基于模拟乘法器的超声多普勒黏度测量实验系统

基于模拟乘法器的超声多普勒黏度测量实验系统以落球法为基础,以频移信号处理电路和数字存储示波器作为数据测量单元的核心,根据多普勒效应原理准确地测算出落球的终极速度,进而得出液体的黏度.该系统可以开展与多普勒效应相关的设计性实验.实验过程中信号的转换、传输及数据测量清晰明了,利于培养学生的综合实验能力和创新能力.     

基于迈克耳孙干涉仪的激光多普勒实验仪及其实验

通过对迈克耳孙干涉仪动镜的改装和机械加工,设计了激光多普勒效应实验装置.使用该装置可以监测弱振动,测量谐振动的振幅、扬声器的灵敏性能常量,也可以测量低速运动物体的运动速度.通过示波器观察光拍现象,可以帮助学生更好地理解多普勒效应,了解激光多普勒效应的应用.     

超声多普勒效应测量声速实验设计

利用多普勒效应来测量声速是大学物理中的一个重要的实验。本文介绍了设计性实验"超声多普勒效应测量声速",利用多普勒效应综合实验仪,设计出一套超声多普勒效应测量声速的实验装置,并利用该实验装置测量声速。     

基于NIELVIS和LabVIEW的声速测定实验的改进

对传统声速实验进行改进,设计了基于NI ELVIS平台和LabVIEW虚拟仪器的声速测定实验系统。该系统在NI ELVIS平台基础上采用虚拟信号发生器和虚拟示波器代替传统信号发生器和示波器,实现了测量信号的实时显示、采集、存储和定量测量。实践表明,该系统能有效提高实验的测量精度,有利于学生更好地理解和掌握实验,提高实践创新能力。     

LC谐振参量的直观测量方法

LC回路是磁共振实验的关键信号检测单元,理解LC电路的幅频和相频特性是掌握核磁共振实验技术原理的重要环节.借助数字存储示波器实时测量信号参量功能,实验方案1提供了简易直观的谐振参量测量方法;利用双通道锁相放大器及其参考同步功能,实验方案2进一步展示了直观测量的教学可操作性.采用不同的幅值表示方法和相位差测量方法,既突出不同技术手段的原理共性,又体现近代物理实验课程承上启下的桥梁作用.     

基于NI ELVIS和LabVIEW的动态杨氏模量实验系统设计

设计了基于NI ELVIS平台和LabVIEW虚拟仪器的动态杨氏模量实验系统。该系统在NI ELVIS平台基础上采用虚拟信号发生器和虚拟示波器代替YM-2型信号发生器和传统示波器,有效提高了试样棒共振频率测量的精度,实现了测量信号的实时显示、采集、存储和自动化测量。实践表明,该系统的搭建和测试有助于学生更好地理解和掌握实验,提高实践创新能力。     

多普勒效应测量声速实验的设计

介绍了设计性实验"多普勒效应测量声速."该实验要求学生理解多普勒效应测量声速的原理,利用气垫导轨实验和声速的测定实验仪器,设计出一套多普勒效应测量声速的实验装置,并利用该实验装置测量声速.     

杨氏模量测量的研究性与综合性实验设计

通过测量悬臂梁自由阻尼振动频率等参数来计算梁状材料的杨氏模量.实验通过精心设计,涉及并运用了力传感器、惠斯通电桥、数字存储示波器、计算机接口、快速傅里叶变换和LabVIEW虚拟仪器等知识和内容.     

基于拍频测量的二维多普勒效应实验设计

大学物理实验中传统多普勒效应实验装置多为一维的，本文将拍频与圆周运动应用于大学物理实验，设计并制作了一种声波人耳可听且可对多普勒频移量进行定量研究的二维多普勒效应实验装置.该装置中有两个同频声源作为被测声源与参考声源.被测声源因做匀速圆周运动而发出的变频声波与参考声源的声波相干叠加后形成可闻“拍”声，由收音装置转为电信号进入示波器后形成“拍”图像，实现多普勒效应的可视可听.该实验装置拓展了研究多普勒效应的实验教学内容，具有方案新颖、优化传统实验的特点，在实验教学方面具有一定实用价值.     

研制超宽带全光取样示波器设备

全光取样示波器是研究与开发超高速光通信系统和光子交换网络的关键性测试仪器设备. 本文简介了我们自行设计和研制出的超宽带全光取样示波器设备的实验样机系统, 并报道了我们已取得的初步实验结果. 采用自主研发的高稳定性被动锁模飞秒光纤激光器作为该光学示波器的光脉冲取样源, 我们通过利用高度非线性光纤中的四波混频效应, 成功地实现了对脉宽为1.8ps、重复频率分别为10GHz和40GHz的光脉冲信号的全光取样. 然后通过数字信号处理和计算机图形处理, 得到了再现后的超短光脉冲信号波形, 并测出了其脉冲宽度值为2.3ps. 借助于该光学取样示波器实验样机, 我们还成功地完成了对脉宽为1.8ps、经过伪随机数据序列调制后的10Gbit/s和40Gbit/s光数据信号眼图的精确测量. 这是我国首次报道有关超宽带全光取样示波器设备的实际研制工作及其相应的实验测试结果. 所得到的有关超短光脉冲信号波形的测试结果也与用70GHz宽带电子示波器和超快光电探测器组成的常规光电测量系统所获得的结果进行了比较, 清楚地表明了我们研制出的全光取样示波器实验样机比后者具有更高的时间分辨率和更大的测量带宽.     

Internal tissue displacement measurement based on ultrasonic wave Doppler signal digital detection and its application to fetal movement monitoring

We have developed a fetal movement monitoring system based on small displacement measurement of internal tissues. When ultrasonic pulses are transmitted to the fetus, the reflected ultrasonic waves which have a Doppler frequency shift due to the fetal movements are detected by using an ultrasonic pulsed Doppler technique. In this paper, we propose a displacement measurement method for internal tissues which is based on the Doppler signal digital detection technique. In the method, the received ultrasonic RF signals are sampled with a sampling frequency of four times higher than the centre frequency of the ultrasonic waves; the Doppler frequency shift signals are derived using digital signal processing. From the detected signals, the internal displacements are estimated using the arc-tangent method. The basic algorithm of the detection method has already been used in the area of blood flow sensing, however, we apply the algorithm to the displacement measurement of internal tissues. The comparison between the proposed method and the conventional method is presented. The fetal movement quantitative monitoring system based on the method which has been constructed is shown.     

超声波流速测量的多普勒频移提取方法研究

为了提高超声波多普勒法测量复杂流体流量的精度,针对流体的超声回波频率的复杂性,本文研究多普勒流速测量中的频偏提取方法。以傅里叶分析为理论基础,设计了硬件电路并获得代表回波平均频率的信号,然后以该信号作为输入,以数字鉴频法获得回波多普勒频移。基于该方法设计了一种超声多普勒流量测量系统,实验结果显示:油水混合流体流量的测量误差在3%以内,从而证实了此频偏提取方法的有效性。     

激光多普勒测速实验虚拟仿真及硬件改进

针对传统激光多普勒测速实验系统中硬件采样率有限及多普勒信号自动化处理性能较弱的问题,本文开展了实验系统虚拟仿真及硬件改进.利用Unity 3D和Matlab Apps对实验内容及其信号处理方法进行了建模,通过虚拟仿真的开发,学生可更深入地了解实验系统的细节;采用LabVIEW编程和数字示波器组建了便捷的自动化高速数据采集系统,将现有实验系统硬件的采样率从50MSa/s提高至2GSa/s,并能够利用软件实现多种自动数字化处理流程,如数字滤波和自动化测量等,提升了实验系统性能,为教学内容和实验系统的设计及建设提供了参考.     

线阵CCD在声光调制实验中的应用

用线阵CCD代替可移动的光电二极管,改进了声光调制实验。将声光调制的入射光和衍射光投射在线阵CCD上,线阵CCD的信号输出由数字示波器显示,利用数字示波器的＂光标＂功能测出光斑的距离。改进后,使测量变得简单快捷,提高了实验效率,并减小了实验测量误差。     

A positionally-incremented timebase display for ultrasonic pictures

Storage cathode ray tubes are used in ultrasonic scanning machines for obstetrics and gynaecology. A modification of a halftone tube with a variable persistance feature is described in this paper. The object of the modification is to standardise the brightness control setting and make the operator scan consistently over the area. The firing of the timebase is related to changes in position and direction of the transducer. The effect of this incremental system is to allow the brightness level of the storage oscilloscope to be set in the optimum range and left there, independent of scanning speed.     

基于LabVIEW的时间反转超声检测系统的开发

时间反转技术在超声无损检测中的应用非常广泛,它可以忽略介质的非均匀性及初始信号源的位置,能够在时间和空间上聚焦超声波,实现对介质缺陷的聚焦检测。基于LabVIEW图形化编程软件,结合计算机、信号发生器、示波器、超声换能器、GPIB等的使用,对超声检测系统实验平台进行了构建,实现了超声信号的发射、接收以及时间反转一系列的信号处理过程。系统工作过程中,采用了三种不同的时间反转技术：经典时间反转技术(Time Reversal：TR)、反向滤波技术(Inverse Filter：IF)及1位处理技术(1Bit Processing),来实现信号的聚焦。实验验证该系统可以有效的实现时间反转超声检测过程中对信号的激励、接收、处理和存储等功能,有良好的精确性和适用性。     

数字存储示波器的功能与使用难点分析

介绍了GDS-1102B型数字存储示波器的主要控制功能,包括:垂直系统、水平系统、功能菜单区、触发控制系统、控制调节系统。分析了示波器使用难点,并给出解决方法,包括:Autose功能测量弱信号的方法、避免混叠现象的方法等。     

光束偏转法自动测试激光等离子体冲击波系统的研制

根据光束偏转原理，研制了激光等离子体冲击波自动测试系统的硬件和软件。该系统使用计算机与可编程序控制器作为上下位机，采取上下位机通讯的方式控制步进电机及二维移动架的移动，以改变探测光的相对位置，并利用单模光纤和光电倍增管将探测到的光偏转信号传入数字示波器进行存储，最后计算机将示波器中采集到的光偏转信号进行分析处理。使用该系统对激光等离子冲击波的衰减过程进行了实际测试，得到了较为理想的实验结果。