基于智能手机的液体表面张力系数测量

对FD-NST-B型液体表面张力测量仪加装额外的蓝牙通讯模块,并利用智能手机的蓝牙功能,使实验仪器能够通过蓝牙连接到智能手机上;同时开发出了专门的手机实验软件对该实验仪器进行控制,通过手机实验软件完成仪器数据的采集,并把采集到的所有数据在手机屏幕进行绘图,只需要观察手机屏幕上数据曲线,就能快速地得到精确的实验数据.该手机实验软件克服了传统实验模式的缺点,能够排除人为因素的影响,减小实验的偶然误差,提高测量的精确度.     

弦振动实验数据处理与分析

通过对大量实验数据进行分析,同时采用Matlab软件对数据进行系统处理,并且利用Ori-gin软件作图并进行拟合,简单形象地展现了数据间的关系.以此为基础,分析总结了弦振动形成驻波的规律,并且对实验仪器进行了一定的测评.     

一维云粒子激光探测仪研制及探测数据分析

阐述基于Mie散射理论和激光技术而研制的云粒子探测仪的相关问题。利用m量级的小孔光阑模拟感应区域的散射光,并对系统的探测敏感区域面积进行测定;通过使用不同直径的标准粒子对系统进行标定,得到可靠的响应曲线,用于定量测量云粒子尺度谱及粒子数密度。在进行了一系列实验室内的实验之后,将仪器装载在飞机上进行穿云飞行测量实验,表明了该仪器在飞行过程中工作正常、稳定,并且能够即时地显示采样区内云粒子尺度谱分布和数浓度;通过分析探测得到的数据,并与云粒子谱分布进行比较,确认了探测数据有效可靠,反映了该仪器具有良好的测云能力。     

一种面向智能仪器的可重构嵌入式彩色LCD系统设计

按照使用方便、配置灵活、适用面广的特点要求,论证了一种以LPC1788为显示控制器并面向智能仪器的LCD彩色图像图形显示系统的设计方案;首先分析了智能仪器图像图形显示系统的特点和要求;然后给出设计思路和总体方案;接着逐项讨论嵌入式图形显示控制器、显示数据的信息传输与变换、LCD面板接口以及显示数据源所用显示API函数库等系统软硬件的设计与实现;最后采用115200的波特率从外部向显示系统发送显示命令对系统进行实际测试并给出了最终的的实验结果;实验结果表明所设计的显示系统满足普通智能仪器的使用需求。     

多普勒效应验证实验仪器的改进

原多普勒效应验证实验仪器在使用过程中出现数据不稳定、重复性差、维修率高等问题.为了解决上述问题,提高实验的精度与准确度,对原实验装置的相关部分进行了改进.通过比较原实验装置和改进后的实验装置,分析了原实验装置的缺点与不足,并总结改进后装置的优点.     

干涉型红外光谱辐射计仪器线型函数仿真及校正

针对大口径干涉型红外光谱辐射计,分析了不平行于主光轴的入射光,对理想仪器线型函数的影响.本文系统介绍了对仪器线型函数产生影响的截断效应、有限视场效应、离轴效应和离焦效应,并通过HITRAN数据库对理想的水汽吸收光谱进行仿真,建立了仪器线型函数误差与光谱畸变的定量关系.根据仿真结果,提出了因子权重校正算法.利用水汽吸收的仿真数据对因子权重校正算法进行验证,光谱漂移从0.51 cm–1降低到0.01 cm–1以下.通过自研干涉型红外光谱辐射计对标准黑体的观测实验,验证因子权重校正算法的准确性,实测数据的光谱漂移从0.226 cm–1降低到0.012 cm–1,校正后的光谱数据更为准确.     

基于LabVIEW的高温超导电缆测试平台的设计

为了进行高温超导电缆直流性能测试实验和长时间交流运行实验,开发了基于LabVIEW的高温超导电缆测试平台。该测试平台由PXI系统和标准程控仪器测试系统两部分组成。其中,PXI系统用于温度和交流信号的采集;标准程控仪器系统负责微弱直流信号的测量。平台可实现对各参量的采集、波形显示、数据保存以及历史数据查询等功能。     

O4对利用天顶散射光法测量大气组分含量的影响研究

通过实验证明是否考虑O4的存在对利用天顶散射光测量大气组分含量的结果存在影响.介绍了天顶散射光的观测原理、实验仪器、测量方法、光谱处理以及浓度反演过程.用具体的实验数据说明考虑O4在实验波段内的吸收能提高NO2和O3浓度反演结果的准确性.同时将观测得到的臭氧垂直柱密度与美国TOMS观测数据进行了对比.     

采用EDA技术改造TC-Ⅱ型闪光法热导仪

将EDA技术融入传统测量物体导热系数的闪光法,改造了TC-Ⅱ型闪光法热导仪.搭建了温度信号采集电路和滤波电路,利用单片机采集、处理和显示数据.改进装置能够有效地节约实验成本,达到了仪器小型化,同时提高了测量的自动化程度.     

基于嵌入式Linux的实验仪器平台

设计了基于ARM处理器和嵌入式Linux方案的实验仪器网络平台,利用ARM处理器的强大功能,并移植嵌入式Linux操作系统.使实验仪器与服务器主机通过网络联系起来,具有低功耗,测量精度高,数据可靠,操作简单等优点,提高了学生做实验的效率.     

基于PASCO系统的重力加速度测定

通过对传统实验仪器和测量方法的改造,利用PASCO系统转动传感器测量得到单摆角位移与时间的关系,并使用Science Workshop高功能的数据处理软件DataStudio进行实验数据智能获取,以及MathWorks多功能的数值计算软件Matlab进行数据点的最小二乘法拟合,进而实现对重力加速度的测量,结果表明实验测量值接近公认值.     

风场探测Fabry-Perot干涉仪定标与反演算法研究

利用非线性回归法结合仪器的传递函数模型对大气风场探测法布里-珀罗干涉仪进行了定标和反演.首先,基于修正的艾里函数建立了仪器的传递函数及气辉响应函数模型;然后,利用稳频激光器对现有法布里-珀罗干涉仪系统进行了实验室定标,获取了定标数据;采用分步非线性回归拟合法对定标数据进行处理,获取仪器传递函数模型参量;最后利用标定的仪器传递函数模型,对不同信噪比、不同风速温度预估输入的法布里-珀罗干涉仪气辉仿真数据进行了风速和温度反演.实验结果表明,在信噪比优于40的情况下,风速和温度反演准确度分别可以达到5m/s和10K.     

基于自动检测技术的金属线膨胀系数测量实验优化

在金属线膨胀系数实验过程中,发现被测金属棒进水口和出水口存在较大温差,并通过实际测量和理论分析找到了产生温差的原因.优化了系统测温方案,通过测温装置准确反馈金属棒各部位温度,来降低自动温控仪的仪器误差,同时测温装置将实验数据实时收集到云端服务器,通过可视化大屏全程展示,方便学生进行数据记录和分析.     

对测量钠黄双线波长差实验的改进

应用迈克尔逊干涉仪测量了钠黄双线的波长差.但是在实验过程中,由于实验条件的限制,实验图像往往很难观察到,而且也不够清晰.通过对实验仪器的改进,得到了足够清晰的实验图像,从而使实验数据更加准确.     

使用光电传感器自制计数计时仪

本设计采用光电传感器作为计数装置,解决了传统仪器中激光发射器和接收器的调整问题,简化了仪器的操作步骤。同时选用51单片机作为控制核心,接收计数信号,处理按键信息,利用定时器计时,输出计数和计时结果到数码管进行显示。通过自制实验仪器,可提高教师业务能力,并减轻了实验仪器更新换代的压力。     

基于迈克尔孙干涉仪的光波长自动测量系统

本文基于迈克尔孙干涉仪,设计了一套自动测量光波波长的系统;其包括一套磁吸式传动装置,光强自动检测模块,系统具有自动寻峰功能,实现了数据的实时处理与显示.磁吸式传动装置,解决了电机转轴与干涉仪手轮不同轴的问题,减小了电机抖动,利用单片机驱动步进电机转动干涉仪的手轮,实时记录干涉光强变化的波形,通过算法减少了仪器抖动带来的干扰,实现了光波波长的自动测量,减小了实验误差,利用显示屏实时显示实验数据,使用步进电机步进角度记录反射镜位移值,自动计算数据结果,使实验更加直观简便.     

单板机能谱仪

本文设计了一个简易能谱仪,该仪器系统由主机、分机和TP—801单板机及有关软件组成。主要用于大学高年级学生及研究生的核物理基础实验,也可用于农学、医学、地质矿山等专业的射线测量分析。由单板机控制自动完成数据采集、处理、示波器显示数据曲线、x—y函数仪描绘实验曲线、微型打印机打印数据等功能,是一种经济实用的核物理实验仪器。     

最优化方法在物理实验中的应用

最优化问题在物理实验中大量存在,通过对实验方案、测量方法、仪器选择及使用、数据和误差处理等方面进行最优化的研究,在最有利情况下进行实验,能够使效率更高、结果更准确。     

关于"电子干涉实验"的商榷和联想

一 本刊2003年第11期的<托马斯·杨双缝演示应用于电子干涉实验>一文描述了电子、中子等实物粒子显示出波动性,并得出了"单电子杨氏双缝干涉实验表明,当少量电子通过仪器落在屏上时,其分布看起来毫无规律,并不形成暗淡的干涉条纹,这显示了电子的‘粒子性'.但大量电子通过仪器时,则在屏上形成了清晰的干涉条纹,这又显示了电子的‘波动性'"以及"这是单电子的干涉"两个结论.这里有两点需要商榷.     

《大学物理实验数据检验及存储系统》软件设计

利用ASP设计了网上交互式物理实验数据检验与存储系统.学生可以利用本系统自行检验实验数据含仪器读数的正确性;实验数据提交到数据库中存储,以备事后进行数据处理及教师批改实验报告之用.