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共振演示仪实验报告

共振演示仪实验报告
共振演示仪实验报告

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篇一:波尔共振实验报告

实验3波尔共振实验

【实验目的】

1、研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动的幅频特性和相频特性。

2、研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响,观察共振现象。

3、学习用频闪法测定运动物体的某些量,例相位差。

【仪器用具】

ZKY-bg型波尔共振仪

【实验原理】

1、受迫振动:物体在周期外力的持续作用下发生的振动称为受迫振动,这种周期性的外力称为强迫力。

2、受迫振动特点:如果外力是按简谐振动规律变化,那么稳定状态时的受迫振动也是简谐振动,此时,振幅保持恒定,振幅的大小与强迫力的频率和原振动系统无阻尼时的

固有振动频率以及阻尼系数有关。在受迫振动状态下,系统除了受到强迫力的作用外,同时还受到回复力和阻尼力的作用。所以在稳定状态时物体的位移、速度变化与强迫力变化不是同相位的,存在一个相位差。当强迫力频率与系统的固有频率相同时产生共振,此时振幅最大,相位差为90°。

摆轮运动方程为

dt

式中,J为摆轮的转动惯量,-kθ为弹性力矩,m0为强迫力矩的幅值,ω为强迫力的圆频率。

3、本实验研究方法:本实验采用摆轮在弹性力矩作用下自由摆动,在电磁阻尼力矩作用下作受迫振动来研究受迫振动特性,可直观地显示机械振动中的一些物理现象。

【实验步骤】

1、自由振荡—摆轮振幅θ与系统固有周期T。的对应值的测量。

选择自由振荡,用手转动160°左右,使测量状态变为“开”。开始记录数据,振幅的有限数值范围为50°~160°。选中回查,查看所有的数据。回查完毕,按确认键。运用此法可作出θ与T。的对应表,如图表3-1所示。

2、测定阻尼示数β。

选择阻尼振荡,按确认键显示。阻尼分三个挡次,阻尼1最小,根据实验选择阻尼挡。这里选择阻尼1,按确认键

显示。首先将角度盘指针g放在0°位置,用手转动摆轮160°左右,选取θ。在150°左右,按下对应键,将测量关系变

为“开”并记录数据,仪器记录10组数据后自动关闭。实

验数据记录如图表3-2。从液显窗口读出摆轮作阻尼振动时

的振幅数值θ1、θ2、θ3??θn,利用公式求出β值。式中

n为阻尼振动的周期次数,θn为第n次振动时的振幅,T为阻尼振动周期的平均值。此值可以测出10个摆轮振动周期值,然而取其平均值。

3、测定受迫振动的幅度特性和相频特性曲线。

选中强迫振荡,按键确认,选中电动机。按对应键让电动机起动。此时保持周期为1,待摆轮和电动机的周期相同,特别是振幅已稳定,变化不大于1,表明两者已经稳定了,

方可开始测量。实验数据记录如图表3-3。在进行强迫前必

须进行阻尼振荡,否则无法实验。Jd2?2??k??bd??m0cos?tdt 【实验数据处理】

表3-1振幅θ与T0关系

表3-2阻尼档位

2

表3-3幅频特性和相频特性数据记录表阻尼档位2

篇二:磁共振实验报告

代物理实题目学院数理与信息工程学院班级学号姓名

同组实验者指导教师

光磁共振实验报告

【摘要】本次实验在了解如光抽运原理,弛豫过程、塞曼分裂等基本知识点的基础上,合理进行操作,从而观察到光抽运信号,并顺利测量g因子。

【关键词】光磁共振光抽运效应塞曼能级分裂超精细结构

【引言】光磁共振实际上是使原子、分子的光学频率的共振与射频或微波频率的磁共振同时发生的一种双共振现象。这种方法是卡斯特勒在巴黎提出并实现的。由于这种方法最早实现了粒子数反转,成了发明激光器的先导,所以卡斯特勒被人们誉为“激光之父”。光磁共振方法现已发展成为研究原子物理的一种重要的实验方法。它大大地丰富了我们对原子能级精细结构和超精细结构、能级寿命、塞曼分裂和斯塔克分裂、原子磁矩和g因子、原子与原子间以及原子与其它物质间相互作用的了解。利用光磁共振原理可以制成测量微弱磁场的磁强计,也可以制成高稳定度的原子频标。

【正文】

一、基本知识

1、铷原子基态和最低激发态能级结构及塞曼分裂

本实验的研究对象为铷原子,天然铷有两种同位素;

85Rb(占72.15%)和87Rb(占27.85%).选用天然铷作样品,既可避免使用昂贵的单一同位素,又可在一个样品上观察到两种原子的超精细结构塞曼子能级跃迁的磁共振信号.铷原子基态和最低激发态的能级结构如图1所示.在磁场中,铷原子的超精细结构能级产生塞曼分裂.标定这些分裂能级的磁量子数mF=F,F-1,?,-F,因而一个超精细能级分裂为2F+1个塞曼子能级.设原子的总角动量所对应的原子总磁矩为μF,μF与外磁场b0相互作用的能量为e=-μF·b0=gFmFμFb0(1)

这正是超精细塞曼子能级的能量.式中玻尔磁子μb=9.2741×10-24J·T-1,朗德因子gF=gJ[F(F+1)+J(J+1)-I(I+1)]?2F(F+1)(2

图1

其中gJ=1+[J(J+1)-L(L+1)+s(s+1)]?2J(J+1)(3)上面两个式子是由量子理论导出的,把相应的量子数代入很容易求得具体数值.由式(1)可知,相邻塞曼子能级之间的能量差

Δe=gFμbb0(4)

式中Δe

与b0成正比关系,在弱磁场b0=0,则塞曼子能级简并为超精细结构能级.

详解红外热像仪

红外热像仪 由来:1800年英国物理学家F. W. 赫胥尔发现了红外线,红外线是一种电磁波,它在电磁波连续频谱中的位置是处于无线电波与可见光之间的区域。红外线辐射是自然界存在的一种最为广泛的电磁波辐射,它是基于任何物体在常规环境下都会产生自身的分子和原子无规则的运动,并不停地辐射出热红外能量,分子和原子的运动愈剧烈,辐射的能量愈大,反之,辐射的能量愈小。温度在绝对零度以上的物体,都会因自身的分子运动而辐射出红外线。 著名的普朗克定律表明温度、波长和能量之间存在一定的关系,红外总能量随温度的增加而迅速增加;峰值波长随温度的增加向短波移动。根据斯蒂芬·玻耳兹曼定律,当温度变化时,红外总能量与绝对温度的四次方成正比,当温度有较小的变化时,会引起总能量的很大变化。 红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分 布图形反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,这种热像图与物体表面的热分布场相对应。通俗地讲红外热像仪就是将物体发出的不可见红外能量转变为可见的热图像。热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。 红外热像仪最早是因为军事目的而得以开发,近年来迅速向民用工业领域扩展。自二十世纪70年代,欧美一些发达国家先后开始使用红外热像仪在各个领域进行探索。红外热像仪也经过几十年的发展,已经发展成非常轻便的现场测试设备。由于测试往往产生的温度场差异不大和现场环境复杂等因素,好的热像仪必须具备320*240像素、分辨率小于0.1℃、空间分辨率小、具备红外图像和可见光图像合成功能等。由于红外热成像技术能够进行非接触式的、高分辨率的温度成像,能够生成高质量的图像,可提供测量目标的众多信息,弥补了人类肉眼的不足,因此已经在电力系统、土木工程、汽车、冶金、石化、医疗等诸多行业得到广泛应用,未来的发展前景更不可限量。 下面对红外热像仪的具体应用情况向您作一个简单介绍: 输电设备:接头、绝缘子、夹板、跳线、高压线、压接套管、瓷瓶引线……变电系统:互感器、隔离开关、空气断线器、油断路器、少油量断路器、避雷器、电容器、电抗器、变压器、总线、套管、整流器、绝缘子、线夹、阻波器……配电系统:配电盘、开关箱、变压器、断电器、接触器、保险丝、电缆……发电厂:发电机碳刷绕组装备、发电机、变压器、油枕、发电机馈电线、电压调节器、发电机马达控制中心电盘、UPS……建设系统:检查外墙空鼓、剥落、屋面渗漏、管道、热桥、建筑节能研究、竣工验收等;公路桥梁:可用于快速扫描公路裂纹、桥梁开裂、渗漏检查、沥青摊铺等;冶金系统:用于大型高炉料面测定、热风炉的破损诊断和检修等;高炉、钢材成型加工和热处理:焊接、铸件、模具、炼钢炉、转炉、鱼雷车、炉壁、金属热处里(退火、回火、淬火)、冷/热轧钢板、钢卷线材等温度量测监控……石化系

波尔共振实验报告

波尔共振 振动是一种常见的物理现象,而共振是特殊的振动,为了趋利避害在工程技术和科学研究领域中对其给予了足够的重视。 目前,电力传输采用的是高压输电法。而据报载,2007年6月美国麻省理工学院的物理学家索尔加斯克领导的一个小组,成功地利用无线输电技术,点亮了距离电源2米远的灯泡!无线输电法原理的核心就是共振。人们期待着能在更远的距离实现无线输电,那时生产和生活将会发生一场重大变革。 【目的与要求】 1. 观察测量自由振动中振幅与周期的关系。 2. 研究阻尼振动并测量阻尼系数。 3. 观察共振现象及其特征;研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响及其辐频特性和相频特 性。 4. 学习用频闪法测定动态物理量----相位差。 【实验原理】 物体在周期性外力(即强迫力)的作用下发生的振动称为受迫振动。若外力是按简谐振动规律变化,则稳定状态时的振动也是简谐振动,此时,振幅保持恒定,振幅的大小与强迫力的频率和原振动系统的固有频率以及阻尼系数有关。在受迫振动状态下,系统除了受到强迫力的作用外,同时还受到回复力和阻尼力的作用。所以在稳定状态时物体的位移、速度变化与强迫力变化不是同相位的,存在一个相位差。在无阻尼情况下,当强迫力频率与系统的固有频率相同时产生共振,此时振幅最大,相位差为90°。 当摆轮受到周期性强迫外力矩t M M ωcos 0=的作用,并在有空气阻尼和电磁阻尼的媒质中运动时(阻尼力矩为dt d b θ-),其运动方程为 t M dt d b k dt d J ωθ θθcos 02 2+--= (33-1) 式中,J 为摆轮的转动惯量,-k θ为弹性力矩,M 0为强迫力矩的幅值,ω为强迫力的圆频率。 令 ,2 0J k =ω ,2J b =β J M m 0= 则式(33-1)变为 t m dt d dt d ωθωθβθcos 22022=++ (33-2) 当0cos =t m ω时,式(2)即为阻尼振动方程。 当0=β,即在无阻尼情况时式(33-2)变为简谐振动方程,系统的固有圆频率为ω0。方程(33-2)的通解为 )cos()cos(021?ωθαωθθβ+++=-t t e f t (33-3) 由式(33-3)可见,受迫振动可分成两部分: 第一部分,)cos(1αωθβ+-t e f t 和初始条件有关,经过一定时间后衰减消失。

北京航空航天大学自动化学院导航专业惯性技术实验报告

成绩 陀螺仪理论及应用 实验报告 院(系)名称自动化科学与电气工程学院专业名称自动化 学生学号xxxxxxx 学生姓名xxx 指导教师 2015年6月

实验一陀螺仪基本特性试验 一、实验目的 1.用实验的方法观察并验证陀螺仪的基本特性——定轴性,进动性和陀螺力矩效应。 2.学习使用陀螺实验用主要设备——转台。 3.利用线性回归方法进行数据处理。 二、实验设备 1.TZS-74陀螺仪表综合试验转台。 2.双自由度陀螺仪。 3.砝码。 4.实验用电源:交流220V,50~(转台用)36V,400~三相电源。 三、实验内容和步骤 (一)定轴性实验 1.陀螺马达不转时,开动转台,观察陀螺仪是否有定轴性。 2.接通电源,几下陀螺转子的转速方向,开动转台观察转子转动时陀螺仪的定轴性。 (二)进动性实验 1.外加力矩,观察进动现象。根据进动规律判断角动量H的方向,并和上面记下的 转速方向做一比较。 2.测量进动角速度和外加力矩的关系: (1)在加力杆的前后标尺上分别加不同重量的砝码,记录进动的角度与实践,列 表并计算出对应于每一外加力矩的进动角速度值,画出实验曲线。 (2)根据进动规律 x M H ω= (H J =Ω)计算出对应于每一外加力矩的进动角速 度,画出理论曲线。 (3)将实验曲线与理论曲线进行比较并说明产生误差的原因。 (4)用线性回归的方法进行数据处理,并通过求回归系数的方法求出角动量H的值。 3.测量进动角速度和角动量的关系 在同一外力矩作用下,测量陀螺马达在额定转速下和断电一分钟后的进动角速度(断电一分钟后马达转速低于额定转速)。根据实验结果说明进动角速度和角动量的关系。 (三)陀螺力矩实验 1.开动转台,使双自由度陀螺仪基座转动,观察有无陀螺力矩效应,并说明原因。

实验报告

用波耳共振仪研究受迫振动 振动是物体运动的一种普遍现象。比较生动与直观的机械振动在科研与生活中随处可见。而广义地说物质或物理量在某一数值附近作周期性的变化,都叫做振动。所以活塞的往复机械运动是振动,电磁学领域中空间电场的电场强度随时间作周期性的变化是振动,微观领域中微观物质的原子运动也是振动.研究振动与受迫振动所导致的共振现象是重要的工程物理现象。在机械制造和建筑工程等科技领域中振动与共振现象既有破坏作用,也有许多实用价值。众多电声器件,是运用共振原理设计制作的。利用核磁共振和顺磁共振研究物质结构是在微观科学领域研究振动的重要手段。而大桥由于共振遭至倒塌是世人尽知的。所以,研究振动与受迫振动是一个很有意义的物理实验项目。 表征受迫振动性质的是受迫振动的振幅-频率特性和相位-频率特性(简称幅频和相频特性)。本实验中,采用波耳共振仪定量测定机械受迫振动的幅频特性和相频特性,并利用频闪方法来测定动态的物理量——相位差。数据处理与误差分析方面内容也较丰富。 [实验目的] 1、 研究波尔共振仪中摆轮受迫振动的幅频特性和相频特性。 2、 研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响,观察共振现象。 3、 学习用频闪法测定运动物体的某些量。 [实验原理] 物体在周期外力的持续作用下发生的振动称为受迫振动,这种周期性的外力称为强迫力。如果外力是按简谐振动规律变化,那么稳定状态时的受迫振动也是简谐振动,其振动频率与外力频率相同。此时,振幅保持恒定,振幅的大小与强迫力的频率,原振动系统无阻尼时的固有振动频率,以及阻尼系数有关。在受迫振动状态下,系统除了受到强迫力的作用外,同时还受到回复力和阻尼力的作用。所以在稳定状态时物体的位移、速度变化与强迫力变化不是同相位的,存在一个相位差。(当强迫力频率与系统的固有频率相同时产生共振,此时振幅最大,相位差为90°。) 采用波耳共振仪研究与测量自由振动、阻尼振动、受迫振动等的基本物理特性,是十分直观与全面的。 A B H C E F D G 机械振动仪 电器控制仪 I 图1 波耳共振仪

导航原理实验报告

导航原理实验报告 院系: 班级: 学号: 姓名: 成绩: 指导教师签字: 批改日期:年月日 哈尔滨工业大学航天学院 控制科学实验室

实验1 二自由度陀螺仪基本特性验证实验 一、实验目的 1.了解机械陀螺仪的结构特点; 2.对比验证没有通电和通电后的二自由度陀螺仪基本特性表观; 3.深化课堂讲授的有关二自由度陀螺仪基本特性的内容。 二、思考与分析 1. 定轴性 (1) 设陀螺仪的动量矩为H ,作用在陀螺仪上的干扰力矩为M d ,陀螺仪漂移角 速度为ωd ,写出关系式说明动量矩H 越大,陀螺漂移越小,陀螺仪的定轴性(即稳定性)越高. 答案: d d H M ω=? /sin d d H M θω = 干扰力矩M d 一定时,动量矩H 越大,陀螺仪漂移角速度为ωd 越小,陀螺漂移越小, 陀螺仪的定轴性(即稳定性)越高. (2) 在陀螺仪原理及其机电结构方而简要蜕明如何提高H 的量值? 答案:H J =Ω 由公式2A J dm r = ???可知 提高H 的量值有四种途径: 1. 陀螺转子采用密度大的材料,其质量提高了,转动惯量也就提高了。 2. 改变质量分布特性。在质量相同的情况下,若质量分布的半径距质 心越远,H 越大。因此将陀螺转子的有效质量外移,如动力谐陀螺将转子设计成环状。即在陀螺电机定子环中,可做成质量集中分布在环外边缘的环形结构,切边缘部分材质密度大,可提高转动惯量。 3. 增大r,可有效提高转动惯量。 4. 另外可通过采用外转子电机来改变电机质量分布,增大r 。改变电机定转子结构:采用外转子,内定子结构的转子电机。

4. 增加陀螺转子的旋转速度。 2/602(1)/n s f p ωππ==- ,60(1)/n f s p =- 提高电压周波频率 f ↑——〉n ↑——H ↑ f=400Hz 适当减少极对数 ,如取p=1 适当减少转差率s ,可通过减少转子支承轴承摩擦来实现 2.进动性 (1) 在外框架施加一沿x 轴正方向作用力矩时,画出动量矩H 的进动方 向及矢量M ,ω,H 的关系坐标图。(设定H 沿Z 轴正方向)并在坐标中标出陀螺仪自转轴的旋转方向n 。 b) 在内框架施加一沿Y 轴正方向作用力矩时,画出动量矩H 的进动方向及 矢量M ,ω,H 的关系坐标图。(设定H 沿Z 轴正方向)并在坐标中标出陀螺仪自转轴的旋转方向n 。

红外热像仪的技术规范书 detu

红外热像仪技术规范书 芜湖发电有限责任公司 2013年3月

目录 1.总则 2.技术标准 3.技术要求 4.供货范围 5.技术资料和交付进度 6.包装与验收 7. 出厂试验 8. 售后服务

1. 总则 1.1 本技术规范书适用于芜湖发电有限责任公司红外热像仪的技术和有关方面的要求,其中包括技术指标、性能、现场调试、使用要求,还包括资料交付、技术文件及技术服务要求等。 1.2 本技术规范书提出的是最低限度的技术要求,并未对一切技术细节作出规定,也未充分引述有关标准和规范的条文,卖方保证提供符合本技术规范书和工业标准的优质产品。 1.3 如卖方未以书面形式对本技术技术规范书的条文明确提出异议,那么卖方提供的产品应完全满足本技术规范书的要求。 1.4卖方提供的产品应完全符合买方书面方式提供的有关各供货设备的技术条文。 1.5 在合同签订后,买方有权提出因标准、规程和规范发生变化而产生的修订要求,具体事宜由买、卖双方协商确定。本技术规范书所使用的标准如与卖方所执行的标准规范发生矛盾时,必须按较高标准执行,同时所执行任何标准均不得低于“中华人民共和国国家标准”。 1.6 本技术规范书将作为订货合同的附件,与合同具有同等的法律效力。本规范未尽事宜,由合同签约双方在合同谈判时协商确定。 1.7卖方的责任 1.7.1卖方应严格按照买方提供的技术资料进行生产,严格执行买方所提的技术资料中的制造规范和检验标准。 1.7.2卖方负责履行设备制造和交货进度。 1.7.3卖方和买方执行标准不一致时,按较高标准执行。 1.7.4卖方在设备制造过程中发生的侵犯专利权的行为,其侵权责任与买方无关,应由卖方承担相应的责任,并不得影响买方的利益。 2. 技术标准 DL/T664 带电设备红外诊断应用规范 GB 191 包装储运图示标志 EQV ISO 780:1997 GB/T 6587.2 电子测量仪器温度试验

惯导实验报告——帅哥队

惯性导航实验报告 ——陀螺运动特性的研究 实验小组:111711班第四小组 学号:11171016-11171020 依次对应学号:王瑞捷廖旭博周林高硕赵大年指导老师:

惯导实验——陀螺特性的研究 一、实验目的 1、通过四个不同的小实验了解陀螺仪的运动特性 2、了解什么是陀螺的进动性 3、了解什么是陀螺的定轴性 4、了解什么是陀螺的陀螺力矩 二、实验内容 1、实验一 将高速旋转的陀螺转子放在插座上,观察并记录现象和分析原因。 2、实验二 将高速旋转的陀螺转子竖放在转盘上,观察并记录现象和分析原因。 3、实验三 将高速旋转的陀螺转子放在倾斜导轨上使之下滑,观察并记录现象和分析原因。 4、实验四 将高速旋转的陀螺系统放在插座上,分开内外轨使之相互垂直,再分别转动内外轨,观察并记录现象和分析原因。 三、实验记录及原理说明 实验一 1、看到的现象,体现了什么特性? 现象:可以看见陀螺转子呈锥形左右缓慢转动。 特性:体现了陀螺的进动性。 2、陀螺转速降低后,观察到的现象及原因? 现象:当陀螺的转速逐渐减慢时,锥形的角度开始变大,且其进动角速度变大。 原因:由于陀螺受到摩擦力的作用,其转速会逐渐降低,即陀螺的角动量H变小,而外力矩不变。由M=ω×H······M=ω*H*sin 可知,此时陀螺的进动角速度ω会变大,锥形角度也变大。 3、手提陀螺转子的感受及原因分析? 感受:当我们想把高速旋转的陀螺放到转动插座上时,手明显能感受到陀螺的“力”反作用于我们的手。 原因:这是因为高速旋转的陀螺在受到外力矩的时候,陀螺进动,此时陀螺存在一个反作用力矩(即陀螺力矩),其大小与外力矩相等,方向与之相反,并作用于给陀螺仪施加外力矩的物体上,即我们的手。 实验二 1、转盘与转子的转动方向是否一致?原因? 答:可以看见陀螺转子与转盘一起转动,方向一致。 原因:转盘与转子转动方向一致表现了高速旋转的陀螺有很好的定轴性。另外,在第一段实验中我们说明了陀螺具有陀螺力矩,本实验中竖直放在转盘上的转子与转盘之间存在微小摩擦力,转盘对转子有一个摩擦力矩,因此转子对转盘有一个大小相等方向相反的陀螺力矩。在这个力矩作用下,转盘随着转子有相同的转动方向。(以上是对书本学习后的想法,网上

红外热成像仪使用规程学习资料

红外热成像仪使用规程 一、目的 为有效利用红外热成像仪进行日常检查和测试工作,及时发现、解决电气设备及线路隐患,确保电气设备及线路正常运行,制定本规程。 二、检查内容 1、日常及开业前检查内容: 对持有物业及销售物业公共区域的下述内容进行温度测 试。 1)变配电室:变压器、配电柜、接线端子、母线、电 线电缆; 2)设备机房:风机房、水泵房、电梯机房、空调机房、 锅炉房、发电机房、洗衣房等所有用电设备配电箱 /柜、接线端子及电线电缆; 3)楼层电井、配电间:配电箱/柜、接线端子、电缆 电线、母线; 4)正在使用的电源插座; 2、大型活动前检查内容 以《集团安全管理制度》中规定的大型活动范围为标准, 在活动开始前一天,对临时的用电设备及相关配电系统进 行温度测试。 1)现场使用的所有电气设备电线电缆; 2)现场配电箱/柜、接线端子; 3)变配电室:临时用电回路配电柜、接线端子、母线、 电缆。

三、检查测试频次 1、日常检查:持有物业为每季度不少于1次(不包括酒店), 其他为每半年不少于1次,酒店为每半年不少于1次; 2、开业前检查:1次; 3、大型活动前检查:1次。 四、组织实施 1、万达广场商管公司负责所管区域的电气设备检查测试。百 货、影城、大歌星等万达品牌主力店内,商管公司所管的 电气设备由商管公司进行检查,主力店配合,其他电气设 备由各万达品牌主力店自行检查,商管公司进行监管。 2、销售物业电气设备检查由相应的物业公司自行组织完成; 3、文化集团各地管理公司所管物业参照万达广场执行; 4、持有物业开业前检查按照集团《安全管理制度》执行; 5、各公司须确定专人组成检查测试小组,测试小组由仪器操 作员、数据记录员组成。检查测试小组根据测试计划进行 测试,对测试结果进行分析评价,并出具测试报告。 1)仪器操作员 负责红外热成像仪器操作,测试时保持安全距离, 确定测试点位,读取测试数据,并将测试数据进行 保存。 2)数据记录员 负责填写现场测试记录表(附件1),同时负责对测 试人员安全状况进行监护,确保检查测试小组人员 安全。 五、检查测试工作流程

波尔共振

实验十六 玻尔共振 振动是物理学中一种重要的运动,是自然界最普遍的运动形式之一。振动可分为自由振动(无阻尼振动)、阻尼振动和受迫振动。振动中物理量随时间做周期性变化,在工程技术中,最多的是阻尼振动和受迫振动,及由受迫振动所导致的共振现象。共振现象一方面对建筑物有破坏作用,另一方面却有许多实用价值能为我们所用。如利用共振原理设计制作的电声器件,利用核磁共振和顺磁共振研究物质的结构等。本实验用波耳共振仪研究阻尼振动和受迫振动的特性。 [实验目的] 1.观察阻尼振动,研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动的幅频特性和相频特性。 2.观察共振现象,研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响。 3.学习闪频法测定运动物体的定态物理量——相位差。 [实验原理] 当一个物体在持续的周期性外力作用下发生振动时,称为受迫振动,周期性外力称为强迫力。若周期性外力按简谐振动规律变化的,则这种受迫振动也是简谐振动。在稳定状态,振幅恒定不变,振幅大小与强迫力的频率、振动系统的固有振动频率及阻尼系数有关。振动系统同时受到阻尼力和强迫力作用,作受迫振动。在稳定状态时物体的位移、速度变化与强迫力变化相位不同,有一个相位差。当强迫力频率与振动系统固有频率相同时会产生共振,此时相位差90o,振幅最大。 波尔共振仪的摆轮在弹性力矩作用下作自由摆动,在电磁阻尼力矩作用下产生阻尼振动。通过观察周期性强迫力阻尼振动,可以研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动幅频特性和相频特性,以及不同阻尼力矩对受迫振动的影响。 设周期性强迫力矩:t M ωcos 0;电磁和空气阻尼力矩:dt d b θ-;振动系统的弹性力矩:θk -。 则摆轮的运动方程为: t M dt d k dt d J o ωθθθcos b 22+--= (16 -1) 式中J 为摆轮的转动惯量,令J M m J b J k o ===,2,20βω,o ω、β和m 分别称固有频率、阻尼系数和强迫力矩。则式(15-1)变为 t m dt d dt d o ωθωθβθcos 2222=++ (16-2) 此式称为阻尼振动方程,其解为:

三维轨迹仪的介绍及实验

三维轨迹仪的实验报告 实验目的:1确定光纤陀螺仪的工作原理; 2熟悉掌握三维轨迹仪实验的操作步骤; 3练习数据处理软件的应用; 4学会绘制三维轨迹图. 实验仪器:光纤陀螺仪,绳子,管道,计算机,数据处理软件,秒表 实验: 一光纤陀螺仪简介 按照最初的定义, 陀螺仪是一个高速旋转的质量。按照牛顿定律, 只要没有外力矩作用于这惯性质量上, 它的角动量矩在惯性空间是恒定的, 因此, 陀螺仪通过自身的惯性能有效地保持初始的姿态,这样在不需要借助外部参照物的情况下均可以测量飞行器的实际角位置和角速率。这种自主式测量角度和角速率就形成了今天的陀螺仪定义的基础。陀螺仪可以如此定义—它是一种这样的装置, 即使采用与角动量守恒定律完全不同的物理原理, 也能自主地测量出相对惯性空间的旋转运动。由于陀螺仪的自动测量和对外界干扰的不敏感性, 不管它是在飞行控制中, 还是在导航中都是极为重要的技术问题.

光纤陀螺仪(FOG)是一种基于Sagnac 效应实现载体相对于惯性空间角速度测量光纤传感器件。最早由美国学者V.Vali 和R.W.Shorthill 于1976 年提出,近几十年来,随着光纤通信技术和光纤传感技术的迅猛发展,光纤陀螺技术得到了快速进步,已成为惯性技术研究领域的主流陀螺,在军事、航海、空间技术和民用等领域都有较高的应用价值。与传统陀螺仪相比,光纤陀螺仪具有许多优点: 无旋转部件, 耐冲击, 使用寿命长; 结构简单, 重量轻, 外形尺寸小; 消耗功率小; 动态量程大等。因此, 它可以应用于更广阔的领域。 二分类与原理 光纤陀螺仪按照不同的分类标准,有不同的分类结果。按结构可分为单轴和多轴光纤陀螺,光纤陀螺的多轴化正是其发展方向之一。按其回路类型可分为开环光纤陀螺和闭环光纤陀螺两类,开环光纤陀螺不带反馈,直接检测光输出,省去许多复杂的光学和电路结构,具有 结构简单、价格便宜、可靠性高、消耗功率低等优点,缺点是靠增加单模光纤的长度来提高陀螺的灵敏度,输入-输出线性度差、动态范围小,主要用作角度传感器。闭环光纤陀螺包含闭环环节,大大降低光源漂移的影响,扩大了光纤陀螺的动态范围,对光源强度变化和元件增益变化不敏感,陀螺漂移非常小,输出线性度和稳定性只与相位变换器有关,主要应用于中等精度的惯导系统,对光纤陀螺的小型化和稳定性有重要作用,是高精度光纤陀螺研究的主要趋势。 根据陀螺仪的使用情况, 以各种不同的精度要求给陀螺仪装置定等级(陀螺仪的精度可以通过陀螺仪轴相对于初始方向的漂移误差

红外热成像仪的介绍及工作原理

1.红外热成像技术 红外成像技术作为一门新技术,在电力设备运行状态检测中有着无比的优越性。红外成像是以设备的热状态分布为依据对设备运行状态良好与否进行诊断,它具有不停运、不接触、远距离、快速、直观地对设备的热状态进行成像。由于设备的热像图是设备运行状态下热状态及其温度分布的真实描写,而电力设备在运行状态下的热分布正常与否是判断设备状态良好与否的一个重要特征。因此采用红外成像技术可以通过对设备热像图的分析来诊断设备的状态及其隐患缺陷。 2.什么是红外热像图 一般我们人眼能够感受到的可见光波长为:0.38—0.78微米。通常我们将比0.78微米长的电磁波,称为红外线。自然界中,一切物体都会辐射红外线,因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差,可以得到不同的红外图像,称为热图像。 同一目标的热图像和可见光图像是不同,它不是人眼所能看到的可见光图像,而是目标表面温度分布图像,或者说,红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布,变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。 3.红外热像仪的原理 热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,热图像的上面的不同颜色代表被测物体的不同温度。红外热像仪的非接触式测温方式,能够在不影响轧辊工作的同时测量其实时温度,并随时采取降温措施。

红外热像仪的原理 4.红外热成像的特点 自然界所有温度在绝对零度(-273℃)以上的物体,都会发出红外线,红外线(或称热辐射)是自然界中存在最为广泛的辐射。大气、烟云等吸收可见光和近红外线,但是对3~5微米和8~14微米的红外线却是透明的。因此,这两个波段被称为红外线的“大气窗口”。我们利用这两个窗口,可以在完全无光的夜晚,或是在烟云密布的恶劣环境,能够清晰地观察到前方的情况。 5.在线式红外热像仪 采用红外热成像技术,探测目标物体的红外辐射,并通过光电转换、信号处理等手段,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备,我们称为红外热像仪。

同济汽车操纵稳定性实验报告新

《汽车平顺性和操作稳定性》实验报告 学院(系)汽车学院 专业车辆工程(汽车) 学生姓名同小车学号 000001 同济大学汽车学院实验室 2014年11月 1.转向轻便性实验

实验目的 驾驶员通过操纵方向盘来控制汽车的行驶方向,操纵方向盘过重,会增加驾驶员的劳动强度,驾驶员容易疲劳;操纵方向盘过轻,驾驶员会失去路感,难以控制汽车的形式方向。操纵方向盘的轻重,是评价汽车操纵稳定性的基本条件之一。转向轻便性实验的目的在于通过测量驾驶员操纵方向盘力的大小,与其他实验仪器评价汽车操纵稳定性的好处。 实验仪器设备 实验条件 试验车:依维柯 实验场地与环境 于圆形试车场,实验时按照桩桶圈出的双扭线,以10Km/h的车速行驶。双扭线的极坐标方程见下,形状如下图 实验当天天气晴好,无风,气温20度 在ψ=0时,双扭线顶点处的曲率半径最小,相应数值为Rmin=1/3d,双扭线的最小曲率半径应按照实验汽车的最小转弯半径乘以1,1倍,并圆整到比此乘积大的一个整数来确定。 试验中记录转向盘转交及转向盘转矩,并按双扭线路经过每一周整理出转向盘转矩转向盘转矩曲线。通常以转向盘最大转矩,转向盘最大作用力以及转向盘作用功等来评价转向轻便性。 转向轻便型实验数据记录

方向盘转角-转矩曲线 2. 蛇形试验 实验目的 本项试验是包括车辆-驾驶员-环境在内的闭路试验的一种,用来综合评价汽车行驶的稳定性及乘坐的舒适性,与其他操纵试验项目一起,共同评价汽车的操纵稳定性。也可以用来考核汽车在接近侧滑或侧翻工况下的操纵性能,在若干汽车操纵稳定性对比试验时,作为主观评价的一种感性试验。 实验原理 将试验车辆以不同车速行驶于规定的蛇形试验中,通过实验仪器可以得到行驶时的车速,方向盘转角,横摆角速度,车身侧倾角。 试验方法遵照GB/T 6323.1-94汽车操纵稳定性试验方法 蛇形试验

红外热成像

红外热成像 任何有温度的物体都会发出红外线,热像仪就是接收物体发出的红外线,通过有颜色的图片来显示被测量物表面的温度分布,根据温度的微小差异来找出温度的异常点,从而起到与维护的作用。一般也称作红外热像仪。 一. 红外热成像原理 波长为2.0~1000μm的部分称为热红外线。我们周围的物体只有当它们的温度高达1000℃以上时,才能够发出可见光。相比之下,我们周围所有温度在绝对零度(-273℃)以上的物体,都会不停地发出热红外线。所以,热红外线(或称热辐射)是自然界中存在最为广泛的辐射。热辐射除存在的普遍性之外,还有另外两个重要的特性。 1.大气、烟云等吸收可见光和近红外线,但是对3~5μm和8~14μm的热红外线却是透明的。因此,这两个波段被称为热红外线的“大气窗口”。利用这两个窗口,可以使人们在完全无光的夜晚,或是在烟云密布的战场,清晰地观察到前方的情况。正是由于这个特点,热红外成像技术军事上提供了先进的夜视装备并为飞机、舰艇和坦克装上了全天候前视系统。这些系统在海湾战争中发挥了非常重要的作用。 2.物体的热辐射能量的大小,直接和物体表面的温度相关。热辐射的这个特点使人们可以利用它来对物体进行无接触温度测量和热状态分析,从而为工业生产,节约能源,保护环境等等方面提供了一个重要的检测手段和诊断工具。 现代的热成像装置工作在中红外区域(波长3~5μm)或远红外区域(波长8~12μm)。通过探测物体发出的红外辐射,热成像仪产生一个实时的图像,从而提供一种景物的热图像。并将不可见的辐射图像转变为人眼可见的、清晰的图像。热成像仪非常灵敏,能探测到小于0.1℃的温差。 工作时,热成像仪利用光学器件将场景中的物体发出的红外能量聚焦在红外探测器上,然后来自与每个探测器元件的红外数据转换成标准的视频格式,可以在标准的视频监视器上显示出来,或记录在录像带上。由于热成像系统探测的是热而不是光,所以可全天候使用;又因为它完全是被动式的装置,没有光辐射或射频能量,所以不会暴露使用者的位置。 红外探测器分为两类:光子探测器和热探测器。光子探测器在吸收红外能量后,直接产生电效应;热探测器在吸收红外能量后,产生温度变化,从而产生电效应。温度变化引起的电效应与材料特性有关。 光子探测器非常灵敏,其灵敏度依赖于本身温度。要保持高灵敏度,就必须将光子探测器冷却至较低的温度。通常采用的冷却剂为斯太林(Stirling)或液氮。 热探测器一般没有光子探测器那么高的灵敏度但在室温下也有足够好的性能,因此不需要低温冷却。 二. 红外与热成像什么关系 红外热像仪是通过非接触探测红外热量,并将其转换生成热图像和温度值,进而显示在显示器上,并可以对温度值进行计算的一种检测设备。红外热像仪能够将探测到的热量精确量化,能够对发热的故障区域进行准确识别和严格分析。照相机成像得到照片,电视摄像机成像得到电视图像,都是可见光成像。自然界中,一切物体都可以辐射红外线,因此利用探测仪测定目标的本身和背景之间的红外线差并可以得到不同的红外图像,热红外线形成的图像称为热图。

导航技术基础实验报告汇总

《导航技术基础》实验报告 学号: 姓名: 南京理工大学自动化学院

目录 实验一全球定位系统(GPS)实验 (2) 实验二陀螺仪原理实验 (4) 实验三 HMR3300传感器实验........................... (7) 实验四C100航向传感器实验... ... ... . (9)

实验一全球定位系统(GPS)实验 一. 实验目的 1、熟悉GPS的结构和工作原理; 2、熟悉GPS信号串口传输技术; 3、掌握GRMIN公司GPS25LP OEM板实验系统。 二. 设备清单 (1) GPS25LP OEM板1套 (2) 开关电源 1个 (3) 五金工具 1套 (4) 万用表 1只 (5) 《GRMIN公司GPS25LP OEM板技术资料》 1本 *上课期间,实验设备由组长保管,上课期间遗失或损坏的器件须按原价赔偿。 三、课堂要求 (1) 课前认真预习,精心准备; (2) 在不损坏器件或愿意赔偿的情况下自由使用器件; (3) 不同小组的器件不要混用; (4) 课后整理桌面; (5) 不在课堂做任何与学习无关的事; (6) 课后认真填写实验报告。 四、注意事项 (1) 轻拿轻放加GPS实验系统,防止摔落地面; (2) 避免直接接触GPS实验系统电路板; (3) 禁止带电插拔; (4) 常见问题的处理,参见技术手册。 五、实验内容与步骤 1、GPS实验系统电路连接 (1) 将GPS天线接入电路板;

(2) 检查电路连接是否正确; (3) 将GPS天线放至窗外; (4) 接通外接开关电源; (5) 记录所在位置的经纬度、高度、星数。 六、实验报告内容 1、记录从GPS接收到数据 2、数据分析 当前时间:3时23分40秒 实验室经度:11851.4462E 实验室纬度:3201.6107N 卫星编号:12 21 31 卫星数量:3 其他信息: GPS状态:正在估算;水平精确度:4.2;海拔高度:87.3米;大地水准面高度:2.3;GPGGA校验和是43; 定位模式:手动自动2D/3D;定位类型:2D定位;HDOP水平精度因子:4.2;VDOP垂直精度因子:4.2;

红外热成像仪的原理介绍

红外热成像仪的原理介绍 红外热成像仪原理红外线是一种电磁波,具有与无线电波和可见光一样的本质。红外线的发现是人类对自然认识的一次飞跃。 利用某种特殊的电子装置将物体表面的温度分布转换成人眼可见的图像,并以不同颜色显示物体表面温度分布的技术称之为红外热成像技术,这种电子装置称为红外热像仪。 红外热成像仪是利用红外探测器、光学成像物镜和光机扫描系统(目前先进的焦平面技术则省去了光机扫描系统)接受被测目标的红外辐射能量分布图形反映到红外探测器的光敏元上,在光学系统和红外探测器之间; 有一个光机扫描机构(焦平面热像仪无此机构)对被测物体的红外热像进行扫描,并聚焦在单元或分光探测器上,由探测器将红外辐射能转换成电信号,经放大处理、转换或标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外热像图。 这种热像图与物体表面的热分布场相对应;实质上是被测目标物体各部分红外辐射的热像分布图由于信号非常弱,与可见光图像相比,缺少层次和立体感; 因此,在实际动作过程中为更有效地判断被测目标的红外热分布场,常采用一些辅助措施来增加仪器的实用功能,如图像亮度、对比度的控制,实标校正,伪色彩描绘等高线和直方进行数学运算、打印等。 热像仪在军事和民用方面都有广泛的应用。 随着热成像技术的成熟以及各种低成本适于民用的热像仪的问世,它在国民经济

各部门发挥的作用也越来越大。 在工业生产中,许多设备常用于高温、高压和高速运转状态,应用红外热成像仪对这些设备进行检测和监控,既能保证设备的安全运转,又能发现异常情况以便及时排除隐患。 同时,利用热像仪还可以进行工业产品质量控制和管理。 此外,红外热像仪在医疗、治安、消防、考古、交通、农业和地质等许多领域均有重要的应用。如建筑物漏热查寻、森林探火、火源寻找、海上救护、矿石断裂判别、发动机检查、侦察以及各种材料及制品的无损检查等。 标签: 红外热成像仪

步态分析实验报告

步态分析方案设计 报告说明:我看了五篇关于步态分析的文献,并对其具体实验方法进行归纳。五篇文献的原文在文件夹中。最后为我的方案设计。 一、A practical gait analysis system using gyroscopes陀螺仪分析步态 本研究是为了调查使用单轴陀螺仪来研制简单便携步态分析系统的可行性。陀螺仪绑在小腿和大腿的皮肤表面,记录小腿和大腿角速度。这两部分的倾斜度和膝关节角度都来自角速度。使用从运动分析系统得到的信号来评估角速度和陀螺仪传来的信号,发现这些信号有不错的相关性。当转身时,腿部倾斜度和角度信号会发生漂移,有两种方法来解决这个问题:(1)自动复位系统,重新初始化每个步态周期的角度;(2)高通滤波。两种方法都能很好的纠正漂移。小腿部的单陀螺仪可以提供以下信息:腿部倾斜度、摆动频率、步数以及步幅和步速的估计。 具体方法: 受试者在步态实验室沿直线行走进行陀螺仪数据收集,陀螺仪用绳子固定在大腿和小腿部,感测轴沿中间-横向方向,以测量矢状平面中的角度。 两个人加入测试,一个是不完整的脊髓损伤,一个没有损伤。一运动分析系统使用各部分解剖学位置的回射标记物来评估腿部的偏移、腿部的角速度和膝角度。实验开始前5s,受试者直立站立以初始化倾斜角度和陀螺仪的偏置,随后,对象以一个自己喜欢的速度沿预定路径行走。进行了三组实验来分析陀螺仪的性能,并计算步幅、步态周期时间和每次行走期间的速度。第一个实验,数据来自两小腿上陀螺仪的信号,并与未损伤者进行比较。后两个实验是陀螺仪的数据与运动分析系统进行比较。第一个实验是比较小腿不同位置的陀螺仪信号,对于同一小腿上的两个点,先站立后倾斜,两个点的角速度、角度应该是相同的,陀螺仪一个放在胫骨关节处,一个放在胫骨靠近踝关节10cm处。第二个实验一个放置在大腿髌骨上方10cm处,一个在胫骨靠近踝关节10cm处,记录的是陀螺仪的角速度。第三个实验,陀螺仪放置于第二个相同,受试者直行4.5m然后转身180°。 二、Acoustic Gaits: Gait Analysis With Footstep Sounds 声步态 我们描述的是声步态——从人正常行走时的脚步声推导人的自然步态特征。我们引入了步态轮廓,这是从通过麦克风收集的脚步声时间信号得到的,可以说明某些时空步态参数,这些参数是通过对声步态轮廓的三个时间信号分析方法提取,三个时间信号分别是平方能量估计、希尔伯特变量和Teager–Kaiser能量。通过对这些参数估计的统计学分析,我们发现从步态轮廓获得的时空参数和步态特征可以连续可靠地评估目前用于标准化步态评估的临床和生物测定步态参数信息。我们的结论是Teager–Kaiser能量可以在不同时间、地点提供最稳定的步态参数估计。相对于目前实验室步态分析中使用的昂贵侵入式系统,如测力台、压力垫、可穿戴传感器,声步态使用便宜的麦克风和计算设备制成了准确非侵入式的步态分析系统,而且实验室的一些系统会改变正在测量的步态参数。

共振演示仪实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除共振演示仪实验报告 篇一:波尔共振实验报告 实验3波尔共振实验 【实验目的】 1、研究波尔共振仪中弹性摆轮受迫振动的幅频特性和相频特性。 2、研究不同阻尼力矩对受迫振动的影响,观察共振现象。 3、学习用频闪法测定运动物体的某些量,例相位差。 【仪器用具】 ZKY-bg型波尔共振仪 【实验原理】 1、受迫振动:物体在周期外力的持续作用下发生的振动称为受迫振动,这种周期性的外力称为强迫力。 2、受迫振动特点:如果外力是按简谐振动规律变化,那么稳定状态时的受迫振动也是简谐振动,此时,振幅保持恒定,振幅的大小与强迫力的频率和原振动系统无阻尼时的

固有振动频率以及阻尼系数有关。在受迫振动状态下,系统除了受到强迫力的作用外,同时还受到回复力和阻尼力的作用。所以在稳定状态时物体的位移、速度变化与强迫力变化不是同相位的,存在一个相位差。当强迫力频率与系统的固有频率相同时产生共振,此时振幅最大,相位差为90°。 摆轮运动方程为 dt 式中,J为摆轮的转动惯量,-kθ为弹性力矩,m0为强迫力矩的幅值,ω为强迫力的圆频率。 3、本实验研究方法:本实验采用摆轮在弹性力矩作用下自由摆动,在电磁阻尼力矩作用下作受迫振动来研究受迫振动特性,可直观地显示机械振动中的一些物理现象。 【实验步骤】 1、自由振荡—摆轮振幅θ与系统固有周期T。的对应值的测量。 选择自由振荡,用手转动160°左右,使测量状态变为“开”。开始记录数据,振幅的有限数值范围为50°~160°。选中回查,查看所有的数据。回查完毕,按确认键。运用此法可作出θ与T。的对应表,如图表3-1所示。 2、测定阻尼示数β。 选择阻尼振荡,按确认键显示。阻尼分三个挡次,阻尼1最小,根据实验选择阻尼挡。这里选择阻尼1,按确认键

红外热像仪帮助玻璃制造工厂精确测量温度

红外热成像技术的应用十分广泛,工业生产、电力、消防、医疗、农业等行业都有红外热像仪的身影。玻璃瓶在生产过程中温度非常高,很多设备都是在高温下工作的,因此对于玻璃生产工厂设备和生产过程中的玻璃温度的检测十分重要,这对于生产出高品质的玻璃有着重要的意义。而红外热成像技术对于非接触式温度检测方面有着非常有效且实用的价值。 一、红外热像仪的工作原理 任何物体只要温度高于绝对零度(-273℃)就会向外发射出红外辐射,物体温度不同,辐射能大小也不相同。红外热像仪是一种能够捕捉到物体表面红外辐射能量,并将其转变为人眼可见的热量分布图像的一种仪器设备。 二、红外热像仪在玻璃制造工厂的应用 凝固的玻璃离开锡浴后,会被送往玻璃退火窑,让其逐渐冷却以除去内应力。冷却速度对于确保玻璃在不会在切割阶段破裂非常重要。因此频繁、精确的温度测量对于此应用至关重要。 因为温度下降的范围较广,在退火窑中进行温度测量会有一定的困难。需要确保在玻璃冷却到环境温度的整个过程中精确测量其温度。严密控制温度可确保完全消除内应力。使用红外热像仪可以获取玻璃离开退火窑时高分辨率的玻璃热图像,有助确保产品质量一致,并及早发现任何工艺问题。同时,进行玻璃的表面测量还有助监测其横向温度分布的均匀性。

1.玻璃瓶罐成型过程中的应用 1)初模 初模温度分布不均匀时,会导致很多瓶身缺陷,如厚薄不均等。若操作工不能及时了解初模的温度,产品的质量会无法提升上去,因此,可以利用红外热像仪检测初模的温度高低,再进行生产调整。 2)芯子 芯子过热或过冷会导致瓶口部裂纹或芯子粘料,在双滴料与三滴料制瓶机上,由于各模腔工况不相同,其芯子冷却风的调整也各不相同。需要利用红外热像仪进行温度测定,再根据工况进行一些微调,以免产生瓶口部裂纹或芯子粘料。 3)闷头 闷头是初型模的模底,它接触玻璃料时间很短,不工作时会上升或摆出,散热情况较好,若闷头的温度与初模的温度温差过大,瓶底将会产生闷头印深、闷头印歪斜、瓶底厚薄不均等缺陷。因此需用红外热像仪检测闷头的温度,若与初模温度差别太大,需要进行一定调整。 2.红外热像仪在玻璃生产厂变压器的温度监测应用 变压器等电气设备是和生产紧密相关的设备,一旦发生异常情况,会直接造成工厂生产设备停止运行,甚至会造成灾难性的故障。但是变压器等电气设备在

红外热成像仪基本原理介绍

红外热成像仪基本原理介绍 原理综述:红外热像仪是利用红外探测器、光学成像物镜及光机扫描系统(或者焦平面技术)接受被测目标的红外辐射能量分布图形反应到红外探测器的光敏元件上,在光学系统和红外探测器之间,有一个光机扫描机构对被测物体的红外热像进行扫描,并聚焦在单元或分光探测器上,由探测器将红外辐射能转换成电信号,经放大处理,转换成标准视频信号通过电视屏或监测器显示红外图像。 一、什么是红外 为了搞清楚红外热成像仪是如何成像的,我们有必要首先搞清楚什么是红外。那么什么是红外呢?物理学对红外线的解释是:红外或称红外辐射,由物理学家郝歇尔于1800年首先发现,其本质是波长为0.76um~1000um 的电磁波,波长介于可见光和微波之间,其中波长为0.76~3um 的红外称为近红外,波长为3~40um 称为中红外,波长40~1000微米的称为远红外。 二、为什么能用红外进行成像 在明白了什么是红外之后,我们也许会好奇另一个问题:既然红外是波长介于可见光和微波之间的电磁波,是一种无法用肉眼直视的电磁波,那么我们如何能利用它进行成像呢?这要归因于红外的一个重要的物理性质——热效应。事实上,红外频率比较低,能量不高,所以当红外照射物体时只能穿透原子分子的间隙,而不能穿透到原子、分子内部,由于红外只能穿透到原子、分子的间隙,会使原子、分子的振动加快、间距拉大,即增加热运动能量,从宏观上看,物质在融化,沸腾,气化,但物质的本质并没有发生改变,这就是红外的热效应。 三、如何利用红外热效应成像 既然我们可以利用红外的热效应进行成像,那么从技术上如何实现呢?这需要用到一种重要的红外传感器——热探测器。热探测器分为:温差电偶和温差电堆、测辐射热计、高莱管、热电探测器。这里主要介绍热电探测器。热电探测器是利用居里点以下的热电晶体的自发极化强度与温度有关的原理制成的器件。当热电晶体薄片吸收辐射产生温升时,在薄片极化方向产生电荷变换为:DeltaT 式中DeltaQ 为电荷变化量,pT 为温度T 时的热释电系数,A 为吸收辐射的表面的面积,DeltaT 为晶体的温升值,当用调制的辐射照射时晶体的温度不断变化,电荷也随之变化,从而产生电流,它的数值与调制的辐射量有关。在恒温下,晶体内部的电荷分布被自由电子和表面电荷中和,在两极间测不出电压。当温度迅速变化时,晶体内偶极矩会产生变化,产生瞬态电压,所以热(释)电探测器只能探测调制的辐射或辐射脉冲,它的响应时间快,可达纳(10-9)秒数量级,并能在常温下工作。此外它仅由晶体片镀以电极构成探测元,因此机械强度很高,克服了红外探测器容易损坏的缺点,响应的谱段从γ射线到亚毫米波,是目前发展最快的热探测器。热电探测器所用的材料主要有钛酸钡、硫酸三甘肽(TGS)、掺镧的锆钛酸铅(PLZT)、铌酸锂和铌酸锶钡。 四、如何根据热电信号最终成像 ,T pTA Q ?=?

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