一点的应力状态电测实验报告

一点的应力状态电测实验报告

复杂应力状态主应力测定实验报告

使用设备名称与型号同组人员实验时间

一、实验目的

二、实验设备与仪器

三、实验原理

四、实验操作步骤

五、实验结果及分析计算1、实验数据

应变花位置：

方向45°0°-45°载荷εΔεεΔεεΔε100N200N300N400N500N平均Δε//应变花位置：

方向45°0°-45°载荷εΔεεΔεεΔε100N200N300N400N500N平均Δε//应变花位置：

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

2、结果计算

六、思考题

试分析理论值和实验值的误差及产生误差的可能因素。

七、实验中的收获、感想与建议

-3-

扩展阅读：12年电测实验报告(电子版)

哈尔滨工程大学

实验报告

实验名称：电子测量实验

1、常用电子仪器主要性能指标的检验及波形参数的测量2、有源滤波器频率特性测量

班级：学号：姓名：

实验时间：201*-10-XX成绩：指导教师：李思纯

哈尔滨工程大学实验室与资产管理处制

实验一

一、实验名称：常用电子仪器主要性能指标的检验及波形参数的测量二、实验目的

1)掌握电子测量实验中常用电子仪器主要性能指标的检验方法。

2)掌握电子测量实验中常用的电子仪器示波器、函数信号发生器、频率计、万

用表的原理及正确使用方法。

3)掌握用双踪示波器观察典型信号波形和读取波形参数的方法。

4)了解交流电压测量的基本原理，掌握有效值、平均值、峰值之间的换算关系并对

几种典型电压波形进行参数测量。

三、实验原理、内容与实验步骤

1．示波器探头校正

将示波器探头一端拧入示波器垂直通道CH1(或CH2)输入端，探针连接到示波器标准方波信号输出端，若示波器显示波形为理想方波，则探头校正完毕。若显示非理想方波，需调整探头中补偿电容C，直到调出最佳方波为止。2．测量示波器内的校准信号

用机内校准信号(方波信号)对示波器进行自检。1)调出“校准信号”波形

将垂直通道CH1（或CH2）探针与示波器探头补偿器的方波信号输出连接器相连，接地夹与探头补偿器的地线连接器相连，打开通道1（或2），然后按AUTO（自动设置）按钮，则在荧光屏上可显示出一个或数个周期的方波。如果方波出现欠补偿或过补偿现象，则调整探头上的可变电容，直到调出最佳方波为止。接入通道1和通道2的两个探头均需要校正。2)测量“校准信号”峰峰值

读取校准信号峰峰值，记入表1。注意：示波器探极衰减比。3)测量“校准信号”频率

读取校准信号频率，记入表l。

4)测量“校准信号”的上升时间和下降时间

将校准信号水平展开，读取校准信号的上升和下降时间，记入表1。3．联系理论观测波形

1）如何使荧光屏上仅显示一条水平时基线？

理论依据：若水平偏转板加上锯齿波电压，垂直偏转板不加电压，荧光屏上的亮点会沿直线左右移动，到达最右端后，迅速返回原点，重新从左向右移动。故显示一稳定水平亮线。

按下触发控制区（TRIGGER）的MENU按键，调出触发操作菜单，设置“触发方式”

为“自动”，垂直通道CH1和CH2不接任何信号，则示波器自激振荡产生扫描电压，使荧光屏显示一条稳定时基线。

2）用示波器不同扫描方式观测一占空比很小的脉冲信号，注意荧光屏上所出现的现象。

理论依据：用示波器观测占空比很小的脉冲信号（要求占空比小于20%）必须用触发扫描方式；因为当触发扫描周期与脉冲持续时间相等时，荧光屏上显示展宽了的脉冲，因此能够观测到脉冲细节。而连续扫描方式难于观测到脉冲细节，难于测量上升、下降时间；因为当连续扫描周期与脉冲持续时间相等时，虽然荧光屏可显示展宽了的脉冲，但遗憾的是脉冲波形在水平方向多次扫描中仅被扫描了一次，因此时基线明亮，而脉冲波形却很暗淡，不适于观测；当连续扫描周期与脉冲重复周期相等时，荧光屏可显示压缩了的脉冲，难于观测细节。

将函数信号发生器输出的脉冲信号接入示波器垂直通道CH1或CH2，记录脉冲持续时间、脉冲重复周期T，计算占空比/T，读取上升时间和下降时间，记入表2。

T设置“触发方式”为“自动”或“常态”，将“触发源选择”置“CH1”位置，通过扫速旋钮逐级提高扫描速度，使脉冲信号在X轴方向扩展(必要时可以利用“扫速扩展ZOOM”将波形再扩展)。此时可观测到展宽的脉冲波形。

将“触发方式”置“AUTO”位置，将“触发源选择”置“EXT”位置，无论扫速旋钮（水平SCALE）如何调整，荧光屏上或者显示压缩脉冲信号，或者显示时基线加亮的不稳定信号。

4．用双踪示波法测量两波形间相位差及时间差

用电阻和电容组成一个RC移相网络，用双踪示波法测量移相前和移相后正弦信号的相位差和时间差。

①按图1连接实验电路，将函数信号发生器的输出电压调至频率1kHz，峰峰值为2V的正弦波，经RC移相网络获得频率相同但相位不同的两路信号Ui和UR，分别加到双踪示波器的CH1和CH2输入端。

图1两波形相位差测量电路

相位差的理论计算公式为：

UoUiRR1jCjRC2R2C2RCj1jRC12R2C212R2C21arctanRCRC2221RCarctan2R2C212R2C2②将CH1和CH2输入耦合方式置“GND”档位，调节CH1和CH2的上、下移位“POSITION”旋钮，使两条扫描基线重合，再将CH1和CH2的输入耦合方式置“AC”档位，调节扫描速度旋钮（水平SCALE）及CH1、CH2的偏转灵敏度旋钮（垂直SCALE）位置，调节水平移位（POSITION）旋钮，正确选择触发方式及触发源，使荧光屏上显示出Ui，UR两个相位不同的正弦波形如图2所示，则两波形相位差为:

X360XT图2两波形相位差

图中：XT：一周期所占刻度格数，X：两波形在X轴方向差距格数两波形时间差为:

tXDx

其中，Dx为扫描速度。

记录两波形相位差和时间差等参数于表3。

5．典型波形交流电压测量及换算

用信号源分别输出频率为1kHz，峰值为7V的正弦波、三角波和方波信号并将示波器读取值假设为理论值。依据交流电压测量原理用公式计算出各种波形的理论有效值和理论均值，记入表4。同时将示波器测量的各种波形的理论有效值记入表4。

用万用表、模拟电压表分别测量该正弦波，将测量值记入表5。实验原理：

一个交流电压的大小，可以用峰值UP，平均值U，有效值U，以及波形因数KF，波峰因数KP等表征。

波形因数为：KF波峰因数为：KPUUUpU

用来测量电压的指针式电压表中的检波器有多种形式，一般来说，具有不同检波特性的电压表都是以正弦电压的有效值来刻度的，但是，除有效值电压表外，电压表的示值本身并不直接代表任意波形被测电压的有效值。因此，必须依据已知波形因素和波峰因素加以换算。三种波形的已知参数如下：

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、实验仪器与设备

设备名称F20信号源万用表模拟电压表TES2201CA2172型号数量1111111双踪示波器DS-5000系列螺丝刀10K电阻电容0.01μ五、实验数据表格

表1校准信号参数

峰峰值频率上升沿时间下降沿时间

标准值3V1kHz4

实测值表2脉冲信号参数

脉冲持续时间脉冲重复周期T

表3两正弦波形相位差及时间差一周期格数XT

表4正弦波、三角波、方波信号理论值

波形正弦波三角波方波

表5正弦波、三角波、方波信号测量值正弦波三角波方波理论有效值（V）4.954.047万用表测量值（V）绝对误差（V）模拟电压表绝对误差测量值（V）（V）峰值（V）777理论有效值（V）测量有效值（V）理论均值（V）两波形X轴理论计算差距格数X相位差测量相位差扫描速度Dx时间差t占空比/T上升沿时间下降沿时间六、实验过程与分析

详细记录实验过程中发生的故障和问题，说明故障产生原因，并说明故障排除方法。

七、实验结果总结

注意总结实验过程中需要注意的事项，问题的解决方法，对相关理论知识的认识，对所用仪器使用方法的掌握等。

预习要求

1．复习教材或教学笔记中有关函数信号发生器的工作原理。

2．复习教材或教学笔记中有关示波器的工作原理与示波测量技术。3．复习教材或教学笔记中有关交流电压的表征和测量部分内容。

4.了解实验所需仪器的功能和使用方法，了解仪器各旋钮、开关的作用。

实验二

一、实验名称：有源滤波器频率特性测量二、实验目的

1.了解用集成运放、电阻和电容组成有源滤波器的方法。2.掌握测量有源滤波器幅频特性的方法。

3.培养根据被测对象正确、合理选用测量方法及测量仪器的能力。三、实验原理、内容及实验步骤

有源滤波器原理：

有源滤波器通常由集成运算放大器和RC元件组成，其功能是让一定频率范围内的信号通过，同时对此频率范围以外的信号加以抑制并尽可能使过渡带急剧衰减。因受集成运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于1MHz以下的低频范围。根据通过信号的容许频率范围，可分为低通、高通、带通、带阻等四种滤波器。实验框图如下：

直流稳压电源函数信号发生器频率计V+V被测电路YA双踪示波器UiUoYB图1有源滤波器频率特性测量电路

注意共地

1．二阶有源低通滤波器设计与幅频特性测量

利用集成运算放大器LM324或LF353与电阻（或电位器）、电容设计二阶或二阶以上的有源低通滤波器。

二阶有源低通滤波器电路如图2所示。幅频特性如图3所示。

其中，滤波器的增益为：K1截止频率：fcR4R3121

R1R2C1C2

图2低通滤波器电路图3低通滤波器幅频特性

实验步骤：

测量所领取元器件的实际电阻值、电容值并依据理论公式计算出所设计低通滤波器的理论增益和截止频率，并记入表1。

按实验电路（见图1，图2）接好连线，检查电路连线准确无误后（特别注意检查±12V电源线连接正确），接通电源，信号源产生峰值为1V的正弦波加到输入端Ui，每改变一次正弦波频率f（注意：维持Ui=1V不变），测量一次输出电压Uo,并记入数据表2中（注意：测量次数不少于20点）。

按照得到的数据，绘制低通滤波器幅频特性曲线（注意：标出测量点并连线），在坐标轴上标出通带增益、截止频率及截止频率点的幅度值。

2．二阶有源带通滤波器设计与幅频特性测量

利用集成运算放大器LM324或LF353与电阻（或电位器）、电容设计二阶或二阶以上的有源带通滤波器。

二阶有源带通滤波器电路如图4所示，幅频特性如图5所示。

图4带通滤波器电路图5带通滤波器幅频特性

其中，运放的增益为：Koc1R5/R4

滤波器增益为：KKoc1R1R3C21C18

R1R1Koc2

中心频率：f0121R3C1C211RR

21实验步骤：

测量所领取元器件的实际电阻值、电容值并依据理论公式计算出所设计带通滤波器的理论增益和中心频率，并记入表3。

按实验电路（见图1，图4）接好连线，检查电路连线准确无误后（特别注意检查±12V电源线连接正确），接通电源，信号源产生峰值为1V的正弦波加到输入端Ui，每改变一次正弦波频率f（注意：维持Ui=1V不变），测量一次输出电压Uo,并记入数据表4中（注意：测量次数不少于20点）。

按照得到的数据，绘制带通滤波器幅频特性曲线（注意：标出测量点并连线），在坐标轴上标出通带增益、中心频率、截止频率及截止频率点的幅度值。

四、实验仪器与设备

设备名称面包板或焊板（电烙铁、焊锡）导线（红、黑、其它颜色）型号数量1111111直流稳压电源F20信号源、频率计双踪示波器DS-5000系列万用表TES2201LF353,LM324运算放大器八（或十四、十六）脚双列直插式插座10K,20K,100K,160K…9电阻电容电位器

0.01μ,0.1μ4

五、实验数据表格

表1低通滤波器参数

集成运算放大器型号

表2低通滤波器幅频特性（输入信号：峰值为1V的正弦波）

测量次数输入频率f(Hz)输出幅值Uo(V)测量次数输入频率f(Hz)输出幅值Uo(V)

表3带通滤波器参数集成运算放大器型号表4带通滤波器幅频特性（输入信号：峰值为1V的正弦波）测量次数输入频率f(Hz)输出幅值Uo(V)测量次数输入频率f(Hz)输出幅值Uo(V)

1112123134145156167178189191020R1R2R3R4R5C1C2Kf01112123134145156167178189191020R1R2R3R4C1C2Kfc六、实验过程与分析

详细记录实验过程中发生的故障和问题，说明故障产生原因，并说明故障排除方法。

依据表格2绘制实际测量的低通滤波器幅频特性曲线（注意：标出测量点并连线），在坐标轴上标出通带增益、截止频率及截止频率点的幅度值。

依据表格4绘制实际测量的带通滤波器幅频特性曲线（注意：标出测量点并连线），在坐标轴上标出通带增益、中心频率、截止频率及截止频率点的幅度值。

七、实验结果总结

1)实验心得体会（注意总结实验过程中需要注意的事项，问题的解决方法，对相关

理论知识的认识，对所用仪器使用方法的掌握等。）2)实验改进意见

预习要求

1．复习教材或教学笔记中有关函数信号发生器的工作原理。

2．复习教材或教学笔记中有关示波器的工作原理与示波测量技术。

实验二

一、实验名称点频法测量有源高通、带阻滤波器幅频特性二、实验目的

1.了解用集成运放、电阻和电容组成有源滤波器的方法。2.掌握测量有源滤波器幅频特性的方法。

3.培养根据被测对象正确、合理选用测量方法及测量仪器的能力。三、实验原理、内容及实验步骤

有源滤波器原理：

有源滤波器通常由集成运算放大器和RC元件组成，其功能是让一定频率范围内的信号通过，同时对此频率范围以外的信号加以抑制并尽可能使过度带急剧衰减。因受集成运算放大器频带限制，这类滤波器主要用于1MHZ以下的低频范围。根据通过信号的容许频率范围，可分为低通、高通、带通、带阻等四种滤波器。

实验电路图如下：

直流稳压电源函数信号发生器频率计UiUoYA双踪示波器YBV+V被测电路图1有源滤波器频率特性测量电路

注意共地

1．二阶有源高通滤波器设计与幅频特性测量

利用集成运算放大器LM324或LF353与电阻（或电位器）、电容设计二阶或二阶以上的有源高通滤波器。

二阶有源高通滤波器电路如图2所示，幅频特性如图3所示。

其中，滤波器的增益为：K1截止频率：fcR4R3121

R1R2C1C212

图2高通滤波器电路图3高通滤波器幅频特性

实验步骤：

测量所领取元器件的实际电阻值、电容值并依据理论公式计算出所设计高通滤波器的理论增益和截止频率，并记入表1。

按实验电路（见图1，图2）接好连线，检查电路连线准确无误后（特别注意检查±12V电源线连接正确），接通电源，信号源产生峰值为1V的正弦波加到输入端Ui，每改变一次正弦波频率f（注意：维持Ui=1V不变），测量一次输出电压Uo,并记入数据表2中（注意：测量次数不少于20点）。

按照得到的数据，绘制高通滤波器幅频特性曲线（注意：标出测量点并连线），在坐标轴上标出通带增益、截止频率及截止频率点的幅度值。

2．二阶有源带阻滤波器设计与幅频特性测量

利用集成运算放大器LM324或LF353与电阻（或电位器）、电容设计二阶或二阶以上的有源带阻滤波器。

二阶有源带阻滤波器电路如图4所示，幅频特性如图5所示。

图4带阻滤波器电路图5带阻滤波器幅频特性

其中，滤波器增益为K1

中心频率：f0

13

1212R1R2C实验步骤：

测量所领取元器件的实际电阻值、电容值并依据理论公式计算出所设计带阻滤波器的中心频率，并记入表3。

按实验电路（见图1，图4）接好连线，检查电路连线准确无误后（特别注意检查±12V电源线连接正确），接通电源，信号源产生峰值为1V的正弦波加到输入端Ui，每改变一次正弦波频率f（注意：维持Ui=1V不变），测量一次输出电压Uo,并记入数据表4中（注意：测量次数不少于20点）。

按照得到的数据，绘制带阻滤波器幅频特性曲线（注意：标出测量点并连线），在坐标轴上标出中心频率。

四、实验仪器与设备

设备名称面包板或焊板（电烙铁、焊锡）导线（红、黑、其它颜色）型号数量1111111直流稳压电源SG1645信号源、频率计双踪示波器DS-5000系列万用表TES2201运算放大器LF353,LM324八（或十四、十六）脚双列直插式插座电阻10K,20K,100K,160K7电容电位器0.01μ,0.1μ5五、实验数据表格

表1高通滤波器参数

集成运算放大器型号

14

R1R2R3R4C1C2Kfc表2高通滤波器幅频特性（输入信号：峰值为1V的正弦波）测量次数输入频率f(Hz)输出幅值Uo(V)测量次数输入频率f(Hz)输出幅值Uo(V)1112123134145156167178189191020表3带阻滤波器参数

集成运算放大器型号R1R2R3C1Kf0表4带阻滤波器幅频特性（输入信号：峰值为1V的正弦波）测量次数输入频率f(Hz)输出幅值Uo(V)测量次数输入频率f(Hz)输出幅值Uo(V)1112123134145156167178189191020六、实验过程与分析

详细记录实验过程中发生的故障和问题，说明故障产生原因，并说明故障排除方法。

依据表格2绘制实际测量的高通滤波器幅频特性曲线（注意：标出测量点并连线），在坐标轴上标出通带增益、截止频率及截止频率点的幅度值。

依据表格4绘制实际测量的带阻滤波器幅频特性曲线（注意：标出测量点并连线），在坐标轴上标出中心频率。

七、实验结果总结

1)实验心得体会（注意总结实验过程中需要注意的事项，问题的解决方法，对相

关理论知识的认识，对所用仪器使用方法的掌握等。）2)实验改进意见

预习要求

1．复习教材或教学笔记中有关函数信号发生器的工作原理。

2．复习教材或教学笔记中有关示波器的工作原理与示波测量技术。

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