示波器测电容设计性实验教案

第一篇：示波器测电容设计性实验教案

《示波器测电容设计性实验》教案

指导老师：钟双英

教学目的

1、进一步熟悉数字示波器的主要技术性能与使用并利用示波器测电容的容值。

2、观察RC和RLC串联电路暂态过程，加深对电容充、放电规律特性的认识。

3、学会用半衰期方法测量RC暂态过程时间常数。

4、观察RLC串联电路的谐振现象，用示波器确定谐振频率。教学内容要求

1、依据自己的设计实验方案，选取两种不同的方法测量电容的容值。

2、观察RC和RLC组成的串联电路暂态过程，测量相应暂态过程的时间常数并与理论值比较。

3、把正弦交流电输入到RLC组成的串联电路时，观察谐振现象，确定谐振频率。教学学时：6学时 实验仪器

双踪数字示波器、多功能信号源、电阻、电容、电感、导线若干 教学重点

1、RC暂态过程及RLC串联电路谐振现象观察分析

2、示波器的熟练使用及正确测量数据

3、设计性实验报告的撰写及实验数据处理、结果对比分析。教学过程

第一次课（3学时），让同学进一步熟悉数字示波器的主要技术性能与使用，并根据实验室提供的仪器回答预习问题及设计实验方案。

预习问题如下：

1、查阅资料，整理RC、RLC串联电路暂态特性、稳态特性、谐振特性及电容元件在生活生产中的应用。

2、设计两种种实验方法测量给定电容的容值，说明每种方法依据实验原理、实验步骤。

3、在实验中如何判断RLC串联电路发生了谐振？为什么？

4、RLC串联电路谐振频率是否依赖电阻R是否影响？改变C是否影响谐振频率？

5、用示波器如何确定RLC串联电路谐振频率？

6、实验时有哪些应注意的事项？

第二次课（3学时），自主完成实验数据的测量。

1、依据自己的设计实验方案，选取两种不同的方法测量电容的容值。

2、观察RC和RLC组成的串联电路暂态过程，测量相应暂态过程的时间常数并与理论值比较，测出电容的实验值。

3、把正弦交流电输入到RLC组成的串联电路时，观察谐振现象，确定谐振频率，给出电容的实验值。设计性实验报告要求

1、阐明实验的研究意义、实验依据原理、设计测量方案和实验步骤。

2、根据实验结果，比较两种测量方法的测量精度并与理论值比较，分析误差来源。

3、总结实验结论和自己的心得体会。

第二篇：课3、《机能实验学》教案--设计性实验

本科临床医学专业《机能实验学》

集体备课教案（3）--“设计性实验”

设计性实验

（一）教学内容：

1、实验设计概论

2、实验设计讲座 教学时数：5学时 教学方法：讲授、讨论 教学安排：

集中讲授，实验设计概论（约100分钟）→ 实验设计讲座（约100分钟）→ 学生讨论、提问、教师答疑（约25分钟）。

实验设计概论

§1 概述

﹡机能实验学是一门什么课程？基础医学范畴？

机能实验学是融合传统的生理学、病理生理学和药理学三门实验内容为一体的新型课程，是实验 性很强的医学基础课程。﹡实验教学的主要手段？

人体实验：有一定局限性

动物实验：主要是应用模拟人类疾病的动物模型进行实验研究，是生命科学领域研究正常机体机能代谢规律、疾病发生、发展、转归以及药物作用和机制的主要手段。﹡实验教学的主要目的？

培养学生动手能力、科学思维及创新能力。﹡实验教学的主要内容？

基础性实验：掌握基本实验技术及仪器，设备的使用，培养动手能力。

综合性实验：促进各学科知识的融会贯通。

设计性实验：掌握基本的科研工作方法。§2 设计性实验

给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。

以学生为主，导师带教，学生自己选择题目、开题设计、实施实验、观察记录、论文答辩等，即 创设“发现情景”，培养学生个性，让学生积极主动的去探索未知世界。﹡实验设计目的

1、充分认识实验在科学理论产生和发展中的作用。

2、培养创新能力

3、培养一定的科研能力 ﹡实验设计三个基本要素

1、处理因素：

2、受试对象：

3、实验效应：

如：观察巯甲丙脯酸对肾性高血压大鼠的疗效（动脉血压变化是实验效应）﹡实验设计的基本原则

1、对照原则：可使处理因素和非处理因素的差异有一个科学对比。

空白对照 标准对照 处理对照 自身对照

2、重复原则

3、随机原则 ﹡实验设计的基本程序

1、准备工作:广泛收集阅读资料；设想立题方向。

2、选题（立题）：

3、设计实验方案：

4、可行性分析和预实验：

5、正式实验：

6、整理、分析实验结果；

7、完成论文 ﹡选题前的准备工作

1、提出问题：

2、建立假说：主要查阅文献、提出问题的创新点、国内外有关动态、注意别人如何建立假说、技 术路线、综述、立工作假说。

3、占有充分资料

第一 初步选定一个研究方向或题目 第二 整理资料,理出资料之间的关系 第一手资料 原文； 第二手资料 综述； 第三手资料 教科书及现场调查 ﹡应用文献资料

文献是知识的宝库,汇集和保存了人类创造的精神财富.它在实践上的传递,实现了时

代与人之间的文化集成和发展,它在实践上的传播,促进了当代人的信息,技术交流与共享,加速了社会的进步.文献记载着研究成果,从事研究的人和时间,使后人了解某一研究的起源,发展,在借鉴的基础上发展,创新.加速科研工作的进程 ﹡文献检索的作用

Ⅰ “桥梁”作用:文献检索是连接文献生产者与文献需求之间的桥梁,也是当代人继承前人的知识进行创新的桥梁

Ⅱ “钥匙”作用:文献信息是知识的宝库,检索工具就是启动科学研究工作的钥匙.Ⅲ 节约作用

Ⅳ 导向作用 ﹡文献与情报资料的搜集

文献与资料种类与来源：

书籍-----教科书、论著、专著

报纸----快、新

期刊-----发行周期短、内容新颖、论述深入、发行数量大、影响面广、反应当前最高研究水平

专利文献---含有极为丰富的技术研究用的资料

科技报告和政府出版物---涉及尖端科技的最新课题正在进行的科研项目情报

学位论文---有一定的独创性见解

学术会议文献 第三 提出假说

从实验观察的事实出发，通过概念、判断、推理。对所探索的问题提出初步的、推断性的、带有 假定意义的理论解释。符合实际、具备条件 第四 着手设计一个能证实假说的实验 选 题 ： •

提出问题往往比解决一个问题更重要

• • • 针对教材内容 简单易行

情况明、起点高、新意强、思路好

﹡设计性选题参考方向:

1、对原有实验方法的改进。

2、建立一种新的动物模型及评价该模型的指标。

3、探讨体液因子的作用。

4、研究某种药物的作用机制。

5、治疗某种疾病或病理过程的新方法。

选题的原则：需要性原则、创新性原则、科学性原则、可行性原则、效益性原则 第一 需要性原则

1.考虑课题的价值----科学价值、实用价值、经济价值 2.近期需要与长远需要的的关系

3.正确处理基础理论和应用技术研究的关系 第二 创造性原则

1.选择应用技术研究课题，要考虑课题能否成为新发明或技术革新根据的可能性 2.对于基础理论研究课题要考虑所选课题能否导致重大发现和理论创新的可能性。

3.以新的观点、新的角度、新的水平、新的方法等选择一些继承发展、革新,创造性的研究课题 人无我有，人有我多，人多我新 第三 科学性原则

基础理论研究及应用技术研究的课题的选择和确立，都必须有一定的事实根据或科学理论根据。第四 可行性原则

1.正确评价研究者的知识结构和水平，以及研究能力、思维能力及个人的兴趣 2.正确评价客观条件是否具备 3.发挥主观能动性，积极创造条件 第五 效益性原则

* 社会效益 * 经济效益 * 科技本身的效益 * 生态效益

﹡选题常出现的问题： 贪大求全 题目选得过大 手段方法定的过高，甚至脱离现实和客观条件 ﹡实验设计

科研课题的实施方案与总体设计（实验设计书）• • • • • • • • 课题名称 立题依据 采用的材料方法 研究指标 进度安排 预期结果 注意事项 参考文献

符合现有条件：常用的药品试剂、实验对象、仪器设备 ﹡实验与观察

预实验：预实验是保证正式实验成功的重要环节，以较少的受试对象，对实验标本进行观察，对主要实验方法和步骤进行初步演示，调控处理因素的强弱，确定药物剂量等。

正式实验：严格按照预实验确定的步骤和条件进行。

观察、记录实验结果

﹡实验结果的处理分析       • • • • • 统计分析

按照统计学设计要求，对收集资料进行统计描述与统计推断。排除偶然，发现必然。

根据局部样本结果，引出普遍结论。

对所得的实验结果进行讨论、分析并总结结论，撰写论文。论文答辩 论文题目 研究目的 立题依据 研究方法

研究内容及对象、标本来源、病理诊断、试剂及其来源、仪器、切片、方法、设立对照、结果﹡完成论文与答辩

如1：研究鼻咽癌与EB病毒的关系

判定、统计学分析、实验步骤、工作计划、经费预算、质量控制、科研假设及预期结果、参考文献等，最后写出论文。

如1：研究肝癌的形态学改变

由学生写出开题报告，开题报告包括：论文题目、研究目的、立题依据、研究方法、研究内容及对象、标本来源、病理诊断、试剂及其来源、仪器、切片、方法、设立对照、结果判定、统计学分析、实验步骤、工作计划、经费预算、质量控制、科研假设及预期结果、参考文献等，最后写出论文。

实验设计讲座

1.设计性实验定义及开设目的

所谓设计性实验是指学生根据给定的实验任务,自行设计实验方案、组织实验系统、独立进行操作并得出结果的实验, 旨在培养学生的创新意识和创新精神、提高学生分析问题和解决问题的能力。2.设计性实验的特点(1)实验技能的综合性(2)实验操作的独立性(3)实验过程的研究性

3.如何进行设计性实验（图示）(1)选题：目前，由教师选 本学期开设6个设计性实验：

①.证明氯丙嗪对体温的影响伴随环境温度而变 ②.艳山姜的促胃肠动力作用 ③.不同给药途径对药物作用的影响 ④.乙醇的毒性研究与时辰关系 ⑤失血性休克病理模型的复制 ⑥高钾血症病理模型的复制(2)查阅相关文献，总结文献资料

查阅文献目的：了解前人工作，了解研究进展状况。文献类型：实验教材，工具书，国内外期刊

查阅方法：实验教材，《药理学实验》等，看目录期刊，查近10年的文献，一般用关键词查 校园网中文电子期刊（CNKI）及英文EBSCO查阅简介：登陆校园网，点击“图书馆”

阅读整理文献：总结研究进展状况，为自己设计路线提供思路。(3)根据实际，设计实验方案

设计实验方案要求：方案必须切合实际，具有可操作性；尽量选择试剂易得，节省动物、操作简易的方案。

科研设计的基本要素：

受试对象：受试对象是指接受实验的动物或人，亦称实验对象，研究对象或观察对象。

处理因素： 就是为了不同的研究目的，加给研究对象以理、化的或生物的各种条件被称为处理因素。实验效应 ：处理因素作用于受试对象所显示出的结果被称为效应。科研设计的基本原则：

随机化的原则 ：消除或减少组间的人为误差。对照的原则：消除和减少实验误差。

重复的原则： 保证科研成果可靠性的重要措施。(4)制定实验实施方案 按所设计的方案，制定实施细则(a)(b)列出所需动物、试剂，实验仪器；

按照设计的需要，计算动物、试剂等使用量；

(d)制定自己的“实验指导”，如，试剂规格？动物种属？实验方法？分组？结果判断？数据处理。实验实施细则要达到进实验室后依靠它，就可顺利实验的地步。方案一般需经过教师认可。(5)实验实施方案论证（设计书、PPT报告）采取课堂讨论的方式进行：

1.陈述方案：每组派一名代表陈述本组的实验方案,注意突出自己方案的优势和创新点;2.讨论：大家对该组的实验方案进行分组讨论，指出该方案存在的问题和实施中可能遇到的困难，并尽可能提出自己的解决办法;3.总结:指导老师对陈述的方案和讨论的情况进行总结,并提出方案的修改意见;4.修改:每组根据讨论中存在的问题,修改自己的方案,并经指导老师同意后,最终确定自己的实验方案。

(6)实施实验：根据自己的实验方案，进实验室实施实验。(7)总结实验结果，写出报告。

报告内容应含有300字左右的文献总结及你选择设计方案的根据。组织对设计性实验结果进行交流。设计性实验交流报告的PPT： 4.本学期设计性实验要求 时间 任务

9.28 实验设计概论 选题和查阅文献师生讨论 10.28 上交设计书和PPT报告 11.9 开题报告

11.30 上交修改设计书，制定实验实施方案 12.7 实验设计验证 12.20 上交实验研究论文 机能实验学实验设计项目申请书

一、立论依据及意义

二、研究方案

三、所需的仪器、器械、药品试剂、动物等

四、预期结果与结论

五、参考文献：

六、教师评议

实验论文报告要点

实验报告应包括以下部分：

1、研究背景及研究目的；

2、实验设计；

3、实验方法；

4、实验结果；

5、分析讨论；

6、结论；

7、参考文献 • • 采用列表或绘图展示实验数据。

分析讨论应结合国内外文献报道有关进展进行。

研究论文的书写

一、题目

题目应包括被试因素、受试对象、试验效应及变化特点等。力求准确概括论文的性质、内容以及创新之处，关键词汇使用要恰当。• • • • • • • • 题目字数一般为20～30个字或100个英文印刷符号以内。摘要可置于论文的开始，构成研究论文的一部分。

要求紧扣主题，观点鲜明，简单扼要，重点突出，充分体现本研究的创新之处，一般为100～摘要的写作多采用结构式，包括目的（objective或aim）、方法（methods）、结果（results）关键词也称主题词或索引词，可以是单词或短语，列出关键词便于图书索引与读者检索。叙述与主题相关的已知的一般知识开始，进入该主题特定领域研究现状，然后提出本论文要解引言的字数为300～600字，约占全文的1/10。引言不同于摘要，本文的结论不列在引言中。

二、摘要与关键词

300字。

与结论（conclusions）。

三、引言 决的问题。

四、材料与方法

1、受试对象：说明动物的来源、性别、体重、年龄、饲养条件、健康情况。

2、试验材料：所用化学药品、实验仪器（名称、来源、规格、批号等）。

3、被试因素：描述被试因素与受试对象的组合原则，对照设置、被试因素作用的方法、时间与强度等。

4、观察指标与实验步骤：说明观察指标的种类、特点、处理过程和测定方法等，并按实验过程和先后顺序逐一介绍。

5、统计学数据处理：统计量的表示方法如平均值±标准差；差异显著性检测方法及其评定标准。

五、结果

1、文字描述

2、以表格或图提供具体数据

表格的制作 一般采用“三线表”，即顶线、标目线和底线三条横线构成栏头、表身。一般行头标示组别，栏头标示反应指标。表格应有序号与表题。表底下方可加必要的注释。

图的绘制 一般以柱形图高度表达非连续性资料的大小，以线图、直方图或散点图表达连续性或计量资料的变化，以点图表示双变量之间的关系。

六、讨论 • • 讨论是对实验结果进行论证、分析，是论文学术水平的反映。

一般包括对引言中所提出的问题进行回答、论证与解释；并突出本项研究工作的创新点和客观评价研究方法或结果的局限性与不一致性。

七、参考文献 • 选择参考文献一般应遵循有效、易获得以及新而精的原则。

设计性实验

（二）教学内容：设计性实验开题报告 教学时数：7学时 教学安排：

1、实验设计概论和实验设计讲座后，全班学生按实验小组进行立题、查阅文献、设计实验方案。2、4周后学生上交设计性实验申请书、实施方案和PPT报告。

3、指导教师审阅、批改学生上交的材料，并及时把意见反馈给学生。

4、学生修改设计性实验申请书、实施方案和PPT报告。

5、指导教师再阅学生修改后的材料，提前了解相关资料，以便学生开题报告时答疑和评议。

6、开题报告时（再隔4周后），每个小组派一名代表陈述本组的实验方案（约15分钟），学和指导教师的提问进行答辩。指导教师填写所负责实验组的实验设计和开题报告的评议表。

设计性实验

（三）教学内容：实验设计验证 教学时数：7学时 教学安排：

学生按实验小组对选定的设计方案实施验证。项目负责教师指导学生实验。

课后每组学生完成1份实验设计论文，每位学生1份心得体会。

并对同

第三篇：基于LABVIEW虚拟示波器设计

摘 要

随着电子计算机技术和软件开发技术的日新月异，电子计算机在数据的实时分析和处理，显示，存贮等方面的优势与传统的仪器相比越来越明显。与此同时，随着计算机性价比的不断提升，传统仪器的价格又长期居高不下，再加上传统仪器的功能单一，发展虚拟仪器已经成为一个不可阻挡的历史潮流。美国NI公司在这种大环境下，率先发起了对虚拟仪器的研究开发，推出了Labview软件开发平台。

本课题在掌握了虚拟仪器的基本结构及信号处理的相关知识基础之上，设计了一套虚拟示波器。对虚拟仪器的概念，结构，发展趋势进行了相关分析。介绍了与信号处理相关的基础知识，主要是傅里叶变换。虚拟仪器主要由硬件和软件两个部分构成。本文对虚拟示波器的硬件即数据采集卡进行了初略的介绍，对其软件部分进行了详细研究。在此基础上完成了频谱分析模块，存储模块，显示模块，滤波模块，测量模块的设计。

美国国家仪器公司NI提出的虚拟测量仪器（VI）概念，引发了传统仪器领域的一场重大变革，使得计算机和网络技术得以长驱直入仪器领域，和仪器技术结合起来，从而开创了“软件即是仪器”的先河。

关键词：虚拟仪器，虚拟示波器，频谱分析，数据采集

目 录

1、研究背景......................................................................................1

1.1虚拟示波器的特点.................................................................................1 1.2虚拟示波器的结构..................................................................................1

2、课题方案......................................................................................1

2.1实验目的.................................................................................................2 2.2实验目标.................................................................................................2

3、研究思路和方法..........................................................................3

3.1实验内容和步骤.....................................................................................3 3.2单元设计模块..........................................................................................3 3.3波形图......................................................................................................8

4、前面板界面设计........................................................................11

5、程序框图设计.........................................................................................12

6、程序运行情况............................................................................13

7、心得体会....................................................................................14 参考文献..........................................................................................15

电气工程实践课程设计报告

1、研究背景

1.1虚拟示波器的特点

通用硬件平台确定后，由软件取代传统仪器中的硬件来完成和扩展仪器的功能，增强一起的性能。仪器的功能是用户根据需要由软件设计和定义的，可以灵活方便地定制仪器，满足用户的特殊需要。具有良好的用户接口其用户接口类似于传统仪器的面板，包括按钮、旋钮、图形显示组件、控制组件等。通过鼠标和键盘向程序输入数据，操作结果由软件在计算机屏幕上生成。编程方式简单、直观采用图形语一言(G语言)、图标和联机代替文本形式编写程序，是对具体编程问题的图形化解决方案

研制周期较传统仪器大为缩短。虚拟仪器开放、灵活，可与计算机同步发展，可与网络周边设备互联。具有层次结构和 提供程序调试功能程序调试工具包括在源代码中可以设置断点，可以单步执行，也可以启动。

1.2虚拟示波器的结构

虚拟仪器是现代仪器技术和计算机技术深层次结合的产物，是计算机辅助测试（CAT）领域的一项重要技术。随着计算机、仪器和网络通信技术的不断完善虚拟示波器的构成：

主要由计算机，仪器硬件（如数据采集卡）和应用软件构成。

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2、课题方案

2.1实验目的

1、通过实验进一步加深对通用双通道示波器进行时间和频率测量原理的理解。

2、掌握常用的几种示波器频率测量的方法。

3、通过该仿真实验熟悉虚拟仪器技术——LABVIEW的简单编程方法。

2.2实验目标

通过实验，初步了解虚拟仪器的概念，基本掌握labview的操作方法，掌握各种控件和编程函数的用法。以labview为操作环境，创建示波器vi，能够对不同频率的输入信号进行清晰的输出波形显示。连续、定时采集一个电压信号可显示电压的峰值、平均值、可显示电压的峰值、平均值。具有数据存储、回放功能、4主要功能。运行、停止、可显示两路以上图形x,y轴调整。测量:频率，周期，幅值，上升时间，占空比等参数。

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3、研究思路和方法

3.1实验内容和步骤

（1）自己编写LABVIEW仿真信号源实验程序，要求可以产生方波、直流、正弦波、三角波、锯齿波等多种波形，而且要求各种波形的参数可调、可控。

（2）利用LABVIEW中的XY图形显示器，在X、Y输入端输入不同的信号波形组合，观察现实的图形。

（3）利用LABVIEW中的XY图形显示器，在X、Y输入端输入频率不同的正弦信号波形（保持幅度和相位相同），观察图形并记录入下表中，计算频率比。

3.2单元设计模块

（1）信号产生

信号的产生由两个仿真信号组成，两个仿真信号有频率，幅度，相位三个参数调整仿真信号。仿真信号是输入ExpressVI的子程序，此子程序能够仿真正弦波，方波，三角波，锯齿波等多种波形。如图3.2.1.1所示是程序框图中的两个仿真信号产生子程序，如图3.2.1.2所示是前面板的调制仿真信号参数。

图3.2.1.1

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图3.2.1.2

（2）波形图

由两个仿真信号组成的波形图。在前面板中，波形图右上角分别为为仿真信号1的颜色和波形，仿真信号2的颜色和波形。波形图下边X轴为时间轴，波形图下边Y轴为幅值轴。如图所示3.2.2.1所示为程序框图中的波形图。如图3.2.2.2所示为前面板的波形图显示。

图3.2.2.1

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图3.2.2.2

（3）创建XY图

由两个波形图分别作为XY图的时间X轴，幅值Y轴，两个仿真信号组成波形，后接XY图显示控件，观察波形变化。此子VI为基础软件包的创建XY图。如图3.2.3.1所示为程序框图的创建XY图模块和XY图显示模块。如图3.2.3.2所示为前面板的XY图显示控件。

图3.2.3.1

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图3.2.3.2

（4）信号收集和计算统计

信号收集信号是收集波形图的数据，再把采集信号经过统计，后计算出平均值，最大值，最小值，范围的数据，并通过显示控件显示出来。信号收集器和统计分别是基础软件包的子VI，完整版开发系统的子VI，如图3.2.4.1所示为程序框图的信号收集和计算统计模块，及四个数据显示控件模块，如图3.2.4.2所示为前面板的4个显示控件。

图3.2.4.1

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图3.2.4.2

（5）while循环结构

while循环是一种结构，把停止设置为条件端子，如果想要让程序停止工作，只需在停止按钮上选中，这样，程序就会经过while循环停下来。如图3.2.5.1所示为程序框图中的while循环，如图3.2.5.2所示为前面板的停止按钮。

图3.2.5.1

图3.2.5.2

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3.3波形图

直流和三角波

正弦波（相位0）和正弦波（相位0）

正弦波（相位0）和正弦波（相位90）

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方波和方波

方波和三角波

锯齿波和正弦波

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方波和正弦波

水平偏转通道（X通道）的作用是产生一个与时间成线性关系的电压，并加到世博管的X偏转板上，使电子射线沿水平方向线性的偏移，形成时间基线。

垂直通道（Y通道）的任务是检测被观察信号，并将它无失真或失真很小地传输到示波管的垂直偏转板上，同时为了与水平偏转系统配合工作，要将被测信号进行一定的延迟。

经过上述直流和三角波，正弦波（相位0）和正弦波（相位0），正弦波（相位0）和正弦波（相位90），方波和方波，方波和三角波，锯齿波和正弦波，方波和正弦波七个波形的输入，观察波形图和XY图，所得结果可知fx/fy的值与纵轴方向波形与纵轴的最多交点个数，与横轴方向波形与横轴的最多交点个数之比。

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1电气工程实践课程设计报告

4、前面板界面设计

如图4.1所示，前面板的布局为左边一列是两个仿真波形的调制参数，分别是频率，幅度，相位三个参量，上边一行排列的是波形图的统计数据，分别为平均值，最大值，最小值，范围四个显示数据，左边的波形图为两个仿真信号波形的叠加显示，其X轴为时间，Y轴为幅值。右边为以仿真信号1为X轴，以仿真信号2为Y轴的XY图。右上角为while循环的停止按钮。

图4.1

1电气工程实践课程设计报告

5、程序框图设计

如图5.1所示，程序框图遵从从左至右的原则，左边卫仿真信号参数的调制，控制波形的各个参量输入，中间为产生波形的波形图，波形图为两个仿真信号波形的叠加显示，下边为创建XY图的程序，再接入XY图显示控件。上边为信号收集器，再接入统计模块，计算出平均值，最大值，最小值，范围的数据。

图5.1

1电气工程实践课程设计报告

6、程序运行情况

如图6.1所示，仿真信号1为频率150，幅度6，相位0的方波信号，仿真信号2为频率60，幅度2，相位0的正弦波信号，在波形图中，平均值为0，最大值为6，最小值为-6，范围为12。

图6.1

1电气工程实践课程设计报告

7、心得体会

通过这次labview的课程设计，具体的来说我掌握了了公式节点的用法；滤波器的用法；图形编辑器的用法和子VI的建立过程及调用；掌握了while循环、for循环、条件结构循环的用法；初步了解了顺序结构的用法；了解了数据采集的基本知识；熟悉了写入测量文件及保存数据的基本操作、程序调试过程中的单步执行、断点设置以及探针工具的使用方法、延时程序的调用方法等等。

我明白了课堂中学习到的知识得到运用，课堂学的东西远远不能满足实际应用，我深刻的知道实验对于理论知识的升华的重要性。在今后的求学过程中，注重对自己动手能力的培养，全面发展自己，做个真正意义上的大学生。

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电气工程实践课程设计报告

参考文献

[1] 杨乐平，李海涛，杨磊编著.LabVIEW程序设计与应用（第二版）.北京：电子工业出版社，2007

[2] 刘君华主编.基于LabVIEW的虚拟仪器设计.北京：电子工业出版社，2003

[3] 黄松林，吴静编著.虚拟仪器设计教程.北京：清华大学出版社，2008 [4] 陆绮荣编著.基于虚拟仪器技术个人实验室的构建.北京：电子工业出版社

1

第四篇：虚拟示波器设计报告

虚拟示波器设计报告

题目：双通道示波器姓名:学号：班级：

．

简介：

虚拟仪器(VI-ViItuaIInstrument)是指通过应用程序将通用计算机与功能化硬件结合起来，用户可通过友好的图形界面操纵计算机，就像在操纵自己定义、自己设计的单个仪器一样，从而完成对被丈量的采集、处理、分析、判定、显示、数据存储等。在这种仪器系统中，各种复杂测试功能、数据分析和结果显示都完全由计算机软件完成，在很多方面较传统仪器有无法相比的优点，如使用灵活方便、测试功能丰富、价格低廉、一机多用等，这些使得虚拟仪器成为未来电子丈量仪器发展的主要方向之一。

一．设计题目: 双通道虚拟示波器 二．设计目的: 通过实验，初步了解虚拟仪器的概念，基本掌握labview2013的操作方法，掌握各种控件和编程函数的用法。以labview2013为操作环境，创建示波器vi，并实现一定的功能。

三.设计要求: 运用labview2013软件，创建一个虚拟双通道示波器VI，并实现以下功能：

(1)熟悉labview的编程环境并掌握虚拟仪器的使用。(2)用labview软件制作虚拟示波器，以实现示波器的

各种功能。

(3)利用板卡将数据采集回并显示。

（4）数据可存储回放

四.设计思想

虚拟示波器是由信号调理器，PCI总线的数据采集卡组成的外部采集系统加上软件构成的分析处理系统组成。被测信号送到信号调理电路，进行隔离、放大、滤波整流后送数据采集卡进行A/D转换，最后由控制软件对测试信号进行数据处理，完成波形显示，参数测量、频谱分析等功能。系统结构如图1显示

图1

五．设计实现过程

启动LabVIEW8.5,进入程序运行界面，进入程序框图，击右键进行选择：

1．面板的设计

将文字，旋钮的指示的颜色通过属性进行修改，使其美观，再将面板上的各控件布置整齐，使其大方。总是，只需

使前面板美观，整齐，大方！

在前面板中，击右键，从Express中的数值输入控件中，选择旋钮输入控件（如图2），在前面板生成一个相应的控件，左键点住这个控件，同时按住Ctrl键不放，一次拖动复制两个旋钮，并分别命名为“幅值1”、“幅值2”、用同样的方法生成两个转盘并命名为“频率1”、“频率2”，三向开关控件放在前面板中，它对应的标签值有三个，即自上而下分别是通道A&B，通道B，通道A，参数旋钮如图示：

图2

通道：

图3

考虑到各参数的物理特性和对图形显示的影响，将其属性分别设置，例如对最大值和最小值的设置，对外观的设计等。

图4

前面板整体结构图如下：

图5

2．程序图的设计（1）通道0的设计

①在程序框图页面右击选执行过程控制 →条件结果和while循环

②在程序框图中右击选信号处理→波形生成→信号仿真，进行属性设置

③分别设置数值作为信号仿真频率和幅值的输入并连接。

图6（2）同理，可以完成通道1的程序设计

图7

（3）通道2即双通道的程序设计

图8 在默认页把通道1和通道2的程序设计进行合并，并将通道选择按钮、左右平移和上下平移按钮接入条件结构（4）在前面板运行此程序，看是否出现预期的结果，如出现错误进行调整(通道选择，频率和幅值的调整)，直至正常。（5）进行数据采集的设计

在程序框图中右击，选输入→DAQ，input→在程序框图中右击选输入找出DAQ，用两个，双击进行属性设置；具体设置如下：

图9 双击进行属性设置，在输入选a0,a1,即得，通过其便可将所产生的信号送入采集卡，在第二个DAQ也双击得 到

选a0,a1及连续信号得，并进行采样频率,采样点数的输入控件设置，便可将信号从数据卡中信号输出，通过波形图便可验证所产生信号的实用性。

（6）DAQ数据采集卡的使用

参考模拟信号生成之后，利用数据采集卡对其信号进行采集，步骤是在程序框图中击右键（Acquire Signals），选

择“Analog Input→Voltage”单，在函数选板的“输入”子目录中打开“DAQ Assistant”，然后配置采集信号类单击进入，再选择“Dev1(PCI-6221)→ai0,ai1” 单击“Finish”，进入配置选板，选择“Terminal Configuration→RSE”,再“Timing settings”中设置“Acquisition Mode→Continuous Samples”然后单击“Run”看是否能够采集到信号，若不能，再重复上述步骤，直至能采集到信号才完成通道配置。并且加上一个“采样点数和采样频率”，信号采集通道完成，接着用一个拆分信号将信号拆分，并与条件语句相连，配置信号采集通道完成。（图8）

图10

（7）数据的统计

在后面板中，击右键，从Express中的信号分析控件中，选择旋分析控件，在后面板面板生成一个相应的控件，双击这个控件得到配置统计界面，选择相应的选项。

图11

后面板整体结构图如下：

图12

图13（7）程序结束，保存文件，关闭电源。

六、调试及显示

打开电源，选择通道0或1或2，分别给三个通道选择信号类型，调节参数直至符合要求，信号通过“多路信号发生器”发出，当点击

按钮之后，系统开始运行，在前面板的观察。调节幅值频率，在DAQ的输入外接干扰信号，待上面的显示波形稳定后，按下存储键，一段时间后 按下回放键，下面的波形图中就存储了上一时间的波形图，并且回放波形，起到存储回放功能。在这个过程中可能采样后图形会比原始图形延时一些，需耐心等待。

七．LabVIEW设计的心得体会

LabVIEW是美国国家仪器公司（简称VI公司）研制的一个功能强大的开发平台，主要是为仪器系统的开发者提供

建立，检测和修改仪器系统的图形软件系统。

LabVIEW的特点：采用了通用的硬件，各种仪器的差异主要是软件；可充分发挥计算机的能力，有强大的数据处理功能，可以创造出功能更强的仪器；用户可以根据自己的需要定义和制造各种仪器。

通过这次labview的课程设计，具体的来说我掌握了了公式节点的用法；滤波器的用法；图形编辑器的用法和子VI的建立过程及调用；掌握了while循环、for循环、条件结构循环的用法；初步了解了顺序结构的用法；了解了数据采集的基本知识；熟悉了写入测量文件及保存数据的基本操作、程序调试过程中的单步执行、断点设置以及探针工具的使用方法、延时程序的调用方法等等。

我明白了课堂中学习到的知识得到运用，课堂学的东西远远不能满足实际应用，我深刻的知道实验对于理论知识的升华的重要性。在今后的求学过程中，注重对自己动手能力的培养，全面发展自己，做个真正意义上的大学生。

第五篇：物理设计性实验提要

实验24 《光的色散研究》实验提要

实验课题及任务

《光的色散研究》实验课题任务是：当入射光不是单色光并且入射到三棱镜上时，虽然入射角对各种波长的光都相同，但出射角并不相同，表明折射率也不相同。对于一般的透明材料来说，折射率随波长的减小而增大。如紫光波长短，折射率大，光线偏折也大；红光波长长，折射率小，光线偏折小。折射率n随波长又而变的现象称为色散。

学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《光的色散研究》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。

设计要求

⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。

⑵ 选择实验的测量仪器，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。

⑶ 掌握用分光计测定三棱镜顶角和最小偏向角的原理和方法，并求出物质的折射率。⑷ 用分光计观察谱线，并测定玻璃材料的色散曲线n~；

⑸ 应该用什么方法处理数据，说明原因。

⑹ 实验结果用标准形式表达，即用不确定度来表征测量结果的可信赖程度。实验仪器

给定分光仪、平面镜、三棱镜、高压汞灯、钠光灯，实验提示

最小偏向角min。与入射光的波长有关，折射率也随不同波长而变化。折射率n与波

长之间的关系曲线称为色散曲线。本实验以高压汞灯为光源，各谱线的波长见附录。用汞灯的光谱谱线的波长作为已知数据，测量其通过三棱镜后所对应的各最小偏向角，算出与min对应的n值，在直角坐标系中做出三棱镜的n~色散曲线。用同一个三棱镜测出钠光

谱谱线的最小偏向角，计算相对应的折射率，用图解插值法即可在三棱镜的色散曲线上求出钠光谱谱线的波长。

教师指导(开放实验室)和开题报告1学时；实验验收，在4学时内完成实验； 提交整体设计方案时间

学生自选题后2~3周内完成实验整体设计方案并提交。提交整体设计方案，要求用纸质版供教师修改。

思考题:证明i1i4（i1为入射角，i4为折射角）时的偏向角为最小偏向角。