声速的测量仿真实验

仿真实验一 基于Labview的电压测量仿真实验

一、实验目的

1、了解电压测量原理；

2、通过该仿真实验熟悉虚拟仪器技术——LABVIEW的简单编程方法； 3、通过本次实验了解交流电压测量的各种基本概念。

二、实验仪器

微机一台、LABVIEW8.5软件 三、实验原理

实验仿真程序如下（正弦波、三角波、锯齿波、方波（占空比30%、50%、60%）：

四、实验内容及步骤

（1）自己编写LABVIEW仿真信号源实验程序，要求可以产生方波（占空比

可调）、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）编写程序对各种波形的有效值、全波平均值、峰值等进行测量，在全波平均值测量时要注意程序编写过程。同时记录各种关键的实验程序和实验波形并说明。

实验所得波形如下：（正弦波、三角波、锯齿波、方波（占空比30%、50%、60%）：

正弦波：

三角波：

锯齿波：

方波（占空比30%）：

方波（占空比50%）：

方波（占空比60%）：

（3）对各种波形的电压进行测量，并列表记录。如下表：

信号类型 正弦波 三角波 锯齿波 方波（按30% 占空比） 50% 60% 平均值 波峰值 （全波平均值） 3.82 3.00 2.99

3.17：

在计算机上用如下方法产生随机信号u(n)观测样本：首先产生一段零均值、方差为σ的复高斯白噪声序列v(n)；然后在v(n)上叠加三个复正弦信号，它们的归一化频率分别是

2

f1=0.15、f2=0.17和f3=0.26。调整σ和正弦信号的幅度，使在f1、f2和f3处的信噪比分别为30dB、30dB和27dB。

（1）令信号观测样本长度N=32，试用3.1.1节讨论的基于FFT的自相关函数快速计算方法估计出自相关函数r?0(m)，并与教材式（3.1.2）估计出的自相关函数r?(m)作比较。

（2）令信号观测样本长度N=256，试分别用BT法和周期图法估计u(n)的功率谱，这里设BT法中所用自相关函数的单边长度M=64。

（3）令信号观测样本长度N=256，试用Levinson-Durbin迭代算法求解AR模型的系数并估计u(n)的功率谱，模型的阶数取为p=16。 (1)程序如下：

N=32;

noise=(randn(1,N)+1i*randn(1,N))/sqrt(2); f1=0.15;f2=0.17;f3=0.26;SNR1=30;SNR2=30;SNR3=27; A1=10^(SNR1/20);A2=10^(SNR2/20);A3

声速测量及声波的双缝干涉与单丝衍射

声波是一种在弹性媒质中传播的机械波，声速是描述声波在媒质中传播特性的一个基本物理量。在空气中，一些波动现象，不仅可以用可见光与微波演示，也可以用声波演示。在气体中，声波是纵波而不是横波，因而不出现偏振现象，这是与电磁波现象的一个重大区别，但声音所产生的几种干涉和衍射效应与电磁波干涉和衍射效应完全相似。

由于超声波具有波长短，易于定向发射及抗干扰等优点，所以在超声波段进行声速测量是比较方便的。本实验用共振干涉法和相位比较法测量声音在空气中传播的声速；并研究声波双缝干涉，单缝衍射及声波的反射现象，将测量结果与理论计算进行比较，从而对波动学的物理规律和基本概念有更深的理解。 【实验原理】 1．共振干涉法

设有一从发射源发出的一定频率的平面声波，经过空气传播，到达接收器，如果接收面与发射面严格平行，入射波即在接收面上垂直反射，入射波与反射波相干涉形成驻波，反射面处为位移的波节。改变接收器与发射源之间的距离l，在一系列特定的距离上，媒质中出现稳定的驻波共振现象。此时，l等于半波长的整数倍，驻波的幅度达到极大；同时，在接收面上的声压波腹也相应地达到极大值。不难看出，在移动接收器的过程中，相邻两次达到共振

《计算机控制技术及仿真》实验指导

攀枝花学院机电工程学院

二○○八年十月

实验1 Matlab环境语法及数学运算

（验证性实验）

一、实验目的

1、掌握 Matlab 软件使用的基本方法；

2、熟悉 Matlab 的数据表示、基本运算方法； 3、熟悉 Matlab 绘图命令及基本绘图控制。

二、实验仪器与软件

1. PC机 1台 2. MATLAB6.X环境

三、实验原理

MATLAB环境是一种为数值计算、数据分析和图形显示服务的交互式的环境。MATLAB有3种窗口，即：命令窗口（The Command Window）、m-文件编辑窗口（The Edit Window）和图形窗口（The Figure Window），而Simulink另外又有Simulink模型编辑窗口。

1．命令窗口（The Command Window）

当MATLAB启动后，出现的最大的窗口就是命令窗口。用户可以在提示符“>>”后面输入交互的命令，这些命令就立即被执行。

在MATLAB中，一连串命令可以放置在一个文件中，不必把它们直接在命令窗口内输入。在命令窗口中输入该文件名，这一

发学生学习兴趣的方法很多。中学生对刑侦主题

到了前所未有的充实和拓宽。实验教学也应该与时俱进，让中学生在实验中体会前沿科学知识，感

影视剧或者文章等有着浓厚的兴趣，将扣人心弦

的破案故事情境和生动、直观的实验情境融合，无疑会激发他们对科学长久的学习兴趣和主动学习的积极性。因此建议科学教师开展实验教学，不仅以验证单纯的科学知识和训练动手技能为目 标，还应和具体情境与应用联系起来，引领学生挖掘科学实验的真正意义。 ( 2 )科学实验教学需要体现综合性知识的渗透和综合性思维的训练

悟各类变化中的神奇现象，感悟实验表征的意义。法庭科学实验是实现这一想法的极佳载体。中学

可以通过基于数字化实验的传感器技术模拟破案的实验过程，也可以通过与高校和科研院所的联系，介绍红外光谱、色谱、热分析等在法证分析方面的应用。对于科学教师，及时地选择性地吸收

这些科技元素，不仅能在科学实验设计时拓宽新思路，更有助于提高教师自身的科学素养。 本文为 2 0 1 2年江苏省高校哲学社会科学研究指导项目“基于学习共同体的科学教育专业师范生职前成长” ( 2 0 1 2 S J D 8 8 0 0 7 9 )、 2 0 1 2年江苏省

综合科学的最大特点就是综合，也就是希望引领学生将自然界作

实验一、三极管放大电路仿真实验

（一）实验目的

1．熟悉EWB的仿真实验法，熟悉EWB中双踪示波器和信号发生器的设置和使用方法。学习电压表的使用方法。

2．熟悉放大电路的基本测量方法，了解信号大小和静态工作点合适与否对放大电路性能的影响。

（二）实验内容与方法

1.进入Windows环境并建立用户文件夹 2.创建实验电路 （1）启动EWB

（2）按图B1-1连接电路

（3）给元器件标识、赋值（或选择模型）。（建议电位器Rp的变化量“Incement”设置为1%，三极管采用默认设置，其β=100）。

图B1-1三极管放大电路仿真实验 （4）仔细检查，确保电路无误、可靠。

（5）保存（注意路径和文件名，并及时保存）。 3.测量静态工作点

（1）设置电压表。在电压表的默认设置中，“Mode”为“DC”（即测量直流），“Resistance”为“1MΩ”,正好符合本电路中直流电压UBQ、UCQ、UEQ的测量要求，因此不必要对电压表进行设置。

（2）单击主窗口右上角的“O/I”按钮运行电路，观测电压表UB、UC、UE的读数，记入表B1.1中。与理论值进行比较，分析静态工作点是否合适。

表B1.1 测量共发射极放

数据通信原理实验的MATLAB仿真讲义

MATLAB原意为“矩阵实验室—MA-TrixLABoratory”，它是目前控制界国际上最流行的软件，它除了传统的交互式编程之外，还提供了丰富可靠的矩阵运算、图形绘制、数据和图象处理、Windows编程等便利工具。MATLAB还配备了大量工具箱，特别是还提供了仿真工具软件SIMULINK。SIMULINK这一名字比较直观地表明了此软件的两个显著的功能：SIMU(仿真)与LINK(连接)，亦即可以利用鼠标在模型窗口上“画”出所需的系统模型，然后利用SIMULINK提供的功能对控制系统进行仿真和线性化分析。

MATLAB在80年代一出现，首先是在控制界得到研究人员的瞩目。随着MAT-LAB软件的不断完善,特别是仿真工具SIMULINK的出现，使MATLAB的应用范围越来越广。

MATLAB的仿真环境(simulink)提供的系统模型库包括以下几个子模型库：Sources(输入源)、Sinks(输出源)、Discrete(离散时间系统)、Linear(线性环节)、Non-linear(非线性环节)、Connections(连接及接口)、Extras(其它环节)。打开子模型库,你会发现每个模型库都包含许多个子

实验四 用超声波测量声速

声速与传声媒质的特性及状态有关，因此通过声速的测量，可以了解被测媒质的特性及状态的变化，如可进行气体成分的分析，测定液体的比重，溶液的浓度，确定固体材料的弹性模量等。我们只研究声波在空气中的传播，并测量其传播速度。

实验目的：

1、测量声波在空气中的传播速度,学习测量声速的方法。2、加深对波的相位和波的干涉的理解。

实验仪器：

换能器（有两个，一个固定于超声声速测定仪上，一个随卡尺的游标移动）、专用信号源、超声声速

测定仪、示波器、连接线。

实验原理：

设波速为v,波长为λ和频率为ｆ，它们之间有如下关系： v＝λｆ （1）

因此，一般是根据（１）式,将声速的测量变成声波波长和声波频率的测量。由于都用交流电讯号控制发声器（即换能器），所以声波频率就是交流电讯号的频率， 可以用频率计测量其频率（本实验在信号源上直接读出），而声波波长的测量常用相位比较法（行波法）和共振干涉法（驻波法）来测量其波长。 一、 相位法

如图一所示，设声源从X=0处出发的平面简谐波沿X轴的正方向传播,在X=0处的振动方程为: Ｙ0＝Ａcosωｔ

《港口系统仿真》

课程实验报告

实 验 报 告 题 目： 系统仿真实验 学 院 名 称： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 日 期：

系统仿真实验报告

一、实验目的

本次实验主要是为了加深同学们对课本知识的理解和提高大家的实践操作能力，使同学们能够熟练地使用ECXEL和仿真软件进行系统仿真操作，为以后深入学习系统仿真相关方面的知识打下一定的基础。

二、实验过程

本次实验主要分为以下几部分：（1）产生随机数组（2）在随机数组的基础上来模拟船舶到港数据，如船舶到港时间间隔，装卸服务时间等（3）装卸排队服务仿真

仪器分析实验仿真实验

紫外分光光度计仿真实验

一、实验概述：

在分之中，除了电子相对于原子核的运动之外，还有原子核之间振动和转动引起的相对位移。这三种运功能量都是量子化的，对应有一定的能级。分子的能量是这三种能量的总和。当用一定频率（波长）的电磁波（光）照射分子，其能量恰好等于分子的两个能级差时，则分子就会吸收光的能量而由较低的能级跃迁到较高的能级，同时光的强度（能量）变小。吸光度符合吸收定律：

A=lg（I0/I）=KcL

根据这一关系可以用工作曲线法来测定未知溶液中吸光物质的浓度。

二、实验装置：

仪器调节面板：

本实验仿真的设备是UV-754C紫外可见光风光光度计，它具有卤钨灯（30W）、氘灯（2.5A）两种光源，分别适用于360～850nm和200～360nm波段，采用平面光栅作色散元件，GD33光电管作接受器。

三、实验操作： 第一步：选取实验

点击主菜单上的“实验选取”，会出现如下的对话框：

用鼠标左键点中你要做的实验，此文件名会出现在对话框的“文件名”一栏的文本框中，在此实验文件上面双击左键或者点击“打开”按钮打开实验文件。

第二步：打开电源、预热 用鼠标点击紫外分光光度