恒温恒湿试验房设备安全性设计的要求和措施大家都知道恒温恒湿试验房设备安全性设计是很重要的。国际电工委员会第12 技术委员会（无线电通信委员会）的第12B 分委员会（安全委员会）制定了“使用电网电源的家用和类似用途的电子和有关设备的安全要求”标准，即IEC65 号标准，对安全要求和试验方法等都做了详细的具体规定。
我国政府对设备的安全性问题也非常重视，制定了相应的标准和签发了多种有关安全性方面的文件。要求设计人员在恒温恒湿试验设备开始设计时就要考虑到设备使用和维修者的安全，设备的设计和结构应在正常使用条件和故障条件下不出现危险。
为此，要特别保证：防止人身被电击；防止人身受过高温度的影响；防止人身受电离辐射的影响；防止人身受爆炸的影响；防止人身受机械不稳定性和运动部件的影响；防止起火。
在进行电路设计和结构设计时，应按下列顺序进行安全性设计：设计使危险最小；使用安全装置；安装警报设备；使用安全操作规程和注意符号。总之，根据设备使用的实际情况在进行安全性设计时必须遵循这样的原则，或者说达到这样的目的：
①恒温恒湿试验箱设备的操作者或维护者对设备很陌生或初次操作、维护仍能保证最大安全；
②设备的操作者或维护者不具备电的基本常识，仍能保证最大安全性；
③恒温恒湿试验设备的操作者或维护者最粗心大意时仍能保证最
大的安全性，不致造成人员伤亡或设备毁坏。
设计师进行设计时，要遵守国际电工委员会及国内的安全性标准，执行各级政府为安全性问题下发的各种文件精神。为了帮助设计师们进行安全性设计，在此推荐一些加强安全性设计的主要措施，供参考。
“整体恒温恒湿实验室”是南京拓展科技有限公司按照标准化的流程、规模化的运作提供的高可用的实验室工程，由恒温恒湿系统、建筑装修系统、动力配电系统、新风系统、及其他辅助配套设施等五大部分组成，包含了实验室工程的全部过程：从前期的规划选址，到后期内部系统的设计施工；从前期整个项目的总体管理，到后期的调试﹑开通；从前期对用户的使用培训，到后期的维护保养等方方面面。从实施角度上，整体恒温恒湿实验室整合了设备供应商、工程承包商及服务提供商的综合能力。 “整体恒温恒湿实验室”的设计施工依据国家相关的标准和规范，强调为用户提供超一流的恒温恒湿检测大气环境，舒适的工作空间、超前的供配电系统、建立一个“绿色、舒适”的实验室工作环境。并使客户的实验室设计具有超前意识和较高的科技含量，考虑到今后增加所需的空间、能源，能够满足今后业务发展的需要。 整体恒温恒湿实验室的主要特色是“ 专家服务”，“专家服务”是指在整体标准的服务之下，其专家级的服务团队为用户提供了高可靠性的服务保障，为用户提供了高可用性的解决方案。 整体恒温恒湿实验室为用户提供了一站式的工程，客户无需为空调、装修、电源等系统细节问题过多考虑，这一切都将统一由作为项目总负责，提供从咨询、规划、创建、实施到服务的全方位、全过程的工程服务，避免了用户在恒温恒湿实验室建设过程中由于多个供应商、服务商相互协调而产生的麻烦。 实验室组成： 整体恒温恒湿实验室解决系统，大体由五个部分构成，这包括恒温恒湿空调系统、建筑装修系统、动力配电系统、新风系统、及其他辅助设备建设。 1. 恒温恒湿空调系统：是项目建设的基本及最终目的。要建设一个合格的恒温恒湿检测环境，就要求有一个优质的恒温恒湿空调系统作为保证。以确保恒温恒湿实验室能够稳定、可靠的运行。保证检测工作的正常、可靠性。 2. 空调新风系统：是为了保证实验室工作人员的身体健康。由于实验室为了保证内部环境温湿度的稳定，要求房间保持密闭并保持正压，为了保证工作人员的身体健康，必须考虑设计实验室新风系统。 3. 建筑装修系统：是整个实验室的基础，它主要起着功能区划分的作用。根据系统的需求和特点，将实验室区域分隔为空调间、缓冲间、恒温恒湿检测区域，此外还包括实验室保温维护结构，装修所需要的铺架空地板、安装微孔回风吊顶等工作，确保实验室具有保温、气密性好、不起尘、消防等标准，能为工作人员提供良好工作条件，又为实验室设备提供维护保障功能。 4. 动力供配电系统：是整体恒温恒湿实验室高可用性的后盾。为了保证实验室检测设备的供电质量，实验室配电必须满足实验室设备用电并且考虑以后设备的增加。并且在用材、施工上要求一级标准。满足实验室检测仪器用电要求。同时在接地防雷系统方面要求满足国家相关规定,保证实验室精密检测设备的用电安全。 其它配套设备系统：根据实验室的具体使用需求,可以选择性的给实验室配备相应的其它辅助设备,如:门禁系统、安防系统、温湿度监控系
大学物理自主设计性实验（FB716-Ⅱ型物理设计性（传感器） 实验装置） 实 验 指 导 书 杭州精科仪器有限公司
目录 第一、产品简介 (02) 第二、实验项目内容 (04) 实验一、应变片性能—单臂电桥 (04) 实验二、应变片：单臂、半桥、全桥比较 (06) 实验三、移相器实验 (08) 实验四、相敏检波器实验 (10) 实验五、应变片—交流全桥实验 (12) 实验六、交流全桥的应用—振幅测量 (14) 实验七、交流全桥的应用—电子秤 (14) 实验八、霍尔式传感的直流激励静态位移特性 (16) 实验九、霍尔式传感的应用——电子秤 (17) 实验十、霍尔片传感的交流激励静态位移特性 (17) 实验十一、霍尔式传感的应用研究—振幅测量 (18) 实验十二、差动变压器（互感式）的性能 (19) 实验十三、差动变压器（互感式）零点残余电压的补偿 (20) 实验十四、差动变压器（互感式）的标定 (21) 实验十五、差动变压器（互感式）的应用研究—振幅测量 (22) 实验十六、差动变压器（互感式）的应用—电子秤 (23) 实验十七、差动螺管式（自感式）传感器的静态位移性能 (24) 实验十八、差动螺管式（自感式）传感器的动态位移性能 (25) 实验十九、磁电式传感器的性能 (26) 实验二十、压电传感器的动态响应实验 (27) 实验二十一、压电传感器引线电容对电压放大器、电荷放大器的影响 (28) 实验二十二、差动面积式电容传感器的静态及动态特性 (29) 实验二十三、扩散硅压阻式压力传感实验 (30) 实验二十四、气敏传感器（MQ3）实验 (32) 实验二十五、湿敏电阻（RH）实验 (34) 实验二十六、热释电人体接近实验 (34) 实验二十七、光电传感器测转速实验 (36) 第三、结构安装图片和说明 (37) 第一、产品简介 一、FB716-II型物理设计性（传感器）实验装置 本实验装置主要由以下所述5个部分组成： 1．传感器实验台部分：装有双平行振动梁（包括应变片上下各2片、梁自由端的磁钢）、
浙江海洋学院 物理创新设计实验报告 实验名称：利用霍尔效应法测量空间的磁场分布指导教师：鲁晓东 专业：数学与数学应用 班级：B10数学 实验者：于祥雨吴联帅 学号：100601108 100601118 实验日期：2011年12月01日
利用霍尔效应法测量空间的磁场分布 实验者：于祥雨 同组实验者：吴联帅 指导老师：鲁晓东 （B10数学 100601108 654495 ;B10数学 100601118 670903） 【摘要】通过霍尔效应法测量霍尔电流和励磁电流的方法，并使用“对称测量法”消除副效应的影响，最终通过多组数据的处理，得出空间磁场分布。 【关键词】霍尔效应；霍尔电流；对称测量法；磁场分布 一、引言 空间磁场实际存在，但是人眼看不到，因此用直接的方法测量是行不通的。本实验正是考虑了这点，通过测量霍尔电流和励磁电流的方式，通过霍尔电流、励磁电流和磁场强度的关系，间接的测出磁场强度。并结合多组数据的处理，最大程度减小误差，使实验更加科学、严谨，从而使得实验方法具有可实施性和借鉴性。 二、设计原理 2．1简介 置于磁场中的载流体，如果电流方向与磁场垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一附加的横向电场，这一现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应。如今霍尔效应不但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且利用该效应制成的霍尔器件已广泛用于非电量的电测量、自动控制和信息处理等方面。在工业生产要求自动自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍尔器件，将有更广泛的应用前景。掌握这一富有实用性的实验，对日后的工作将有益处。 2.2霍尔效应 霍尔效应是磁电效应的一种，当电流垂直于外磁场通过导体时，在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差，这个电势差就被叫做霍尔电势差。 导体中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。 因此，对于一个已知霍尔系数的导体，通过一个已知方向、大小的电流，同时测出该导体两侧的霍尔电势差的方向与大小，就可以得出该导体所处磁场的方向和大小。 2.3实验原理 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场H E 。如图2-1所示的半导体式样，若在X 方向通以电流H I ，在Z 方向加磁场B ，则在Y 方向即试样2-4电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。电场的指向取决于试样的导电类型。对图2-1所示的N 型试样，霍尔电场为Y -方向。显然，霍尔电场H E 是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力H eE 与洛伦兹力evB 相等，样品两侧电荷的积累就达到动态平衡，故： H eE evB = （2.3.1） 其中H E 为霍尔电场，v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。
普通物理实验设计性实验方案 实验题目：简单显微镜的设计 班级：物理学2011级（2）班 学号：2011433175 姓名：唐洁 指导教师：陈广萍 凯里学院物理与电子工程学院2013 年3月
简单显微镜的设计 要求： 1. 了解显微镜的基本光学系统及放大原理，以及视觉放大率等概念； 2. 学会按一定的原理自行组装仪器的技能及调节光路的方法； 3. 学会测量显微镜的视觉放大率； 4. 简单显微镜的放大率为31.8； 5. 物镜与目镜之间的距离为24cm ，即光学间隔为1 6.6cm 。 序 言 显微镜是最常用的助视光学仪器，且常被组合在其他光学仪器中。因此，了解并 掌握它的构造原理和调整方法，了解并掌握其放大率的概念和测量方法，不仅有助于加 深理解透镜的成像规律，也有助于正确使用其他光学仪器。 一、实验原理 （一）、光学仪器的视觉放大率 显微镜被用于观测微小的物体，望远镜被用于观测远处的目标，它们的作用都是 将被观测的物体对人眼的张角（视角）加以放大。显然，同一物体对人眼所张的视角与 物体离人眼的距离有关。在一般照明条件下，正常人的眼睛能分辨在明视距离处相距为 0.05～0.07mm 的两点。此时，这两点对人眼所张的视角约为/1，称为最小分辨角。当 微小物体（或远处物体）对人眼所张视角小于此最小分辨角时，人眼将无法分辨，因而 需借助光学仪器（如放大镜、显微镜、望远镜等）来增大物体对人眼所张的视角。这是 助视光学仪器的基本工作原理，它们的放大能力可用视觉放大率Γ表示，其定义为 w w tan tan / =Γ （1） 式中，w 为明视距离处物体对眼睛所张的视角，/w 为通过光学仪器观察时在明视距离 处的成像对眼睛所张的视角。 （二）、显微镜及其视觉放大率 最简单的显微镜是由两个凸透镜构成的。其中，物镜的焦距很短，目镜的焦距较 长。它的光路如图所示，图中的o L 为物镜（焦点在o F 和/o F ）,其焦距为o f ；e L 为目镜， 其焦距为e f 。将长度为1y 的被观测物AB 放在o L 的焦距外且接近焦点o F 处，物体通过 物镜成一放大的倒立实像//B A (其长度为2y )。此实像在目镜的焦点以内，经过目镜放
恒温恒湿实验建筑的用电负荷分级及供电要求，应根据重要性及中断供电在政治、经济、科学实验工作上所造成的损失或影响程度按现行的《工业与民用供电系统设计规X》的规定执行。恒温恒湿实验室配电设计方案可以咨询博森科技。 恒温恒湿实验室用电负荷具有下列情况之一时，宜采用交流不间断电源系统供电。 1.当采用备用电源自动投入(BZT)或柴油发电机组应急自起动等方式仍不能满足要求时； 2.当采用一般稳压稳频设备仍满足不了对稳压、稳频精度要求时； 3.当实验或设备需要保证顺序断电操作安全停机时； 4.当停电损失大于不间断电源设备购置费用和运行费用的总和时。 5.低压配电系统无特殊要求时，应采用频率50HZ，电压220/380V系统。系统接地型式宜为TN—S或TN—C—S。有特殊要求时，应按实验仪器设备的具体要求确定。 6.供配电系统应预留适当的备用容量及扩展的可能。 7.在同一科学实验建筑(室)内设有两种及以上不同电压或频率的电源供电时，宜分别设置配电保护装置并有明显区分或标志。当由同一配电保护装置供电时，应有良好的隔离。不同电压或频率的线路应分别单独敷设，不得在同一管内敷设。同一设备或实验流水线设备的电力线路和无防干扰要求的控制回路允许同一管内敷设。 8.实验室负荷可由专用变压器供电，也可由共用变压器敷设专用的低压配电线路供电。 冲击性负荷、波动大的负荷、非线性负荷、较大容量的单相负荷和频繁起动的设备等，应由变压器低压母线处用单独馈线回路供电或由单独变压器供电。 9.季节性运行的空气调节、采暖等负荷占较大比重时，变压器容量与台数的确定应考虑变压器的经济运行。
10.通用实验室的用电设备可由固定在实验台或靠近实验台的固定电源插座(插座箱)供电。电源插座回路应设有漏电保护电器。各实验室电源侧应设置独立的保护开关。 11.潮湿、有腐蚀性气体、蒸汽、火灾危险和爆炸危险等场所，应选用具有相应的防护性能的配电设备。 12.实验室供配电线路宜采用铜芯导线(电缆)。 13.高层或线路较多的多层科学实验建筑，垂直线路宜采用管道井敷设。强、弱电管线宜分别设置管道井。当在同一管道井内敷设时，应敷设在管道井内两侧。
1.如图所示是教材上研究电磁感应现象的实验装置，ab 是一段粗铜导线，通过导线连接灵敏电流计的两接线柱上，通过一系列的实验操作，分析总结出了产生感应电流的条件，请你回想你们当时在做这个实验时的情境，并参照下表示例，再写出其中两次实验操作及相应的实验现象： 竖直上下移动ab ，指针不发生偏转；左右移动ab ，指针发生偏转；左右加快移动ab ，指针偏转幅度变大；换用磁性较大的磁铁，以同样速度左右移动ab ，指针偏角更大；ab 不动，左右移动磁铁，指针偏转；ab 移动方向不同，指针偏转方向不同。 2.某同学阻在练习电路连接的实验中，根据如图所示的电路图连接了实物。检查电路连接无误后，闭合开关，观察到灯泡L 1比L 2亮一些。他猜想：灯泡L 1靠近电池的正极，通过的电 流比灯泡L 2中的大一些。请你设计实验，验证这个猜想是错误的。 实验方案： (所需仪器不限)。灯泡L 1比L 2亮的原因是： 。 实验方案：将电流表分别串联在A 、B 、C 三点，闭合开关，测量出A 、B 、C 三点的电流，比较其大小（或：将两只灯泡的位置调换后，闭合开关，观察两只灯泡的亮度是否变化）。 原因：由于串联，通过两只灯泡的电流相等，根据P=I 2R 可知，电阻大的灯泡，实际功率大， 灯泡就亮一些（本题有其它相近表述均可得分）。 3.利用身边的物品、廉价的材料进行物理实验，探究物理规律，是学习物理的好方法。给你一个透明玻璃杯、一支铅笔、足够的水和一张白纸，请你利用这些器材或从中选用部分器材，设计一个小实验来研究（说明）相关的物理问题或现象。 （1）要研究（说明）的物理问题或现象； （2）选用的器材； （3）简述实验过程及现象。 【方案一】 （1）光的折射（2）玻璃杯、铅笔、水（3）玻璃杯内倒入适量水，将铅笔插入水中，从玻璃杯上方看，水中的铅笔向上弯折；从玻璃杯侧面看，水中的铅笔部分发成侧移。 【方案二】 （1）凸透镜（柱镜）成像（2）玻璃杯、铅笔、水（3）玻璃杯内倒入适量水，将铅笔放到玻璃杯后方，
西北工业大学 设计性基础物理实验报告班级：11051401 姓名：日期：2016.05.06 黑盒子实验 一、实验目的 1、学习使用示波器对黑盒子中电学元件进行判别及估算； 2、培养设计检测步骤和综合分析推理的能力。 二、实验仪器（名称、型号及参数） TDS1001B波形输出器示波器电阻箱电容箱导线黑盒子 三、实验原理 黑盒子里的元件可能是干电池、定值电阻、电容器、半导体二极管、电感器等，各元件链接在接线端，元件之间可能是并联、串联。使用如下电路图： 信号发生器输出正弦波信号电压输入；R0取适当值；CH1测量取样电阻箱两端电压；CH2检测信号发生器输出电压；虚线框内的i\j表示黑盒子面板上的接线柱，实验观测中i端对应信号发生器输出正端。 假设信号发生器输出正弦波信号幅度为A0、频率为f，各元件检测判断过程如下： 1.电阻元件 示波器CH1通道显示U R为正弦波，幅度A< A0，若f变化A不变。 2.电容 示波器CH1通道显示U R为正弦波，幅度A< A0，若f变化A也变化，且f和A同变
化。 3.电感 示波器CH1通道显示U R为正弦波，幅度A< A0，若f变化A也变化，且f和A变化不同步。 4.二极管 示波器CH1通道显示U R为半波，并可由脉冲向上还是向下判断二极管的正负极。 5.电池 先用示波器判断有无电池，此时示波器为直流。 四、实验内容与方法 黑盒子1 黑盒子1有四个接线柱，每两个接线柱之间最多连接一个元件，盒内三个元件可能是电池、电阻、电容、电感或半导体二极管。 按一定顺序连接各个接线柱，用示波器测量信号发生器和取样电阻箱两端电压，记录示波器波形；调节信号发生器频率，观察记录A的变化。 黑盒子2 黑盒子2内含有三个电磁学元件，组成三角形连接方式。接线柱1、2之间为X，接线柱2、3之间为Y，接线柱1、3直接为Z。 按照与黑盒子1相同的方法确定各个接线柱之间的电磁学元件，之后测量三个电磁学元件的数值。 将黑盒子内电阻与取样电阻串联可以测得黑盒子内电阻的数值；将黑盒子内电容与取样电容并联可以测得电感、电容的数值。 五、实验数据记录与处理（列表记录数据并写出主要处理过程） 黑盒子1 将测量接线柱1、2，调节示波器测量方式为直流，此时无现象，说明黑盒子内无电池。 调解示波器测量方式为交流，测量接线柱两端：（显示均为正弦波） 1、2 CH2显示在1.68V左右，CH1显示在1.12V左右，高频低频下状态相同。 1、3
——您身边的实验室工程专家 恒温恒湿系统控制 南京拓展科技有限公司是专业从事恒温恒湿、生物安全、理化检测等实验室整体规划设计、安装和运行保障为一体的高科技服务型企业，是实验室综合解决方案的提供者。 建设要求： 1、恒温恒湿室技术要求 a) 符合ISO、GB标准。 b) 根据甲方要求恒温恒湿实验室设置精度 c) 风速0.25m/s。 2、建筑要求 a) 建筑物周围无强磁场、震动、热源、异味、污染等。 b) 建筑物层高应在3.0m以上（梁下净空高度）。 3、恒温室建设要求 a) 送风方式为孔板式，上送风，下回风。 b) 室内净空高度为2.35-2.70m。 c) 无窗，减少门的数量。 d) 新建实验室的恒温室内不设上下水、供暖管线设施。改建实验室的恒温室内上下水、供暖管线设施应按规范作隔热防潮处理。 4、空调机房建设要求 a) 应建在有外墙的位置。 b) 独立供电系统和接地系统。 c) 设有上下水，下水作防异味处理。 5、保温墙面要求 λ=0.021～0.12Kcal/m·H·℃（λ=0.0244～0.1395w/m·k）范围内，吸水率不大于10%，热绝缘性能优，耐水性能好，难燃，绿色环保、尺寸稳定性能好的材料. 6、保温材料导热系数λ=0.0267～0.0289w/m·k，满足要求。
——您身边的实验室工程专家恒温恒湿空调系统的任务，是将室内的温湿度及洁净度控制在一定的波动范围内，以满足工业生产、科学研究等特殊场合对室内环境的要求。近年来，随着我国生产力的发展和科技水平的不断提高，恒温恒湿空调系统的应用场合越来越多，温湿度要求也不断提高。在电子、医药、计量、纺织、光学仪器和农业育种等领域，恒温恒湿空调系统的精度和可靠性直接关系着产品的品质以及实验结果的准确性。在系统的冷热源配置、空气热湿处理、气流组织和系统控制等方面均与舒适性空调系统存在较大差异。结合近年来典型工程实践，讨论恒温恒湿系统设计中需要注意的若干问题。 1. 室内环境参数的确定 恒温恒湿间室内环境参数的确定取决于产品、实验对像或实验设备的要求。不同的精度和可靠性等要求，往往使恒温恒湿系统的复杂性大不相同，也极大地关系到系统的初投资和运行费用。肓目地提高精度要求，往往会导致初投资和运行费用成倍增加；相反，如果精度要求过低，将可能直接导致生产、实验活动的失败。因此，在系统设计之前，需要暖通专业人员与使用方根据生产和实验对像的要求，准确地提出室内环境的要求。 主要包括： 1）控制区域。在某些生产、实验过程中，需要对整个房间的温湿度进行控制。但更多的情况是只须对特定的生产、实验区域进行严格控制。 2）基准温湿度。很多生产、实验要求基准温湿度为固定不变的值，例如很多计量实验要求的基准温度为22 ℃，一些纺织类的生产、实验要求基准相对湿度为65%。还有一些特殊的实验过程和气候室，要求室内的基准温湿度可以根据实验要求在较大范围内进行调整，此时需要确认其变化范围和变化时间。 3）温湿度精度。温湿度精度一般包括2方面的要求，即单一控制点的时间变化率和均匀度。在参数确认阶段，必须明确精度要求的涵义。均匀度要求一般针对温度精度，可以用垂直方向和水平方向的温度梯度要求的方式提出。 4）新风要求。新风要求一般根据室内工作人员数量提出。新风对室内环境扰动极大，因此新风量的确定应该尽可能合理、准确。由于一般恒温恒湿环境所需要的换气次数较多，因此不能采用最小新风比的方法确定。 5）可靠性要求。某些实验周期较长或重要的场合，对恒温恒湿环境的可靠性有明确要求，如要求系统可连续不间断运行若干时间。此时需要在设备的备用方面加以考虑。
重力加速度测量（设计性实验） 【实验目的】 （1）推导单摆测量重力加速度的公式。 （2）掌握单摆测量重力加速度实验的实验设计方法及验证方法。 （3）掌握间接测量量不确定度的计算方法。 （4）了解单摆测量重力加速度实验的主要误差来源。 （5）估算实验仪器的选取参数并设计实验数据记录表格。 【设计实验】 设计性实验的设计过程主要有以下几步： （1）根据待测的物理量确定出实验方法（理论依据），推导出测量的数学公式；判定方法误差给测量结果带来的影响。 （2）根据实验方法及误差设计要求，分析误差来源，确定所需要采用的测量仪器（包括量程、精度等）以及测量环境应达到的要求（如空气、电磁、振动、温度、海拔高度等）。 （3）确定实验步骤、需要测量的物理量、测量的重复次数等。 （4）设计实验数据表格及要计算的物理量。 （5）实验验证。要用测得的实验数据，采用误差理论来验证实验结果。若不符合测量要求，则需对上述步骤中的有关参数做出适当调整并重做实验，据测得的实验数据进行实验验证，以此类推直到符合要求为止。 设计实验的原则应在满足设计要求的前提下，尽可能选用简单、精度低的仪器，并能降低对测量环境的要求，尽量减少实验测量次数。 【设计要求】 （1）测定本地区的重力加速度，要求重力加速度的相对不确度小于0.5%，即 g 0.5u g ≤%。确 定所需仪器的量程和精度，以及测量参数（摆长和摆动次数）。 （2）本实验是测量重力加速度的设计性实验，但考虑到设计难度、仪器资源的限制等因素，规定其实验方法采用单摆法。 （3）可用仪器有：钢卷尺（1 mm/2 m ，表示最小分度值为1 mm ，量程为2 m ，下同）、钢直尺（1 mm/1 m ）、游标卡尺（0.02 mm/20 cm ）、普通直尺（1 mm/20 cm ）、电子秒表（0.01 s ）、单摆实验仪（含摆线、摆球等）。 【实验内容】 （1）原理分析。写出单摆法测量公式完整的推导过程及近似要求，并画出原理图（查阅相关书籍及网站）。 （2）误差分析。分析实验过程中的主要误差来源并估算。 （3）不确定度的推导与计算。 （4）估算实验参数（摆长和摆动次数）。 （5）设计实验步骤与数据表格。 （6）实验与验证。 【设计提示】
大学物理实验设计性实 验 --电位差计测金属丝电 阻率 姓名：马野 班级：土木0944 学号： 0905411418 指导教师：曹艳玲 实验地点：大学物理实验教学中心
【实验目的】 1. 了解电位差计的结构，正确使用电位差计； 2掌握电位差的工作原理—补偿原理。 3能用电位差计校准电表和电阻率的测定。 4学习简单电路的设计方法，培养独立工作的能力。 【实验原理】 利用电位差计，通过补偿原理，来测定未知电阻和已知电阻两端的 电压，利用分压原理，算出未知电阻的阻值，利用螺旋测微器和刻度尺测出电阻丝的长度和横截面积的直径，通过电阻率公式即可计算出电阻率。 补偿原理 在图1的电路中，设E 0是电动势可调的标准电源，Ex 是待测电池的电动势（或待测电压Ux ），它们的正负极相对并接，在回路串联上一只检流计G ，用来检测回路中有无电流通过。设E 0的内阻为r 0；Ex 的内阻为 rx 。根据欧姆定律，回路的总电流为： 电位差原理 如果我们调节E 0使E 0和Ex 相等，由(1)式可知，此时I =0，回路无电流通过，即检流计指针不发生偏转。此时称电路的电位达到补偿。在电位补 R R r r E E I g x x +++-= 00 图1 补偿原理 x
偿的情况下，若已知E 0的大小，就可确定Ex 的大小。这种测定电动势或电压的方法就叫做补偿法。 显然，用补偿法测定Ex ，必须要求E 0可调，而且E 0的最大值E 0max ＞Ex ，此外E 0还要在整个测量过程中保持稳定，又能准确读数。在电位差计中，E 0是用一个稳定性好的电池（E ）加上精密电阻接成的分压器来代替的，如图2所示。 图2中，由电源E 、限流电阻R 1以及均匀电阻丝RAD 构成的回路叫做工作回路。由它提供稳定的工作电流I 0，并在电阻RAD 上产生均匀的电压降。改变B 、C 之间的距离，可以从中引出大小连续变化的电压来，起到了与E 0相似的作用。为了能够准确读出该电压的读数，使用一个标准电池进行校准。换接开关K 倒向“1”端，接入标准电池E S ，由E S 、限流电阻R 2、检流计G 和RBC 构成的回路称为校准回路。把B 、C 固定在适当的位置（如图中的位置），设RBC =R S ，调节R 1（即调节I 0），总可以使校准回路的电流为零，即R S 上的电压降与E S 之间的电位差为零，达到补偿。 图2 电位差计原理图 x
恒温恒湿实验室设计建设方案 恒温恒湿实验室组成： 实验室空调是温湿度控制的心脏，要求精度高，故障率低。所以必须要求空调能调节制冷量，目前市面上有两种方式：变频调节和冷冻水调节方式。 1、变频调节：实际上就是通过改变供电性质而改变压缩机的功率，让压缩机实现低负荷工作或者过负荷工作，同时调节制冷系统的节流量，所以必须添加非常多的繁琐的环节，而且各环节必须完美匹配，否则出现故障。 2、冷冻水调节：采用7℃左右的冷水作为冷源，通过电动阀开大或者关小来控制水流量，从而轻易控制制冷量，而电动阀结构象家用水龙头一样简单，所以故障率几乎为零。但其控是效果不高，每次调整后在一定的时间段内只能达到±5%RH。 3、通风装置：通风方式经历过好几个历史阶，从最初的底出风，到上自然送风，到上散流器送风，到现在最先进的上风管加微孔天花送风，下地板回风方式，整个实验室送风柔和、均匀，温湿度控制非常稳定。 4、进风装置：进风系统的第一作用是为工作人员提供生理新鲜空气，其对实验室温湿度的稳妥定性也功不可没，也是必不可少的设备：为了让实验室不受外界的干扰，必须向实验室提供新风，以保持实验室气压为正，这样外界的空气进入不了实验室，确保实验室长年温湿度稳妥定。 恒温恒湿机选型和设计： 恒温恒湿机组特点： 1.制冷量一般在10HP-200HP之间； 2.配置了电加热和电极式加湿，加热量一般富裕量较大，空调机配置加湿量均偏小，需要重新计算，一般需要加大一个型号或多配置一台； 3.有额定的风量要求； 4. 有额定的冷却水量要求； 5.冷凝器的阻力一般在0.82-3.45mH2O； 6.空调机组尺寸较小； 7.温控范围：18～25，灵敏度：±1；湿控范围：50～70，灵敏度：±5； 8.机外静压一般在100～550之间；
大学物理自主设计性 实验
大学物理自主设计性实验（FB716-Ⅱ型物理设计性（传感 器）实验装置） 实 验 指 导 书 杭州精科仪器有限公司
目录 第一、产品简介 (02) 第二、实验项目内容 (04) 实验一、应变片性能—单臂电桥 (04) 实验二、应变片：单臂、半桥、全桥比较 (06) 实验三、移相器实验 (08) 实验四、相敏检波器实验 (10) 实验五、应变片—交流全桥实验 (12) 实验六、交流全桥的应用—振幅测量 (14) 实验七、交流全桥的应用—电子秤 (14) 实验八、霍尔式传感的直流激励静态位移特性 (16)
实验九、霍尔式传感的应用——电子秤 (17) 实验十、霍尔片传感的交流激励静态位移特性 (17) 实验十一、霍尔式传感的应用研究—振幅测量 (18) 实验十二、差动变压器（互感式）的性能 (19) 实验十三、差动变压器（互感式）零点残余电压的补偿 (20) 实验十四、差动变压器（互感式）的标定 (21) 实验十五、差动变压器（互感式）的应用研究—振幅测量 (22) 实验十六、差动变压器（互感式）的应用—电子秤 (23) 实验十七、差动螺管式（自感式）传感器的静态位移性能 (24) 实验十八、差动螺管式（自感式）传感器的动态位移性能 (25) 实验十九、磁电式传感器的性能 (26)
实验二十、压电传感器的动态响应实验 (27) 实验二十一、压电传感器引线电容对电压放大器、电荷放大器的影响 (28) 实验二十二、差动面积式电容传感器的静态及动态特性 (29) 实验二十三、扩散硅压阻式压力传感实验 (30) 实验二十四、气敏传感器（MQ3）实验 (32) 实验二十五、湿敏电阻（RH）实验 (34) 实验二十六、热释电人体接近实验 (34) 实验二十七、光电传感器测转速实验 (36) 第三、结构安装图片和说明 (37) 第一、产品简介
恒温恒湿实验室配电设计中的用电负荷分级及供电要求，应根据重要性及中断供电在政治、经济、科学实验工作上所造成的损失或影响程度按现行的《工业与民用供电系统设计规范》的规定执行。下面介绍更多关于恒温恒湿实验室配电设计的内容： 恒温恒湿实验室用电负荷具有下列情况之一时，宜采用交流不间断电源系统供电。 1.当采用备用电源自动投入(BZT)或柴油发电机组应急自起动等方式仍不能满足要求时； 2.当采用一般稳压稳频设备仍满足不了对稳压、稳频精度要求时； 3.当实验或设备需要保证顺序断电操作安全停机时； 4.当停电损失大于不间断电源设备购置费用和运行费用的总和时。 5.低压配电系统无特殊要求时，应采用频率50HZ，电压220/380V系统。系统接地型式宜为TN—S或TN—C—S。有特殊要求时，应按实验仪器设备的具体要求确定。 6.供配电系统应预留适当的备用容量及扩展的可能。 7.在同一科学实验建筑(室)内设有两种及以上不同电压或频率的电源供电时，宜分别设置配电保护装置并有明显区分或标志。当由同一配电保护装置供电时，应有良好的隔离。不同电压或频率的线路应分别单独敷设，不得在同一管内敷设。同一设备或实验流水线设备的电力线路和无防干扰要求的控制回路允许同一管内敷设。 8.实验室负荷可由专用变压器供电，也可由共用变压器敷设专用的低压配电线路供电。 冲击性负荷、波动大的负荷、非线性负荷、较大容量的单相负荷和频繁起动的设备等，应由变压器低压母线处用单独馈线回路供电或由单独变压器供电。
9.季节性运行的空气调节、采暖等负荷占较大比重时，变压器容量与台数的确定应考虑变压器的经济运行。 10.通用实验室的用电设备可由固定在实验台或靠近实验台的固定电源插座(插座箱)供电。电源插座回路应设有漏电保护电器。各实验室电源侧应设置独立的保护开关。 11.潮湿、有腐蚀性气体、蒸汽、火灾危险和爆炸危险等场所，应选用具有相应的防护性能的配电设备。 12.实验室供配电线路宜采用铜芯导线(电缆)。 13.高层或线路较多的多层科学实验建筑，垂直线路宜采用管道井敷设。强、弱电管线宜分别设置管道井。当在同一管道井内敷设时，应敷设在管道井内两侧。
评分：大学物理实验设计性实验实验报告 实验题目：弦线振动法测定液体密度 班级： 姓名：学号： 指导教师：
《弦线振动法测定液体密度实验》实验提要 实验课题及任务 《弦线振动法测定液体密度实验》实验课题任务是：研究弦线振动时波长λ的大小与弦线受到的张力T 有关，在其它条件不变的情况，改变弦线受到的张力即可改变波长λ，通过比较同一砝码在空气中与在待测液体中时分别产生的张力不同，而产生不同的波长λ，进一步求出待测液体的密度。 学生根据自己所学的知识，并在图书馆或互联网上查找资料，设计出《物体在液体中的运动研究》的整体方案，内容包括：写出实验原理和理论计算公式，研究测量方法，写出实验内容和步骤，然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，按书写科学论文的要求写出完整的实验报告。 设计要求 ⑴ 通过查找资料，并到实验室了解所用仪器的实物以及阅读仪器使用说明书，了解仪器的使用方法，找出所要测量的物理量，并推导出计算公式，在此基础上写出该实验的实验原理。 ⑵ 选择实验的测量仪器，画出实验装置原理图，设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。 ⑶ 写出浸入待测液体中的物体体积的测量可行方法； ⑷ 用最小二乘法进行线性拟合，计算出待测液体的密度ρ。 ⑸ 分析讨论实验结果。 实验仪器 弦振动实验仪一套、电子天平等主要仪器 实验提示 物体浸没在液体中受到的浮力大小为： V f 液ρ= 弦线在振动时频率ν、波长λ、张力T 及弦线的线密度μ有如下关系： μ νλT 1= 当频率ν与线密度μ一定时，上式左右两边同时取对数，得到下式后还可以进一步简化。
综合设计性物理实验指导书黑龙江大学普通物理实验室
目录绪论 实验1 几何光学设计性实验 实验2 LED特性测量 实验3 超声多普勒效应的研究和应用 实验4 热辐射与红外扫描成像实验 实验5 多方案测量食盐密度 实验6 多种方法测量液体表面张力系数 实验7 用Multisim软件仿真电路 实验8 霍尔效应实验误差来源的分析与消除 实验9 自组惠斯通电桥单检流计条件下自身内阻测定实验10 用迈克尔逊干涉仪测透明介质折射率 实验11 光电效应和普朗克常数的测定液体电导率测量实验12 光电池输出特性研究实验 实验13 非接触法测量液体电导率
绪论 一．综合设计性实验的学习过程 完成一个综合设计性实验要经过以下三个过程： 1．选题及拟定实验方案 实验题目一般是由实验室提供，学生也可以自带题目，学生可根据自己的兴趣爱好自由选择题目。选定实验题目之后，学生首先要了解实验目的、任务及要求，查阅有关文献资料（资料来源主要有教材、学术期刊等），查阅途径有：到图书馆借阅、网络查询等。学生根据相关的文献资料，写出该题目的研究综述，拟定实验方案。在这个阶段，学生应在实验原理、测量方法、测量手段等方面要有所创新；检查实验方案中物理思想是否正确、方案是否合理、是否可行、同时要考虑实验室能否提供实验所需的仪器用具、同时还要考虑实验的安全性等，并与指导教师反复讨论，使其完善。实验方案应包括：实验原理、实验示意图、实验所用的仪器材料、实验操作步骤等。 2．实施实验方案、完成实验 学生根据拟定的实验方案，选择测量仪器、确定测量步骤、选择最佳的测量条件，并在实验过程中不断地完善。在这个阶段，学生要认真分析实验过程中出现的问题，积极解决困难，要于教师、同学进行交流与讨论。在这种学习的过程中，学生要学习用实验解决问题的方法，并且学会合作与交流，对实验或科研的一般过程有一个新的认识；其次要充分调动主动学习的积极性，善于思考问题，培养勤于创新的学习习惯，提高综合运用知识的能力。 3．分析实验结果、总结实验报告 实验结束需要分析总结的内容有：（1）对实验结果进行讨论，进行误差分析；（2）讨论总结实验过程中遇到的问题及解决的办法；（3）写出完整的实验报告（4）总结实验成功与失败的原因，经验教训、心得体会。实验结束后的总结非常重要，是对整个实验的一个重新认识过程，在这个过程中可以锻炼学生分析问题、归纳和总结问题的能力，同时也提高了文字表达能力。 在完成综合性、设计性实验的整个过程中处处渗透着学生是学习的主体，学生是积极主动地探究问题，这是一种利于提高学生解决问题的能力，提高学生的综合素质的教学过程。 在综合设计性实验教学过程中学生与教师是在平等的基础上进行探讨、讨论问题，不要产生对教师的依赖。有些问题对教师是已知的，但对学生是未知的，这时教师应积极诱导学生找到解决问题的方法、鼓励学生克服困难，并在引导的过程中帮助学生建立科学的思维方式和研究问题的方法。有些问题对教师也是一个未知的问题，这时教师应与学生共同思考共同解决问题。 二．实验报告书写要求 实验报告应包括：1实验目的；2实验仪器及用具；3实验原理；4实验步骤；5测量原始数据；6数据处理过程及实验结果；7分析、总结实验结果，讨论总结实验过程中遇到的问题及解决的办法，总结实验成功与失败的原因，经验教训、心得体会。 三．实验成绩评定办法 教师根据学生查阅文献、实验方案设计、实际操作、实验记录、实验报告总结等方面综合评定学生的成绩。 （1）查询资料、拟定实验方案：占成绩的20%。在这方面主要考察学生独立查找资料，并根据实验原理设计一个合理、可行的实验方案。 （2）实施实验方案、完成实验内容：占成绩的30%。考察学生独立动手能力，综合运用知识解决实际问题的能力。 （3）分析结果、总结报告：占成绩的20%。主要考察学生对数据处理方面的知识运用情况，分析问题的能力，语言表达能力。 （4）科学探究、创新意识方面：占成绩的20%。考察学生是否具有创新意识，善于发现问题并能解决问题。 （5）实验态度、合作精神：占成绩的10%。考察学生是否积极主动地做实验，是否具有科学、
恒温恒湿实验室就是采用智能化的控制模式，实现对机组制冷、除湿、加热、加湿等功能，从而达到对室内环境温、湿度的精确控制。主要应用于纺织品检测系统、纸张检测、计量标定、涂料检测、包装检测、精密加工、三坐标检测、科研机构等。 一、恒温恒湿实验室构成 1、实验室装修：要求严格的保温隔湿性能，建议实验室四个立面采用彩钢复合板（为了满足防火要求，一般采用岩棉彩钢板。但是岩棉保温性能差，最好是在岩棉彩钢板外侧再加封一层酚醛铝箔保温板，增加外墙保温性能，能够有效的节能减耗），为了保证密闭性，顶面应采用彩钢板密封，在顶面再加封酚醛铝箔板保温，地面则采用酚醛保温板进行保温隔湿处理；对于透视窗，要求采用双层中空玻璃窗。 2、实验室空调：实验室空调是温湿度控制的心脏，要求精度高，故障率低。所以必须要求空调能调节制冷量，目前有两种方式：一种是变频调节，另一种是冷冻水调节方式。 变频调节：实际上就是通过改变供电性质而改变压缩机的功率，让压缩机实现低负荷工作或者过负荷工作，同时调节制冷系统的节流量，所以必须添加非常多的繁琐的环节，而且各环节必须完美匹配，否则出现故障。现实也的确如此，故障率非常高。 冷冻水型机组：采用7℃左右的冷水作为冷源，通过电动阀开大或者关小来控制水流量，从而轻易控制制冷量，而电动阀结构象家用水龙头一样简单，所以故障率几乎为零，控制效果最为稳定。通合理计算房间的热湿负荷和空气露点来匹配好风量、冷量、加热量、加湿量，在通过PLC控制各个部件的无级调控，在选择灵敏度高线性好的传感器，可以做到温度±0.5℃，湿度±2%。此种方式需要通过每个实验室的实际面积和负荷来进行计算匹配，所以没有标准成型机组，都为定制加工型。一般都用组合式空调箱组合配比来实现，所以缺点是占地面积较大，整个系统稳定性差，系统维护复杂，出现问题后修复困难。 3、通风方式 通风方式经历过好几个历史阶，从最初的底出风，到上自然送风，到上散流器送风，到现在最先进的上风管+微孔天花送风，下地板回风方式，整个实验室送风柔和、均匀，温湿度控制非常稳定。
大学物理设计性实验 学院: 专业: 班级: 姓名: 学号: 日期:
准确度高、使用方便，测量结果稳定可靠，还常被用来精确地测量电流、电阻和校正各种精密电表，在现代工程技术中电子电位差计还广泛用于各种自动检测和自动控制系统。本实验通过用电位差计对电阻的测定，掌握电位差计的使用。 (一)实验目的:
1.理解电位差计的工作原理，掌握电位差计的使用方法。 2.能用电位差计测定电阻率。 3.学习简单电路的设计方法，培养独立工作的能力。 (二)实验原理: 1.补偿法测电动势: 用电压表测量电源电动势E X ，其实测量结果是端电压，不是电动势。因为将电压表并联到电源两端，就有电流I 通过电源的内部。由于电源有内阻r ，在电源内部不可避免地存在电位降I r ，因而电压表的指示值只是电源端电压（U =E X -I r ）的大小，它小于电动势。显然，只有当I=0时，电源的端电压U 才等于电动势E X 。 图1补偿法原理图 怎样才能使电源内部没有电流通过而又能测定电源的电动势呢？在图1所示的电路中， E X 是待测电源。0E 是电动势可调的电源，E X 与0E 通过检流计并联在一起。调节0E 的大小， 当检流计不偏转，即电路中没有电流时，两个电源的电动势大小相等，互为补偿，即E X =0E ，电路达到平衡。若已知平衡状态下0E 的大小，就可以确定E X ，这种测定电源电动势的方法，叫做补偿法。 2．电位差计原理: 电位差计就是应用补偿法的原理将待测电动势与标准电势进行比较而进行测量的。其原理如图2.7.2所示，它由两个回路组成，上部ERBAE 为工作回路，下部为补偿回路。当有一恒定的工作电流I 流过电阻R 时，改变滑动头C 、D 的位置，就能改变C 、D 间的电位差V CD 的大小，测量时把滑动头C 、D 两端的电压V CD 引出与未知电动势进行比较。为了使R 中流过的电流是工作电流I ，先将开关K 接通DGE N CD 回路，根据标准电势E N 的大小，选定C 、D 间的电阻为R N ，使 E N = I 错误！未找到引用源。R N （1） 调节R 改变工作回路中的电流，当检流计指零时，R N 上的电位降恰与标准电势E N 相等。由于E N 和R N 都已知，这时工作回路中的电流就被准确地校准到所需要的I 值，即 错误！未找到引用源。 （2）
大学物理设计性实验报告 实验项目名称：万用表设计与组装实验仪 姓名：李双阳学号：131409138 专业：数学与应用数学班级：1314091 指导教师：＿王朝勇王新练 上课时间：2010 年12 月 6 日
一、实验设计方案 实验名称：万能表的设计与组装试验仪 实验时间：2010年12月6日 小组合作： 是 小组成员：孙超群 1. 实验目的：掌握数字万用表的工作原理、组成和特性。 2. 掌握数字万用表的校准和使用。 3. 掌握多量程数字万用表分压、分流电路计算和连接；学会设计制作、使用多量程数字万用表 2、实验地点及仪器、设备和材料： 万用表设计与组装实验仪、标准数字万用表。 3、实验思路（实验原理、数据处理方法及实验步骤等）： 1． 直流电压测量电路 在数字电压表头前面加一级分压电路（分压电阻），可以扩展直流电压测量的量程。 数字万用表的直流电压档分压电路如图一所示，它能在不降低输入阻抗的情况下，达到准确的分压效果。 例如：其中200 V 档的分压比为： 001.010*********==+++++M K R R R R R R R 其余各档的分压比分别为： 档位 200mV 2V 20V 200V 2000V 分压比 1 0.1 0.01 0.001 0.0001 图一 实用分压器电路 实际设计时是根据各档的分压比和总电阻来确定各分压电阻的，如先确定 M R R R R R R 1054321=++++=总 再计算200V 档的电阻：K R R R 10001.021==+总，依次可计算出3R 、4R 、5R 等各档的分压电阻值。换量程时，多刀量程转换开关可以根据档位调整小数点的位置，使用者可方便地直读出测量结果。 尽管上述最高量程档的理论量程是2000V ，但通常的数字万用表出于耐压和安全考虑，规定最高电压量限为1000V 或750V 。