实验与工具列表
平均值计算器
自动计算算术平均值、标准差与不确定度A类。
可用惠斯通电桥测电阻
支持交换法数据处理,自动计算仪器误差与不确定度。
可用拉伸法测杨氏模量
支持6组砝码逐差法,自动计算不确定度。
可用导热系数的测定
支持冷却曲线自动拟合,计算导热系数。
可用密立根油滴实验
自动计算油滴电量与电子电量 e。
可用电表改装与校准
支持电流表、电压表改装及校准数据误差分析。
可用光敏电阻/三极管特性
支持双器件切换,伏安特性与光照特性6张表全自动计算,并附带4张曲线图。
可用RLC 串联电路稳态特性的研究
RC/RLC 幅频相频测量表、截止频率与通频带百分差、4 张特性曲线图。
可用电子荷质比测定
固定电压变电流 / 固定电流变电压双表测量,自动计算 e/m 平均值与相对误差。
可用经典动力学实验
匀变速规律 v-t 与 S/t-t 双图拟合、逐差法测 g、最小二乘法拟合滑块质量。
可用弦振动研究
支持驻波波长、波速与线密度的计算(待更新)。
当前不可用刚体转动惯量的测定
空台/圆盘/圆环多组恒力矩测量,自动不确定度、理论值对比与平行轴定理验证。
可用声速的测定
驻波法/相位法逐差求 λ 与不确定度,时差法 x–t 线性回归。
可用用光栅特性测量光谱波长
钠灯求光栅常数 d、汞灯求波长 λ,含 A/B 类不确定度。
可用磁耦合谐振式无线电力传输
计算传输效率与距离、频率的关系(待更新)。
当前仅板书图片Labview虚拟仪器入门
实验教程:虚拟仪器概念、VI 创建五步流程与注意事项。
可用惠斯通电桥测电阻
📸 点击查看板书公式与原始数据


系统参数 默认值可改
1. 第一次平衡与灵敏度
2. 对调后平衡与灵敏度
1. 电阻箱误差 ΔR₀-
展开查看过程
-
2. 电阻箱误差 ΔR₀'-
展开查看过程
-
3. 灵敏度 S-
展开查看过程
-
4. 灵敏度 S'-
展开查看过程
-
5. 相对不确定度 E_R-
展开查看过程
-
最终待测电阻 Rₓ-
展开查看过程
-
等待输入...
拉伸法测杨氏模量
📸 点击查看板书公式与原始数据


1. 固定参数
2. 钢丝直径 d (mm, 6次)
3. 标尺读数 (mm, 1~6kg, 每档测2次)
1. 钢丝直径 d-
展开查看过程
-
2. 长度变化 Δx-
展开查看过程
-
3. 单次测量量结果-
展开查看过程
-
4. 弹性模量 Y-
展开查看过程
-
5. Y 的合成不确定度 E_Y 与 U_Y-
展开查看过程
-
等待输入...
Y = (Y ± U_Y) N/m²
导热系数的测定
📸 点击查看板书公式与原始数据


系统参数 默认值可改
1. 尺寸与仪器参数
2. 稳态电压数据
3. 冷却曲线数据 (每20s一次)
1. 冷却速率 dT/dt (自动拟合)-
展开查看过程
-
2. 导热系数 λ-
展开查看过程
-
3. 相对误差 δ-
展开查看过程
-
等待输入...
图 · 冷却曲线与线性拟合
冷却曲线(T₂ – t)及拟合直线
拟合方程 T₂ = a + b·t(数据点每 20s 一个,斜率 b 即冷却速率 dT/dt)。
密立根油滴实验
📸 点击查看板书公式与原始数据


系统参数(来自实验书) 默认值可改
测量数据输入 (5个油滴)
格式:[电压U, 时间t] 用逗号隔开,每行一个
油滴半径 r 与 电量 Q 详细结果-
展开查看每次 Q, r, n, e
-
平均电子电量 ē-
绝对误差 Δe-
相对误差 E-
等待输入...
电表改装与校准
📸 点击查看板书公式与原始数据


系统参数 默认值可改
表1 · 替代法测表头内阻 R_g
| 电阻箱读数 (Ω) | |
|---|---|
| 表头内阻 R_g (Ω) | — |
替代法保持电路电流不变,电阻箱读数即为表头内阻 R_g。
表2 · 1 mA 改 5 mA 电流表(校准数据)
| I_改 (mA) | 0.0 | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 3.5 | 4.0 | 4.5 | 5.0 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| I_标′ (mA) | |||||||||||
| ΔI (mA) |
实际并联电阻 R₂实 (Ω):
R_g 真实值:— R_g 理论值:—
表3 · 1 mA 改 1.5 V 电压表(校准数据)
| U_改 (V) | 0.00 | 0.15 | 0.30 | 0.45 | 0.60 | 0.75 | 0.90 | 1.05 | 1.20 | 1.35 | 1.50 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| U_标′ (V) | |||||||||||
| ΔU (V) |
实际串联电阻 R_M实 (Ω):
R_g 真实值:— R_g 理论值:—
表4 · 1 mA 改欧姆表(刻度特性)
| 倍数 | 1/5 R中 | 1/4 R中 | 1/3 R中 | 1/2 R中 | R中 | 2 R中 | 3 R中 | 4 R中 | 5 R中 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| R_x (Ω) | |||||||||
| 偏转格数 d_i (格) |
计算结果(点击展开查看过程)
并联分流电阻 R₂-
展开查看过程
-
串联分压电阻 R_M-
展开查看过程
-
欧姆表中值电阻 R中-
展开查看过程
-
电流表校准指标-
展开查看过程
-
电压表校准指标-
展开查看过程
-
等待输入...
图表
电流表校正曲线(I_改 – ΔI)
电压表校正曲线(U_改 – ΔU)
图3 · 欧姆表表面刻度
上方:电流刻度(mA,0 → 1 mA,左 → 右);下方:电阻刻度(Ω,∞ → 0,左 → 右);绿点:表4 实测点(位置 = d/a)
光敏电阻与光敏三极管特性
📸 点击查看板书公式与原始数据


系统参数 默认值可改
表1 · 光敏电阻 伏安特性(5 cm)
| U (V) | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|
| U_R (V) | |||||
| U-U_R (V) | |||||
| I_ph (mA) |
表2 · 光敏电阻 伏安特性(10 cm)
| U (V) | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|
| U_R (V) | |||||
| U-U_R (V) | |||||
| I_ph (mA) |
表3 · 光敏电阻 光照特性(U′ = 4 V)
| 距离 (cm) | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
|---|---|---|---|---|---|
| 光强 E (lx) | |||||
| U_R (V) | |||||
| I_ph (mA) |
图1 · 光敏电阻特性曲线
图A 伏安特性(U – I_ph)
图B 光照特性(E 由小到大)
RLC 串联电路稳态特性的研究
📸 点击查看板书公式与原始数据


理论公式
RC 电路:幅频 U_R/U_S = 1/√(1+(1/ωRC)²),截止频率(U_R/U_S = 0.707 = 1/√2 处)f₀ = 1/(2πRC);RLC 电路:谐振频率 f₀ = 1/(2π√(LC))(此时 U_R/U_S 最大 = 1),品质因数 Q = (1/R)√(L/C),通频带 2Δf₀.₇ = f₀/Q。相位差由时移计算:φ = Δt·2πf(Δt 为 U_R 相对 U_S 的时间差,单位 μs,负号表示滞后)。
RC 串联电路(R = 1 kΩ,C = 0.1 μF,U_S = 10 V)
| 项目 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| f (Hz) | ||||||
| U_R (V) | ||||||
| U_R/U_S | — | — | — | — | — | — |
| Δt (μs) | ||||||
| φ = Δt·2πf (rad) | — | — | — | — | — | — |
RLC 串联电路(R = 1 kΩ,L = 10 mH,C = 0.01 μF,U_S = 10 V)
| 项目 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| f (Hz) | |||||||
| U_R (V) | |||||||
| U_R/U_S | — | — | — | — | — | — | — |
| Δt (μs) | |||||||
| φ = Δt·2πf (rad) | — | — | — | — | — | — | — |
注:原报告最后一列仪器在高频下幅值衰减(U_S ≈ 8 V),故该列 U_R/U_S 偏低。
RC 电路结果
截止频率理论值 f₀ = 1/(2πRC)-
展开查看过程
-
测量值 f₀′(U_R/U_S 最接近 0.707)-
展开查看过程
-
百分差-
展开查看过程
-
RLC 电路结果
谐振频率理论值 f₀ = 1/(2π√(LC))-
展开查看过程
-
测量值 f₀′(U_R/U_S 最大)-
展开查看过程
-
百分差-
展开查看过程
-
品质因数 Q = (1/R)√(L/C)-
展开查看过程
-
通频带理论值 2Δf₀.₇ = f₀/Q-
展开查看过程
-
通频带测量值 2Δf₀.₇′ = f₂ − f₁-
展开查看过程
-
通频带百分差-
展开查看过程
-
图 · 幅频 / 相频特性曲线
图1 · RC 电路幅频特性(U_R/U_S – f)
图2 · RC 电路相频特性(φ – f)
图3 · RLC 电路幅频特性(U_R/U_S – f)
图4 · RLC 电路相频特性(φ – f)
电子荷质比测定
📸 点击查看板书公式与原始数据


系统参数 默认值可改
原理:½mv² = eU(阴极初速度为 0),v⊥B 时洛伦兹力提供向心力 evB = mv²/R;亥姆霍兹线圈两线圈电流同向、间距 r 时 P 点附近为均匀磁场,B = 0.716·μ₀·N·I/r。联立得 e/m = 2U/(B²R²) = 8U/(B²D²),D 为电子轨迹圆直径(D = D₂ − D₁)。
表1 · 固定加速电压 U,改变励磁电流 I
| 项目 | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| 励磁电流 I (A) | ||||
| 轨迹圆读数 D₁ (mm) | ||||
| 轨迹圆读数 D₂ (mm) | ||||
| D = D₂−D₁ (mm) | — | — | — | — |
| e/m (×10¹¹ C/kg) | — | — | — | — |
读数 D₁、D₂ 时注意估读,实验结果(D = D₂−D₁)保留 4 位有效数字。
表2 · 固定励磁电流 I,改变加速电压 U
| 项目 | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| 阳极电压 U (V) | ||||
| 轨迹圆读数 D₁ (mm) | ||||
| 轨迹圆读数 D₂ (mm) | ||||
| D = D₂−D₁ (mm) | — | — | — | — |
| e/m (×10¹¹ C/kg) | — | — | — | — |
计算结果(点击展开查看过程)
平均电子荷质比 e/m-
展开查看过程
-
相对误差 E-
展开查看过程
-
等待输入...
误差主要原因:电子在加速电压作用下做高速运动,由相对论效应其质量大于静止质量,故实测 e/m 通常略小于标准值 1.759×10¹¹ C·kg⁻¹。
经典动力学实验
📸 点击查看板书公式与原始数据


系统参数 默认值可改
原理:匀变速直线运动 v_t = v₀ + at,S = v₀t + ½at² → S/t = v₀ + ½at;滑块下滑 a = g·sinθ − F_f/m。表1 通过 v-t 与 S/t-t 两次最小二乘拟合求 a 和 v₀;表2 用逐差法(等比定理)求 g,再由牛顿第二定律 F = m·a 用最小二乘法拟合滑块质量 m。
表1 · 匀变速直线运动规律研究(θ = 3°,P₀ = 30 cm)
滑块每次从导轨同一位置释放;sᵢ = Pᵢ − P₀ 为两光电门间距,v₀、vᵢ、tᵢ、aᵢ 由测试仪读出(每测一次前按"开始",显示 t₁→v₁→t₂→v₂→t₃→ā)。
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| sᵢ = Pᵢ−P₀ (cm) | ||||||
| v₀ (cm/s) | ||||||
| vᵢ (cm/s) | ||||||
| tᵢ (ms) | ||||||
| aᵢ (cm/s²) | ||||||
| S/t = sᵢ/tᵢ (cm/s) | — | — | — | — | — | — |
v₀ 平均值 v̄₀-
aᵢ 平均值 ā-
图1 · v-t 拟合(斜率 = a,截距 = v₀)
v-t 图(表1 数据)
拟合斜率 a-
拟合截距 v₀-
Pearson 相关系数 r-
E_a = |a − ā|/ā-
E_v₀ = |v₀ − v̄₀|/v̄₀-
展开查看拟合过程
-
图2 · S/t-t 拟合(斜率 = ½a,截距 = v₀)
S/t-t 图(表1 数据)
拟合斜率(= ½a)-
加速度 a = 2×斜率-
拟合截距 v₀-
Pearson 相关系数 r-
E_a = |a − ā|/ā-
E_v₀ = |v₀ − v̄₀|/v̄₀-
展开查看拟合过程
-
表2 · 重力加速度 g 的测量(s = 40 cm)
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| θᵢ (°) | ||||||
| aᵢ (cm/s²) | ||||||
| sinθᵢ | — | — | — | — | — | — |
| Fᵢ = m标·g标·sinθᵢ (N) | — | — | — | — | — | — |
m标 见滑块标签;作图法、逐差法和最小二乘法各量化为国际单位;测试仪勿更改"功能"参数;实验完成后滑块从导轨取出。
计算结果(点击展开查看过程)
逐差法重力加速度 ḡ-
展开查看过程
-
相对误差 E_g-
展开查看过程
-
最小二乘拟合滑块质量 m̄-
展开查看过程
-
Pearson 相关系数 r-
等待输入...
弦振动研究
📸 点击查看板书公式与原始数据


输入参数
波长 λ-
波速 v = 2Lf/n-
理论波速 v = √(T/ρ)-
动态线密度 ρ = T(n/2Lf)²-
展开查看过程
-
刚体转动惯量的测定
📸 点击查看板书公式与原始数据


系统参数 默认值可改(质量以器件钢印为准)
原理:恒力矩转动法 M = Jβ。砝码下落加速(β₁)与落地后细绳脱开、仅摩擦力矩减速(β₂,负值)两阶段联立得 J = mR(g−Rβ₁)/(β₁−β₂),m 为总悬挂质量(挂钩 m₀ + 砝码)。圆盘、圆环的转动惯量 = 加试样后的系统平均值 − 空载转台 J₀;理论值:圆盘 ½M_B·R_B²,圆环 ½M_R(R_in²+R_out²)。平行轴定理:两圆柱对称地从 d₁ 移到 d₂,J₂ − J₁ = 2·m_c·(d₂² − d₁²),可解出圆柱质量并与钢印对照。
第1组 · 空载转台(3 次测量:砝码 5/10/20 g,塔轮半径 R = 15 mm)
| 项目 | 1 | 2 | 3 |
|---|---|---|---|
| 砝码质量 m砝 (g) | |||
| 塔轮半径 R (mm) | |||
| β₁ (rad/s²) | |||
| β₂ (rad/s²) | |||
| J₀ᵢ (kg·m²) | — | — | — |
空载转台 J₀(平均)-
展开查看过程
-
第2组 · 圆盘(3 种砝码 × 2 个塔轮半径 = 6 次测量)
| 项目 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 砝码质量 m砝 (g) | ||||||
| 塔轮半径 R (mm) | ||||||
| β₁ (rad/s²) | ||||||
| β₂ (rad/s²) | ||||||
| Jᵢ (kg·m²) | — | — | — | — | — | — |
圆盘系统平均 J̄(含空台)-
展开查看过程
-
圆盘转动惯量 J_盘 = J̄ − J₀-
展开查看过程
-
理论值 J_盘 = ½·M_B·R_B²-
展开查看过程
-
相对误差 E₁-
展开查看过程
-
等待输入...
第3组 · 圆环(3 种砝码 × 2 个塔轮半径 = 6 次测量)
| 项目 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 砝码质量 m砝 (g) | ||||||
| 塔轮半径 R (mm) | ||||||
| β₁ (rad/s²) | ||||||
| β₂ (rad/s²) | ||||||
| Jᵢ (kg·m²) | — | — | — | — | — | — |
圆环系统平均 J̄(含空台)-
展开查看过程
-
圆环转动惯量 J_环 = J̄ − J₀-
展开查看过程
-
理论值 J_环 = ½·M_R·(R_in² + R_out²)-
展开查看过程
-
相对误差 E₂-
展开查看过程
-
等待输入...
第4组 · 验证平行轴定理(两圆柱体对称放置,单砝码单半径)
将两圆柱体对称插入载物台距中心 d₁ = 50 mm 的插孔测一次,再对称移至 d₂ = 75 mm 测一次;两次均用同一砝码、同一塔轮半径(单砝码单半径)。由 J₂ − J₁ = 2·m_c·(d₂² − d₁²) 可解出圆柱质量。
| 测次 | 圆柱位置 d (mm) | 砝码质量 m砝 (g) | 塔轮半径 R (mm) | β₁ (rad/s²) | β₂ (rad/s²) | J (kg·m²) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ① 对称 @ d₁ | — | |||||
| ② 对称 @ d₂ | — |
实测圆柱体质量 m_c测 = (J₂−J₁)/(2(d₂²−d₁²))-
展开查看过程
-
相对误差(与钢印 m_c 对照)-
展开查看过程
-
等待输入...
声速的测定
📸 点击查看板书公式与原始数据


系统参数 默认值可改
原理:v = fλ。共振干涉法(驻波法):相邻波腹间距 λ/2,连续记录 12 个波腹位置,逐差法求 λ;相位比较法:Δφ = 2πx/λ,每移动 λ/2 相位重复一次(正相/反相李萨如图形交替出现),合并 12 个位置后同样逐差;时差法:x–t 线性回归,斜率即声速。不确定度:U_λ = Δ/√3,U_v = f·U_λ。
方法一 · 共振干涉法(驻波法)— 连续记录 12 个波腹位置
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| X (mm) | ||||||
| 次数 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| X (mm) |
逐差法波长 λ₁-
展开查看过程
-
声速 v₁ = λ₁·f-
展开查看过程
-
不确定度 U_v = f·Δ/√3-
等待输入...
方法二 · 相位比较法 — 正相 / 反相位置(各 6 个)
| 序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 正相 X (mm) | ||||||
| 反相 X (mm) |
数据按 正₁→反₁→正₂→反₂→… 交替合并为 12 个位置后逐差(与报告处理一致)。
逐差法波长 λ₂-
展开查看过程
-
声速 v₂ = λ₂·f-
展开查看过程
-
不确定度 U_v = f·Δ/√3-
等待输入...
方法三 · 时差法 — x–t 线性回归求声速
| X (mm) | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| t (μs) |
图 · x–t 线性回归(斜率 = 声速)
拟合斜率 K(mm/μs)-
声速 V = K-
拟合截距 (mm)-
Pearson 相关系数 r-
展开查看拟合过程
-
等待输入...
用光栅特性测量光谱波长
📸 点击查看板书公式与原始数据


系统参数 默认值可改
原理:光栅方程 d·sinθ = kλ。实验一(钠灯):已知 λ黄 = 589.3 nm,由衍射角 θ 求光栅常数 d = kλ/sinθ;实验二(汞灯绿光):已知 d = 1/N mm,求 λ = d·sinθ/k。不确定度:U_A 为 θ̄ 的 A 类分量,U_B = Δ仪/√3,U_d = d·cotθ·U_θ(= (cosθ/sin²θ)·kλ·U_θ),U_λ = (d/k)·cosθ·U_θ。角度按「度、分」分开填写。
实验一 · 钠灯黄光(已知 λ,求光栅常数 d)
| 项目 | 第1次 | 第2次 | 第3次 | 第4次 | 第5次 |
|---|---|---|---|---|---|
| α₊₁ (° ′) | °′ | °′ | °′ | °′ | °′ |
| α₀ (° ′) | °′ | °′ | °′ | °′ | °′ |
| α₋₁ (° ′) | °′ | °′ | °′ | °′ | °′ |
| θ₊₁ = |α₀−α₊₁| | — | — | — | — | — |
| θ₋₁ = |α₀−α₋₁| | — | — | — | — | — |
| θ = (θ₊₁+θ₋₁)/2 | — | — | — | — | — |
衍射角平均值 θ̄-
展开查看过程
-
不确定度 U_A / U_B / U_θ-
展开查看过程
-
光栅常数 d = kλ钠/sinθ̄-
展开查看过程
-
不确定度 U_d = d·cotθ̄·U_θ-
展开查看过程
-
等待输入...
实验二 · 汞灯绿光(已知 d,求波长 λ)
| 项目 | 第1次 | 第2次 | 第3次 | 第4次 | 第5次 |
|---|---|---|---|---|---|
| α₊₁ (° ′) | °′ | °′ | °′ | °′ | °′ |
| α₀ (° ′) | °′ | °′ | °′ | °′ | °′ |
| α₋₁ (° ′) | °′ | °′ | °′ | °′ | °′ |
| θ₊₁ = |α₀−α₊₁| | — | — | — | — | — |
| θ₋₁ = |α₀−α₋₁| | — | — | — | — | — |
| θ = (θ₊₁+θ₋₁)/2 | — | — | — | — | — |
衍射角平均值 θ̄-
展开查看过程
-
不确定度 U_A / U_B / U_θ-
展开查看过程
-
汞灯绿光波长 λ = d·sinθ̄/k-
展开查看过程
-
不确定度 U_λ = (d/k)·cosθ̄·U_θ-
展开查看过程
-
等待输入...
磁耦合谐振式无线电力传输
📸 点击查看板书公式与原始数据



测量数据
传输效率 η-
展开查看过程
-
Labview虚拟仪器入门
📸 点击查看板书公式与原始数据


实验步骤
第 1 步 · 连接硬件
用 USB 线把数据采集器(EASY SMART)连到电脑,再把传感器接到数据采集器的通道 1 上。打开 LabVIEW 2015(开始 → 所有程序 → National Instruments LabVIEW 2015),选择"新建 VI"。
第 2 步 · 认识两个窗口
打开后会看到两个窗口:前面板是模拟的仪器面板,放按钮、旋钮、图表,是给人操作和看数的地方;程序框图是程序真正的"内部线路",逻辑都画在这里。按 Ctrl+E 可在两个窗口间切换。前面板里点菜单"查看 → 控件选板",里面的按钮、输入框、波形图等可以直接拖到面板上;程序框图里点"查看 → 函数选板",里面是各种功能方块(循环、运算、采集函数等),拖出来连好线就是"编程"。
第 3 步 · 搭前面板(做仪器外壳)
切到前面板,从控件选板拖入这些东西:
① 温度计和数值显示控件(Express 模板 → 数值显示控件),标签改成"温度值"——教材用温度计做示范,测拉力时显示的就是拉力值;
② 圆形指示灯(控件 → 布尔 → 指示灯),标签改成"指示灯";
③ 一个数值输入控件和一个旋钮(控件 → 数值),标签分别改成"采集次数"和"采集间隔";旋钮的刻度范围改成 0~100(在旋钮上右键 → 属性 → 标尺属性页里设置);
④ 波形图表(控件 → 图形),用来看数据曲线。
最后把各控件摆放整齐,保持面板简洁美观。
第 4 步 · 搭程序框图(接内部线路)
切到程序框图(Ctrl+E):
① 从 函数 → 编程 → 结构 里拖一个 While 循环出来,后面采集用的函数都放进循环里;在循环条件的端口上右键 → 创建输入控件,生成"停止"按钮;
② 从 Express → 用户库 → Smart VIs 里把这几个数据采集器驱动函数拖进循环:SetSensorType、Connected、GetSensorID、GetSensorName、SetFreqAndCount、GetRecordCount、GetValue、ReadData;
③ 把 ReadData 的输出端连到指示灯——数据读取成功时灯亮;
④ GetValue 的输入是通道号:在输入端口上右键 → 创建 → 常量,把值改成 1(想一想为什么是 1?——因为传感器插在通道 1);
⑤ GetValue 的输出就是测到的数值,把它分别连到温度计、"温度值"显示和波形图表上;
⑥ 函数上还缺的输入/输出端口,在函数上右键 → 创建输入控件/输出控件补齐;
⑦ 把前面板的"采集次数"连到 SetFreqAndCount 的 Freq 端口,"采集间隔"连到 Count 端口。
第 5 步 · 运行与测量
保存程序(.vi 文件),设置好采集次数和采集间隔,点击"运行"。把不同质量的砝码挂在力学传感器的挂钩处,等砝码完全静止后记下程序显示的拉力;然后换下一个砝码(50、150、250、…、950 g 共 10 组,即表 4-1-1),逐个测出对应的拉力并记录。
用 USB 线把数据采集器(EASY SMART)连到电脑,再把传感器接到数据采集器的通道 1 上。打开 LabVIEW 2015(开始 → 所有程序 → National Instruments LabVIEW 2015),选择"新建 VI"。
第 2 步 · 认识两个窗口
打开后会看到两个窗口:前面板是模拟的仪器面板,放按钮、旋钮、图表,是给人操作和看数的地方;程序框图是程序真正的"内部线路",逻辑都画在这里。按 Ctrl+E 可在两个窗口间切换。前面板里点菜单"查看 → 控件选板",里面的按钮、输入框、波形图等可以直接拖到面板上;程序框图里点"查看 → 函数选板",里面是各种功能方块(循环、运算、采集函数等),拖出来连好线就是"编程"。
第 3 步 · 搭前面板(做仪器外壳)
切到前面板,从控件选板拖入这些东西:
① 温度计和数值显示控件(Express 模板 → 数值显示控件),标签改成"温度值"——教材用温度计做示范,测拉力时显示的就是拉力值;
② 圆形指示灯(控件 → 布尔 → 指示灯),标签改成"指示灯";
③ 一个数值输入控件和一个旋钮(控件 → 数值),标签分别改成"采集次数"和"采集间隔";旋钮的刻度范围改成 0~100(在旋钮上右键 → 属性 → 标尺属性页里设置);
④ 波形图表(控件 → 图形),用来看数据曲线。
最后把各控件摆放整齐,保持面板简洁美观。
第 4 步 · 搭程序框图(接内部线路)
切到程序框图(Ctrl+E):
① 从 函数 → 编程 → 结构 里拖一个 While 循环出来,后面采集用的函数都放进循环里;在循环条件的端口上右键 → 创建输入控件,生成"停止"按钮;
② 从 Express → 用户库 → Smart VIs 里把这几个数据采集器驱动函数拖进循环:SetSensorType、Connected、GetSensorID、GetSensorName、SetFreqAndCount、GetRecordCount、GetValue、ReadData;
③ 把 ReadData 的输出端连到指示灯——数据读取成功时灯亮;
④ GetValue 的输入是通道号:在输入端口上右键 → 创建 → 常量,把值改成 1(想一想为什么是 1?——因为传感器插在通道 1);
⑤ GetValue 的输出就是测到的数值,把它分别连到温度计、"温度值"显示和波形图表上;
⑥ 函数上还缺的输入/输出端口,在函数上右键 → 创建输入控件/输出控件补齐;
⑦ 把前面板的"采集次数"连到 SetFreqAndCount 的 Freq 端口,"采集间隔"连到 Count 端口。
第 5 步 · 运行与测量
保存程序(.vi 文件),设置好采集次数和采集间隔,点击"运行"。把不同质量的砝码挂在力学传感器的挂钩处,等砝码完全静止后记下程序显示的拉力;然后换下一个砝码(50、150、250、…、950 g 共 10 组,即表 4-1-1),逐个测出对应的拉力并记录。
注意事项
① 先连好 USB 和传感器,再运行程序;传感器必须接在程序读取的通道上(本程序 GetValue 的通道常量填 1,对应通道 1),接错通道读不到数据。
② 连线的颜色和粗细代表数据类型:橙色细线是浮点数、蓝色细线是整数、粗线是对应类型的数组。类型不匹配会连不上线,接线有问题的地方会出现断开标记,顺着断线找即可。
③ While 循环一定要接好停止条件(创建"停止"按钮),否则程序停不下来,只能强制结束。
④ 采集间隔不要设得太小,否则数据太密、读数乱跳;采集次数要足够覆盖整个测量过程。
⑤ 砝码要等完全静止再读数,晃动着读不准;砝码轻拿轻放,不要超过传感器量程。
⑥ 程序要随时保存;实验报告需要把前面板和程序框图各拍照打印贴在报告纸上,做面板时就把布局排整齐。
② 连线的颜色和粗细代表数据类型:橙色细线是浮点数、蓝色细线是整数、粗线是对应类型的数组。类型不匹配会连不上线,接线有问题的地方会出现断开标记,顺着断线找即可。
③ While 循环一定要接好停止条件(创建"停止"按钮),否则程序停不下来,只能强制结束。
④ 采集间隔不要设得太小,否则数据太密、读数乱跳;采集次数要足够覆盖整个测量过程。
⑤ 砝码要等完全静止再读数,晃动着读不准;砝码轻拿轻放,不要超过传感器量程。
⑥ 程序要随时保存;实验报告需要把前面板和程序框图各拍照打印贴在报告纸上,做面板时就把布局排整齐。
平均值与标准差计算器
数据输入
数据明细
| 序号 | xᵢ | dᵢ = xᵢ − x̄ | dᵢ² |
|---|
输入数据后自动计算。
数据个数 N0
算术平均值 x̄-
展开查看过程
-
样本标准差 S-
展开查看过程
-
A 类不确定度 U_A = S/√N-
展开查看过程
-
B 类不确定度 U_B = Δ仪/√3-
展开查看过程
-
合成不确定度 U_C-
展开查看过程
-
相对不确定度 E_r-
等待输入...
🙏 致谢名单
感谢以下同学为完善本网站做出的贡献: