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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划大学简谐振动实验报告中南大学机械振动实验报告姓名：学号：成绩：指导教师实验三十三简谐振动与弹簧劲度系数实验90年代以来，集成霍耳传感器技术得到了迅猛发展，各种性能的集成霍耳传感器层出不穷，在工业、交通、无线电等领域的自动控制中，此类传感器得到了广泛的应用。如：磁感应强度测量、微小位移、周期和转速的测量，以及液位控制、流量控制、车辆行程计量、车辆气缸自动点火和自动门窗等。为使原有传统的力学实验增加新科技内容，并使实验装置更牢靠，复旦大学物理实验教学中心与本公司协作，对原焦利秤拉线杆升降
2、装置易断及易打滑等弊病进行了改进，采用指针加反射镜与游标尺相结合的弹簧位置读数装置，提高了测量的准确度。在计时方法上采用了集成开关型霍耳传感器测量弹簧振动周期。此项改进，既保留了经典的测量手段和操作技能，同时又引入了用霍耳传感器来测量周期的新方法，让学生对集成霍耳开关传感器的特性及其在自动测量和自动控制中的应用有进一步的认识。通过本实验装置可掌握弹簧振子作简谐运动的规律，又可熟悉胡克定律，并可学习振动周期的测量新方法。本仪器可用于高校及中专基础物理实验，也可用于传感器技术实验及物理演示实验。一、实验目的1胡克定律的验证与弹簧劲度系数的测量。2.测量弹簧的简谐振动周期，求得弹簧的劲度系数。3.测
3、量两个不同弹簧的劲度系数，加深对弹簧的劲度系数与它的线径、外径关系的了解。4.了解并掌握集成霍耳开关传感器的基本工作原理和应用方法。二、实验原理1.弹簧在外力作用下将产生形变。在弹性限度内由胡克定律知：外力F和它的变形量?y成正比，即F?K?y式中，K为弹簧的劲度系数，它取决于弹簧的形状、材料的性质。通过测量F和?y的对应关系，就可由式推算出弹簧的劲度系数K。2.将质量为M的物体挂在垂直悬挂于固定支架上的弹簧的下端，构成一个弹簧振子，若物体在外力作用下离开平衡位置少许，然后释放，则物体就在平衡点附近做简谐振动，其周期为T?2?M?PM0K-1-式中P是待定系数，它的值近似为1/3，可由实验测得
4、，M0是弹簧本身的质量，而PM0被称为弹簧的有效质量。通过测量弹簧振子的振动周期T，就可由式计算出弹簧的劲度系数K。3.磁开关如图1所示，集成霍耳传感器是一种磁敏开关。“V?”“V?”间加5V直流电压，“V?”接电源正极、“V?”接电源负极。当垂直于该传感器的磁感应强度大于某值Bop时,该传感器处于“导通”状态，这时处于“VOUT”脚和“V?”脚之间输出电压极小，近似为零，当磁感强度小于某值Brp(Brp瞬间的力，和拉断后的力，此二力之差便是液体水的表面张力。已知表面张力及作用力的长度，可求得表面张力系数。用新型焦利称测量本地区的重力加速度七、实验数据记录用新型焦利秤测定弹簧劲度系数每次增加1
5、g砝码，记录m?y关系数据，实验数据如表1。取银川地区重力加速度g?/s表1m?y关系数据2用逐差法处理后，可得盘中没增加5g砝码，弹簧平均伸长?mm，根据式可得该弹簧的劲度系数K?N/m测量弹簧简谐振动周期，求弹簧的劲度系数轻轻拉动弹簧使其振动，即可测得震动50次时间为，于是得弹簧震动周期为T?当P近似取1/3，且用天平称得M0?弹簧的劲度系数K?s。g，M?g时，由式计算出N/m。两种方法测量弹簧劲度系数的百分误差为%-5-实验一用“双踪示波比较法”测量简谐振动的频率实验报告一、实验目的1、了解“双踪示波比较法”测试未知信号频率的原理；2、学习“双踪示波比较法”测量简谐振动的频率；3、学习
6、用DASP软件的频率计功能测试简谐振动的频率。二、实验仪器安装示意图三、实验原理双踪示波比较法是采用双踪示波，同时看两个信号波形，其中一通道是已知频率的参考信号，另一通道是待测信号，通过对波形进行比较来确定简谐振动信号的频率。双通道并行同步示波或采样信号，采用相同的采样频率FS，所以，时间分辨率?t=1/Fs相同，不同频率的正弦信号反映到波形上就是一个周期内的采样点数N不同，信号的频率为：f?1N?t用光标读取已知频率为f0参考信号的一个周期内的点数N1，再读取待测信号的一个周期内的点数N2,则被测信号的频率为：f0N1=fxN2fx=N1N2f0根据所测频率可以计算当前电机的转速：n?四、实
7、验步骤一）、用双踪示波比较法测试简谐振动的频率60?fx(转/分钟)1、开机进入DASPXX波形示波。2、安装偏心激振电机偏心激振电机的电源线接到调压器的输出端，电源线接到调压器的输入端，一定要小心防止接错，要注意调压器的输入和输出端，防止接反。把调速电机安装在简支梁中部，对简支梁产生一个频率未知的激振力，电机转速可用调压器来改变，把调压器放在“60”档左右，调好后在实验的过程中不要再改变电机转速。3、将INV1601B测振仪的内部信号源输出接到采集仪的第一通道。将速度传感器布置在激振电机附近，速度传感器测得的信号接到INV1601B测振仪的第二通道速度传感器输入口上。4、INV1601B测振
8、仪功能选择设置旋钮置第二通道速度输入“速度”档。5、DASP软件中“纵坐标尺度调整”选择“自动”档，以便观察波形。6、调节INV1601B测振仪信号源频率，振动稳定后，按鼠标左键，停下来读数，把光标移到?第一通道一个波峰处，读取最大值所对应的点号NC值，记作N1，向右移到相邻的峰值处?读取相应的点号NC值N1，记作，第一通道正弦信号的一个周期内的点数N1=N1-N1。7、把光标移到第二通道一个波峰处，参考幅值在右窗口中读取最大值所对应的点号N值，记作N2?向右移到相邻的峰值处读取相应的点号N值，记作N2第二通道正弦信号的一个周期2内的点数N?=N2-N2。8、改变参考信号频率，重复以上步骤，再做两次并记录试验数据。9、按公式计算简谐振动的频率fx。10、改变电机转速重复以上试验步骤。二）、用DASP软件的频率计测量简谐振动频率1、仪器安装和设置不变。2、在波形示波状态，加矩形窗，按“频率计”按钮，在打开的新窗口中，可以直接读取当前信号的主频率。五、实验结果和分析一）、用双踪示波比较法测试简谐振动的频率fx=n?60?fx=(转/分钟)附表：图(1)双通道分析结果图图(2)双通道分析结果图图(3)双通道分析结果图目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。
