率时的上升时间、下降时间及周期。
ms下降时间ms周期ms测得的频率Hz505101015152．观察李萨如图形并测频率用两台信号发生器（一台为本组专用，一台为公用）分别接y轴和x轴（x轴选择外输入），取4/33/22/11/、、、=yxff时，测出对应的xyff和，画有关图形并求公用信号发生器的频率。
试验一/1x yf f=输入信号0.500yf KHz=11yxff==水平切线上的切点数垂直切线上的切点数测量值得0.500xf KHz=李萨如图形示波器显示图形试验者手画图形试验二/1/2x yf f=输入信号 1.000y f KHz =21yxf f ==水平切线上的切点数垂直切线上的切点数测量值0.500x f KHz =李萨如图形 试验者手画图形试验三/2/1x y f f =输入信号 0.251y f KHz = 12y xf f ==水平切线上的切点数垂直切线上的切点数测量值0.502x f KHz =李萨如图形 试验者手画图形试验四/2/3x y f f =输入信号0.750y f KHz = 32y xf f ==水平切线上的切点数垂直切线上的切点数测量值0.500x f KHz =李萨如图形 试验者手画图形试验五/3/4x y f f =输入信号0.667y f KHz =43y xf f ==水平切线上的切点数垂直切线上的切点数=测量值0.500x f KHz =李萨如图形试验者手画图形思考题1． 用示波器测频率有何有优缺点答:优点:1观图直观;2直接显示出信号随时间的变化;3可以将许多其他信号转化为电信号(如电感,电容),从而在示波器屏幕上显示出来,得以测量.缺点:1图线有一定宽度,导致读数不准;2受电压影响很大,环境中”噪音”信号对结果影响很大;3屏幕的读数精确度不高.2． 在本实验中，观察李萨如图形时，为什么得不到稳定的图形答: 若要得到稳定的图形,则要求参与合成的信号相位差一定,.首先,由于信号发生器不能产生频率稳定的信号,另外,两列频率不同的正交正旋波的相位差不可能一直相等. 由于李萨如图形的输入信号由信号发生器产生,而信号发生器制造的波是变化,不稳定的,并且两台发生器的变化不一定是同步的,所以得不到稳定的图形.若要观察到稳定的李萨如图形,则还要要求两列波的频率比为有理数,这在试验室中,也是很难准确实现的.3． 假定在示波器的y 轴输入一个正弦电压，所用的水平扫描频率为120Hz ，在荧光屏上出现三个稳定完整的正弦波形，那么输入信号的频率是多少这是否是测量信号频率的好方法为什么答: 3120360x Hz Hz ν=⨯=有的时候这是测量信号的好方法，因为调整波形的竖直位移,使波的波峰与一条水平线相切,就可以很准确地判断波峰,即可以较精确地判断波的个数.调整扫描频率,使显示器上正好显示整数个波形n,就可以根据波的个数,设此时扫描频率为f,则被测信号的频率为nf.（这是扫描频率可以调整的情况）；若水平扫描频率是固定不变的，则这不是测量信号频率的好方法，因为被测信号的频率不一定是扫描频率的整数倍，这样一来，屏幕上不一定可以显示整数个波形，所以不能准确测出信号的频率。
试验体会1示波器是一种将外界信号转化为电信号的测量仪器.2试验前,准确校对示波器,可以提高试验精度;3选用合适的时基,可以提高试验精度;4可以参考试验仪器的修正值,来修正测量值学号PB07013077 姓名朱业俊。