一點的應(yīng)力狀態(tài)電測實驗報告

復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)主應(yīng)力測定實驗報告

使用設(shè)備名稱與型號同組人員實驗時間

一、實驗?zāi)康?/p>

二、實驗設(shè)備與儀器

三、實驗原理

四、實驗操作步驟

五、實驗結(jié)果及分析計算1、實驗數(shù)據(jù)

應(yīng)變花位置：

方向45°0°-45°載荷εΔεεΔεεΔε100N200N300N400N500N平均Δε//應(yīng)變花位置：

方向45°0°-45°載荷εΔεεΔεεΔε100N200N300N400N500N平均Δε//應(yīng)變花位置：

方向45°0°-45°載荷εΔεεΔεεΔε100N200N300N400N500N平均Δε//

2、結(jié)果計算

六、思考題

試分析理論值和實驗值的誤差及產(chǎn)生誤差的可能因素。

七、實驗中的收獲、感想與建議

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擴展閱讀：12年電測實驗報告(電子版)

哈爾濱工程大學(xué)

實驗報告

實驗名稱：電子測量實驗

1、常用電子儀器主要性能指標(biāo)的檢驗及波形參數(shù)的測量2、有源濾波器頻率特性測量

班級：學(xué)號：姓名：

實驗時間：201*-10-XX成績：指導(dǎo)教師：李思純

哈爾濱工程大學(xué)實驗室與資產(chǎn)管理處制

實驗一

一、實驗名稱：常用電子儀器主要性能指標(biāo)的檢驗及波形參數(shù)的測量二、實驗?zāi)康?/p>

1)掌握電子測量實驗中常用電子儀器主要性能指標(biāo)的檢驗方法。

2)掌握電子測量實驗中常用的電子儀器示波器、函數(shù)信號發(fā)生器、頻率計、萬

用表的原理及正確使用方法。

3)掌握用雙蹤示波器觀察典型信號波形和讀取波形參數(shù)的方法。

4)了解交流電壓測量的基本原理，掌握有效值、平均值、峰值之間的換算關(guān)系并對

幾種典型電壓波形進行參數(shù)測量。

三、實驗原理、內(nèi)容與實驗步驟

1．示波器探頭校正

將示波器探頭一端擰入示波器垂直通道CH1(或CH2)輸入端，探針連接到示波器標(biāo)準(zhǔn)方波信號輸出端，若示波器顯示波形為理想方波，則探頭校正完畢。若顯示非理想方波，需調(diào)整探頭中補償電容C，直到調(diào)出最佳方波為止。2．測量示波器內(nèi)的校準(zhǔn)信號

用機內(nèi)校準(zhǔn)信號(方波信號)對示波器進行自檢。1)調(diào)出“校準(zhǔn)信號”波形

將垂直通道CH1（或CH2）探針與示波器探頭補償器的方波信號輸出連接器相連，接地夾與探頭補償器的地線連接器相連，打開通道1（或2），然后按AUTO（自動設(shè)置）按鈕，則在熒光屏上可顯示出一個或數(shù)個周期的方波。如果方波出現(xiàn)欠補償或過補償現(xiàn)象，則調(diào)整探頭上的可變電容，直到調(diào)出最佳方波為止。接入通道1和通道2的兩個探頭均需要校正。2)測量“校準(zhǔn)信號”峰峰值

讀取校準(zhǔn)信號峰峰值，記入表1。注意：示波器探極衰減比。3)測量“校準(zhǔn)信號”頻率

讀取校準(zhǔn)信號頻率，記入表l。

4)測量“校準(zhǔn)信號”的上升時間和下降時間

將校準(zhǔn)信號水平展開，讀取校準(zhǔn)信號的上升和下降時間，記入表1。3．聯(lián)系理論觀測波形

1）如何使熒光屏上僅顯示一條水平時基線？

理論依據(jù)：若水平偏轉(zhuǎn)板加上鋸齒波電壓，垂直偏轉(zhuǎn)板不加電壓，熒光屏上的亮點會沿直線左右移動，到達最右端后，迅速返回原點，重新從左向右移動。故顯示一穩(wěn)定水平亮線。

按下觸發(fā)控制區(qū)（TRIGGER）的MENU按鍵，調(diào)出觸發(fā)操作菜單，設(shè)置“觸發(fā)方式”

為“自動”，垂直通道CH1和CH2不接任何信號，則示波器自激振蕩產(chǎn)生掃描電壓，使熒光屏顯示一條穩(wěn)定時基線。

2）用示波器不同掃描方式觀測一占空比很小的脈沖信號，注意熒光屏上所出現(xiàn)的現(xiàn)象。

理論依據(jù)：用示波器觀測占空比很小的脈沖信號（要求占空比小于20%）必須用觸發(fā)掃描方式；因為當(dāng)觸發(fā)掃描周期與脈沖持續(xù)時間相等時，熒光屏上顯示展寬了的脈沖，因此能夠觀測到脈沖細(xì)節(jié)。而連續(xù)掃描方式難于觀測到脈沖細(xì)節(jié)，難于測量上升、下降時間；因為當(dāng)連續(xù)掃描周期與脈沖持續(xù)時間相等時，雖然熒光屏可顯示展寬了的脈沖，但遺憾的是脈沖波形在水平方向多次掃描中僅被掃描了一次，因此時基線明亮，而脈沖波形卻很暗淡，不適于觀測；當(dāng)連續(xù)掃描周期與脈沖重復(fù)周期相等時，熒光屏可顯示壓縮了的脈沖，難于觀測細(xì)節(jié)。

將函數(shù)信號發(fā)生器輸出的脈沖信號接入示波器垂直通道CH1或CH2，記錄脈沖持續(xù)時間、脈沖重復(fù)周期T，計算占空比/T，讀取上升時間和下降時間，記入表2。

T設(shè)置“觸發(fā)方式”為“自動”或“常態(tài)”，將“觸發(fā)源選擇”置“CH1”位置，通過掃速旋鈕逐級提高掃描速度，使脈沖信號在X軸方向擴展(必要時可以利用“掃速擴展ZOOM”將波形再擴展)。此時可觀測到展寬的脈沖波形。

將“觸發(fā)方式”置“AUTO”位置，將“觸發(fā)源選擇”置“EXT”位置，無論掃速旋鈕（水平SCALE）如何調(diào)整，熒光屏上或者顯示壓縮脈沖信號，或者顯示時基線加亮的不穩(wěn)定信號。

4．用雙蹤示波法測量兩波形間相位差及時間差

用電阻和電容組成一個RC移相網(wǎng)絡(luò)，用雙蹤示波法測量移相前和移相后正弦信號的相位差和時間差。

①按圖1連接實驗電路，將函數(shù)信號發(fā)生器的輸出電壓調(diào)至頻率1kHz，峰峰值為2V的正弦波，經(jīng)RC移相網(wǎng)絡(luò)獲得頻率相同但相位不同的兩路信號Ui和UR，分別加到雙蹤示波器的CH1和CH2輸入端。

圖1兩波形相位差測量電路

相位差的理論計算公式為：

UoUiRR1jCjRC2R2C2RCj1jRC12R2C212R2C21arctanRCRC2221RCarctan2R2C212R2C2②將CH1和CH2輸入耦合方式置“GND”檔位，調(diào)節(jié)CH1和CH2的上、下移位“POSITION”旋鈕，使兩條掃描基線重合，再將CH1和CH2的輸入耦合方式置“AC”檔位，調(diào)節(jié)掃描速度旋鈕（水平SCALE）及CH1、CH2的偏轉(zhuǎn)靈敏度旋鈕（垂直SCALE）位置，調(diào)節(jié)水平移位（POSITION）旋鈕，正確選擇觸發(fā)方式及觸發(fā)源，使熒光屏上顯示出Ui，UR兩個相位不同的正弦波形如圖2所示，則兩波形相位差為:

X360XT圖2兩波形相位差

圖中：XT：一周期所占刻度格數(shù)，X：兩波形在X軸方向差距格數(shù)兩波形時間差為:

tXDx

其中，Dx為掃描速度。

記錄兩波形相位差和時間差等參數(shù)于表3。

5．典型波形交流電壓測量及換算

用信號源分別輸出頻率為1kHz，峰值為7V的正弦波、三角波和方波信號并將示波器讀取值假設(shè)為理論值。依據(jù)交流電壓測量原理用公式計算出各種波形的理論有效值和理論均值，記入表4。同時將示波器測量的各種波形的理論有效值記入表4。

用萬用表、模擬電壓表分別測量該正弦波，將測量值記入表5。實驗原理：

一個交流電壓的大小，可以用峰值UP，平均值U，有效值U，以及波形因數(shù)KF，波峰因數(shù)KP等表征。

波形因數(shù)為：KF波峰因數(shù)為：KPUUUpU

用來測量電壓的指針式電壓表中的檢波器有多種形式，一般來說，具有不同檢波特性的電壓表都是以正弦電壓的有效值來刻度的，但是，除有效值電壓表外，電壓表的示值本身并不直接代表任意波形被測電壓的有效值。因此，必須依據(jù)已知波形因素和波峰因素加以換算。三種波形的已知參數(shù)如下：

波形因素KF波峰因素KP正弦波1.111.414三角波1.151.732方波11四、實驗儀器與設(shè)備

設(shè)備名稱F20信號源萬用表模擬電壓表TES2201CA2172型號數(shù)量1111111雙蹤示波器DS-5000系列螺絲刀10K電阻電容0.01μ五、實驗數(shù)據(jù)表格

表1校準(zhǔn)信號參數(shù)

峰峰值頻率上升沿時間下降沿時間

標(biāo)準(zhǔn)值3V1kHz4

實測值表2脈沖信號參數(shù)

脈沖持續(xù)時間脈沖重復(fù)周期T

表3兩正弦波形相位差及時間差一周期格數(shù)XT

表4正弦波、三角波、方波信號理論值

波形正弦波三角波方波

表5正弦波、三角波、方波信號測量值正弦波三角波方波理論有效值（V）4.954.047萬用表測量值（V）絕對誤差（V）模擬電壓表絕對誤差測量值（V）（V）峰值（V）777理論有效值（V）測量有效值（V）理論均值（V）兩波形X軸理論計算差距格數(shù)X相位差測量相位差掃描速度Dx時間差t占空比/T上升沿時間下降沿時間六、實驗過程與分析

詳細(xì)記錄實驗過程中發(fā)生的故障和問題，說明故障產(chǎn)生原因，并說明故障排除方法。

七、實驗結(jié)果總結(jié)

注意總結(jié)實驗過程中需要注意的事項，問題的解決方法，對相關(guān)理論知識的認(rèn)識，對所用儀器使用方法的掌握等。

預(yù)習(xí)要求

1．復(fù)習(xí)教材或教學(xué)筆記中有關(guān)函數(shù)信號發(fā)生器的工作原理。

2．復(fù)習(xí)教材或教學(xué)筆記中有關(guān)示波器的工作原理與示波測量技術(shù)。3．復(fù)習(xí)教材或教學(xué)筆記中有關(guān)交流電壓的表征和測量部分內(nèi)容。

4.了解實驗所需儀器的功能和使用方法，了解儀器各旋鈕、開關(guān)的作用。

實驗二

一、實驗名稱：有源濾波器頻率特性測量二、實驗?zāi)康?/p>

1.了解用集成運放、電阻和電容組成有源濾波器的方法。2.掌握測量有源濾波器幅頻特性的方法。

3.培養(yǎng)根據(jù)被測對象正確、合理選用測量方法及測量儀器的能力。三、實驗原理、內(nèi)容及實驗步驟

有源濾波器原理：

有源濾波器通常由集成運算放大器和RC元件組成，其功能是讓一定頻率范圍內(nèi)的信號通過，同時對此頻率范圍以外的信號加以抑制并盡可能使過渡帶急劇衰減。因受集成運算放大器頻帶限制，這類濾波器主要用于1MHz以下的低頻范圍。根據(jù)通過信號的容許頻率范圍，可分為低通、高通、帶通、帶阻等四種濾波器。實驗框圖如下：

直流穩(wěn)壓電源函數(shù)信號發(fā)生器頻率計V+V被測電路YA雙蹤示波器UiUoYB圖1有源濾波器頻率特性測量電路

注意共地

1．二階有源低通濾波器設(shè)計與幅頻特性測量

利用集成運算放大器LM324或LF353與電阻（或電位器）、電容設(shè)計二階或二階以上的有源低通濾波器。

二階有源低通濾波器電路如圖2所示。幅頻特性如圖3所示。

其中，濾波器的增益為：K1截止頻率：fcR4R3121

R1R2C1C2

圖2低通濾波器電路圖3低通濾波器幅頻特性

實驗步驟：

測量所領(lǐng)取元器件的實際電阻值、電容值并依據(jù)理論公式計算出所設(shè)計低通濾波器的理論增益和截止頻率，并記入表1。

按實驗電路（見圖1，圖2）接好連線，檢查電路連線準(zhǔn)確無誤后（特別注意檢查±12V電源線連接正確），接通電源，信號源產(chǎn)生峰值為1V的正弦波加到輸入端Ui，每改變一次正弦波頻率f（注意：維持Ui=1V不變），測量一次輸出電壓Uo,并記入數(shù)據(jù)表2中（注意：測量次數(shù)不少于20點）。

按照得到的數(shù)據(jù)，繪制低通濾波器幅頻特性曲線（注意：標(biāo)出測量點并連線），在坐標(biāo)軸上標(biāo)出通帶增益、截止頻率及截止頻率點的幅度值。

2．二階有源帶通濾波器設(shè)計與幅頻特性測量

利用集成運算放大器LM324或LF353與電阻（或電位器）、電容設(shè)計二階或二階以上的有源帶通濾波器。

二階有源帶通濾波器電路如圖4所示，幅頻特性如圖5所示。

圖4帶通濾波器電路圖5帶通濾波器幅頻特性

其中，運放的增益為：Koc1R5/R4

濾波器增益為：KKoc1R1R3C21C18

R1R1Koc2

中心頻率：f0121R3C1C211RR

21實驗步驟：

測量所領(lǐng)取元器件的實際電阻值、電容值并依據(jù)理論公式計算出所設(shè)計帶通濾波器的理論增益和中心頻率，并記入表3。

按實驗電路（見圖1，圖4）接好連線，檢查電路連線準(zhǔn)確無誤后（特別注意檢查±12V電源線連接正確），接通電源，信號源產(chǎn)生峰值為1V的正弦波加到輸入端Ui，每改變一次正弦波頻率f（注意：維持Ui=1V不變），測量一次輸出電壓Uo,并記入數(shù)據(jù)表4中（注意：測量次數(shù)不少于20點）。

按照得到的數(shù)據(jù)，繪制帶通濾波器幅頻特性曲線（注意：標(biāo)出測量點并連線），在坐標(biāo)軸上標(biāo)出通帶增益、中心頻率、截止頻率及截止頻率點的幅度值。

四、實驗儀器與設(shè)備

設(shè)備名稱面包板或焊板（電烙鐵、焊錫）導(dǎo)線（紅、黑、其它顏色）型號數(shù)量1111111直流穩(wěn)壓電源F20信號源、頻率計雙蹤示波器DS-5000系列萬用表TES2201LF353,LM324運算放大器八（或十四、十六）腳雙列直插式插座10K,20K,100K,160K…9電阻電容電位器

0.01μ,0.1μ4

五、實驗數(shù)據(jù)表格

表1低通濾波器參數(shù)

集成運算放大器型號

表2低通濾波器幅頻特性（輸入信號：峰值為1V的正弦波）

測量次數(shù)輸入頻率f(Hz)輸出幅值Uo(V)測量次數(shù)輸入頻率f(Hz)輸出幅值Uo(V)

表3帶通濾波器參數(shù)集成運算放大器型號表4帶通濾波器幅頻特性（輸入信號：峰值為1V的正弦波）測量次數(shù)輸入頻率f(Hz)輸出幅值Uo(V)測量次數(shù)輸入頻率f(Hz)輸出幅值Uo(V)

1112123134145156167178189191020R1R2R3R4R5C1C2Kf01112123134145156167178189191020R1R2R3R4C1C2Kfc六、實驗過程與分析

詳細(xì)記錄實驗過程中發(fā)生的故障和問題，說明故障產(chǎn)生原因，并說明故障排除方法。

依據(jù)表格2繪制實際測量的低通濾波器幅頻特性曲線（注意：標(biāo)出測量點并連線），在坐標(biāo)軸上標(biāo)出通帶增益、截止頻率及截止頻率點的幅度值。

依據(jù)表格4繪制實際測量的帶通濾波器幅頻特性曲線（注意：標(biāo)出測量點并連線），在坐標(biāo)軸上標(biāo)出通帶增益、中心頻率、截止頻率及截止頻率點的幅度值。

七、實驗結(jié)果總結(jié)

1)實驗心得體會（注意總結(jié)實驗過程中需要注意的事項，問題的解決方法，對相關(guān)

理論知識的認(rèn)識，對所用儀器使用方法的掌握等。）2)實驗改進意見

預(yù)習(xí)要求

1．復(fù)習(xí)教材或教學(xué)筆記中有關(guān)函數(shù)信號發(fā)生器的工作原理。

2．復(fù)習(xí)教材或教學(xué)筆記中有關(guān)示波器的工作原理與示波測量技術(shù)。

實驗二

一、實驗名稱點頻法測量有源高通、帶阻濾波器幅頻特性二、實驗?zāi)康?/p>

1.了解用集成運放、電阻和電容組成有源濾波器的方法。2.掌握測量有源濾波器幅頻特性的方法。

3.培養(yǎng)根據(jù)被測對象正確、合理選用測量方法及測量儀器的能力。三、實驗原理、內(nèi)容及實驗步驟

有源濾波器原理：

有源濾波器通常由集成運算放大器和RC元件組成，其功能是讓一定頻率范圍內(nèi)的信號通過，同時對此頻率范圍以外的信號加以抑制并盡可能使過度帶急劇衰減。因受集成運算放大器頻帶限制，這類濾波器主要用于1MHZ以下的低頻范圍。根據(jù)通過信號的容許頻率范圍，可分為低通、高通、帶通、帶阻等四種濾波器。

實驗電路圖如下：

直流穩(wěn)壓電源函數(shù)信號發(fā)生器頻率計UiUoYA雙蹤示波器YBV+V被測電路圖1有源濾波器頻率特性測量電路

注意共地

1．二階有源高通濾波器設(shè)計與幅頻特性測量

利用集成運算放大器LM324或LF353與電阻（或電位器）、電容設(shè)計二階或二階以上的有源高通濾波器。

二階有源高通濾波器電路如圖2所示，幅頻特性如圖3所示。

其中，濾波器的增益為：K1截止頻率：fcR4R3121

R1R2C1C212

圖2高通濾波器電路圖3高通濾波器幅頻特性

實驗步驟：

測量所領(lǐng)取元器件的實際電阻值、電容值并依據(jù)理論公式計算出所設(shè)計高通濾波器的理論增益和截止頻率，并記入表1。

按實驗電路（見圖1，圖2）接好連線，檢查電路連線準(zhǔn)確無誤后（特別注意檢查±12V電源線連接正確），接通電源，信號源產(chǎn)生峰值為1V的正弦波加到輸入端Ui，每改變一次正弦波頻率f（注意：維持Ui=1V不變），測量一次輸出電壓Uo,并記入數(shù)據(jù)表2中（注意：測量次數(shù)不少于20點）。

按照得到的數(shù)據(jù)，繪制高通濾波器幅頻特性曲線（注意：標(biāo)出測量點并連線），在坐標(biāo)軸上標(biāo)出通帶增益、截止頻率及截止頻率點的幅度值。

2．二階有源帶阻濾波器設(shè)計與幅頻特性測量

利用集成運算放大器LM324或LF353與電阻（或電位器）、電容設(shè)計二階或二階以上的有源帶阻濾波器。

二階有源帶阻濾波器電路如圖4所示，幅頻特性如圖5所示。

圖4帶阻濾波器電路圖5帶阻濾波器幅頻特性

其中，濾波器增益為K1

中心頻率：f0

13

1212R1R2C實驗步驟：

測量所領(lǐng)取元器件的實際電阻值、電容值并依據(jù)理論公式計算出所設(shè)計帶阻濾波器的中心頻率，并記入表3。

按實驗電路（見圖1，圖4）接好連線，檢查電路連線準(zhǔn)確無誤后（特別注意檢查±12V電源線連接正確），接通電源，信號源產(chǎn)生峰值為1V的正弦波加到輸入端Ui，每改變一次正弦波頻率f（注意：維持Ui=1V不變），測量一次輸出電壓Uo,并記入數(shù)據(jù)表4中（注意：測量次數(shù)不少于20點）。

按照得到的數(shù)據(jù)，繪制帶阻濾波器幅頻特性曲線（注意：標(biāo)出測量點并連線），在坐標(biāo)軸上標(biāo)出中心頻率。

四、實驗儀器與設(shè)備

設(shè)備名稱面包板或焊板（電烙鐵、焊錫）導(dǎo)線（紅、黑、其它顏色）型號數(shù)量1111111直流穩(wěn)壓電源SG1645信號源、頻率計雙蹤示波器DS-5000系列萬用表TES2201運算放大器LF353,LM324八（或十四、十六）腳雙列直插式插座電阻10K,20K,100K,160K7電容電位器0.01μ,0.1μ5五、實驗數(shù)據(jù)表格

表1高通濾波器參數(shù)

集成運算放大器型號

14

R1R2R3R4C1C2Kfc表2高通濾波器幅頻特性（輸入信號：峰值為1V的正弦波）測量次數(shù)輸入頻率f(Hz)輸出幅值Uo(V)測量次數(shù)輸入頻率f(Hz)輸出幅值Uo(V)1112123134145156167178189191020表3帶阻濾波器參數(shù)

集成運算放大器型號R1R2R3C1Kf0表4帶阻濾波器幅頻特性（輸入信號：峰值為1V的正弦波）測量次數(shù)輸入頻率f(Hz)輸出幅值Uo(V)測量次數(shù)輸入頻率f(Hz)輸出幅值Uo(V)1112123134145156167178189191020六、實驗過程與分析

詳細(xì)記錄實驗過程中發(fā)生的故障和問題，說明故障產(chǎn)生原因，并說明故障排除方法。

依據(jù)表格2繪制實際測量的高通濾波器幅頻特性曲線（注意：標(biāo)出測量點并連線），在坐標(biāo)軸上標(biāo)出通帶增益、截止頻率及截止頻率點的幅度值。

依據(jù)表格4繪制實際測量的帶阻濾波器幅頻特性曲線（注意：標(biāo)出測量點并連線），在坐標(biāo)軸上標(biāo)出中心頻率。

七、實驗結(jié)果總結(jié)

1)實驗心得體會（注意總結(jié)實驗過程中需要注意的事項，問題的解決方法，對相

關(guān)理論知識的認(rèn)識，對所用儀器使用方法的掌握等。）2)實驗改進意見

預(yù)習(xí)要求

1．復(fù)習(xí)教材或教學(xué)筆記中有關(guān)函數(shù)信號發(fā)生器的工作原理。

2．復(fù)習(xí)教材或教學(xué)筆記中有關(guān)示波器的工作原理與示波測量技術(shù)。

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