【学习经验】示波器预习报告
被无数次告知基物实验的痛苦后焦虑万分,上网努力搜索资料后整理了如下预习笔记。建议预习还是看视频看书,本人整理笔记只是防止过了一个周末自己忘得一干二净,不保证时效性和正确性。
特别鸣谢:【1031】示波器的使用 - 知乎 (zhihu.com)、Only(AR)、zbyzby
示波器的使用
示波器实验(物理老师制作,示波器原理讲解非常详细,非常适合初学者理解示波器原理与操作时使用)
利用校准信号对示波器进行校准测量
示波器的预置:调节辉度(亮度)、聚焦(粗细)、水平位移、垂直位移,触发方式选择AUTO,使屏幕出现扫描线。
连接示波器上信号输出端和通道(CH1或CH2,书上为CH1)
关闭所有微调(扫描时间和衰减开关,全部顺时针旋转到底)
"VAR"垂直微调旋钮(垂直偏转系数微调钮)分别调整至顺时针转到底、中间位置、逆时针转到底,VOLTS/DIV分别调整至为0.5V/DIV,1V/DIV,2V/DIV,测量3*3组数据。
其中y轴灵敏度为VOLTS/DIV上的示数,格数Y通过读两条线之间竖着的格子数量获得(\(MAX-MIN\)),k由公式计算得出(\(k = \frac{u_{pp}}{Y}\)),其中y轴微调校准位的k应与y轴灵敏度的值相同。
观察各种波形并测量正弦波的电压与周期
- 将DOS函数发生器的信号接入示波器通道,分别输出方波、三角波、正弦波,进行观察
- 将正弦波发生器的f2和f4信号分别接入CH1通道
- 测量两条横线之间格子数量(\(Y轴偏转格数\)),与\(Y轴灵敏度\)相乘获得\(u_{pp}\),\(电压有效值u_e = \frac{u_{pp}}{2\sqrt2}\)
- 测量一个周期的格子数量(\(X轴偏转格数\)),与\(X轴灵敏度\)相乘获得\(T\)(记得单位换算),\(频率f = \frac 1 T\)
观察李萨如图形,用李萨如图形测量正弦信号频率
将正弦波发生器的f2信号接入CH1通道,将DOS函数发生器的正弦信号接入CH2通道,将TIME/DIV旋钮 逆时针旋转到头(X-Y档位),MODE置于CH2档,SOURCE(触发源)置于CH1档。
调节DOS函数发生器正弦信号的频率(fy),在屏上分别得到fy:fx为1:1、1:2、1:3、2:3的稳定图形,列表记下相应的图形、fy、图形与水平线相交的点数nx、图形与垂直线相交的点数ny,并计算出fx(\(f_x = f_y\times \frac {n_y} {n_x}\))。
振幅法测声速
\(声速v_s = f\lambda\)
其中\(f\)由信号发生器给出,只需测得\(\lambda\)即可得出声速\(v_s\)
- 电信号极大值之间的距离均为\(\lambda/2\)
- S1和S2之间间距越大极大值越小(振幅越小)
实验
- 找共振频率
- 调节频率粗调按钮,使振幅最大,若振幅超过显示范围,调节y方向的VOLTS/DIV。此时信号源显示的频率约为共振频率。
- 转动手轮使接收器远离发射器,移动到第一次的振幅较大处,再调节频率细调按钮,使振幅最大,此时信号源显示的频率即为共振频率,记录此时频率f1
- 连续测量第1-10个极大值的位置(波幅最大),记为x1至x10,再测量第31-40个极大值位置,记为x31至x40。
- 记录实验结束时信号源显示频率f2。
- 测量室温
数据处理
相位法测声速
实验
- 记录此时频率f1。
- 将TIME/DIV旋钮逆时针旋转到头(X-Y档位),MODE置于CH2档,SOURCE(触发源)置于CH1档(存疑)。
- 相同相位(同方向倾斜的斜线)之间为一个\(\lambda\),数据测量同振幅法测声速。
- 记录实验结束时频率f2。
数据处理
同振幅法测声速(但无需计算不确定度)