Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

--- lab1:experiment_13 [2019/04/22 07:43] – root_s
+++ lab1:experiment_13 [2019/07/08 11:08] (текущий) – [Контрольные вопросы к работе] root_s
@@ Строка 1: / Строка 1: @@
-  - В работе используются 3 датчика Холла SS94A1F. Датчики данного типа содержат встроенный усилитель, которому требуется два источника питания: один с положительной полярностью, другой с отрицательной. Сигнал измеряется относительно центральной точки источников. Источник питания должен быть включен в режиме Series, тогда + первого источника будет соединен с -- второго и будет являться центральной точкой. Напряжение питания датчиков от 4.5 до 10.5 В, на шкале отображается \textbf{половинное} напряжение, рекомендуемое напряжение 6.6 В, т.е. 3.3 В по шкале источника. Напряжение питания датчиков изменять не следует в течение всех экспериментов!!! Ограничение по току следует выставить 0.1--0.2 А на обоих источниках. Включение источника питания производится кнопкой Power. Подача питания на датчик Холла осуществляется нажатием кнопки OUTPUT, на источнике питания над кнопкой Power, при этом загорается лампочка «ON».
+===== Требования к отчету о лабораторной работе =====
-  - Запустить программу Handyscope HS3. В появившемся окне Oscilloscope выставить Sample frequency = 10kS/sec, Record length = 100000 samles. Подсоединить щуп устройства Handyscope HS3 к выходу одного из датчиков (X, Y или Z). Помахать магнитом над датчиком Холла. Должны наблюдаться сигналы подобного вида: \includegraphics*[width=6.54in, height=3.85in, keepaspectratio=false]{image138}Если сигналов не наблюдается, то следует проверить плотно ли воткнуты разъемы и подано ли напряжение (с помощью тестера, например). Амплитуда в максимуме составляет $\mathrm{\sim}$1.5 В. Остановите запись кнопкой пауза ({\textbar}{\textbar}) и сохраните сигнал используя меню File{\dots} В отчет следует поместить картинку зависимости \textbf{МАГНИТНОГО} поля от времени (не напряжения) измеренных одним из датчиков.
-  - Запустите вкладку Voltmeter. Используйте Measurement типа mean (Измерение среднего значения напряжения.) Уберите магнит, при этом на каждой из компонент напряжение отличается от нуля. Данное напряжение называется сдвигом нуля. Определите значение сдвига нуля для каждой из компонент. Передвигая магнит вдоль оси Х проведите измерения постоянного поля магнита в 10-15 точках по Х. Следует записывать координату Х и значение напряжение с каждого из датчиков X,Y,Z. Вычтите напряжение сдвига 0 и разделите полученное напряжение на чувствительность датчика 25.0 $\mathrm{\pm}$ 0.5 mV/G, чтобы получить значения компонент магнитного поля. (Bx = (Ux-Ux0)/k.)
-  - Измерьте неопределенность измерения: В одной из точек с ненулевым магнитным полем с помощью вкладки Oscilloscope запишите 3 файла с напряжением на каждой из компонент X,Y,Z. Файлы должны содержать по 10000 измерений постоянного поля. Постройте гистограммы (распределение) магнитного поля. Каким распределением они описываются? Определите среднее значение и $\sigma$ (стандартное отклонение) каждого распределения. (Прочитайте пункт: «Основы обработки экспериментальных данных» пособия Выпуск 1 ).
-  - Постройте график зависимости одной из компонент магнитного поля от расстояния Х. Нанесите на график ошибку измерений в каждой точке, предполагая, что данная ошибка не зависит от расстояния и величины магнитного поля. При вычислении неопределенности измерения следует учитывать количество измерений проводимых программой Voltmeter для получения среднего (mean). Колличество измерений можно узнать, посмотрев во вкладке Settings -> Frequency range (Количество измерений в секунду) и время измерения во вкладке Acquisition->Time{\dots}
-  - С помощью формулы (3) рассчитать магнитный момент и определить неопределенность (ошибку) измерения магнитного момента. На том же графике изобразить компоненту магнитного поля, вычисленную по формуле (1), используя найденный вектор магнитного момента.
+**Содержание отчета:**
+  - График зависимости компонент поля постоянного магнита от расстояния с указанием единиц измерения. Неопределенности измерения должны быть нанесены на график в виде «усов» вокруг точек. На этом же графике должно быть построено поле, описываемое формулой (3а), в тех же единицах измерения и в той же системе координат. Обратите внимание на смещение нуля, его следует вычесть, так как поле на больших расстояниях стремится к нулю, а не к некоторой константе.
+  - Значения всех 3--х компонент магнитного момента и модуля вектора магнитного момента с указанием погрешности измерений и единиц измерения.
+  - Зависимость модуля магнитного момента от расстояния, с указанием значения выбранного в качестве «истинного» магнитного момента.
+  - Координаты магнита, поле которого вы измеряли, координаты Х, Y и Z и смещение 0 напряжения каждой из компонент датчика, которым производятся измерения.
+  - Таблицу, содержащую значение Х координаты магнита, вектор расстояния r от магнита до датчика в системе координат магнита, значение 3--х компонент магнитного поля.
+При защите работы требуется продемонстрировать знания теоретических основ, приведенных в [[lab1:pril13#Чувствительность некоторых магнитных датчиков|приложении 3.1]] «Чувствительность некоторых магнитных датчиков». Нужно знать принципы работы магнитных датчиков других типов, а не только датчика Холла.
-===== Отчет должен содержать:=====
+===== Контрольные вопросы к работе =====
-  - Графики зависимости магнитного поля от времени, амплитуду колебаний магнитного поля.
+  - Как выглядит силовая линия магнитного поля? Зарисуйте её.
-  - Координаты магнита, поле которого вы измеряли, координаты Х, Y и Z и смещение 0 напряжения каждой из компонент датчика, которым производятся измерения.
+  - Запишите формулу, описывающую поле магнитного диполя. В каких единицах измеряется поле?
-  - Таблицу, содержащую значение Х координаты магнита, вектор расстояния r от магнита до датчика в системе координат магнита, значение 3-х компонент магнитного поля.
+  - Какие методы измерения магнитного поля можно применить для измерения частоты вращения двигателя автомобиля? Для измерения колебаний магнитного поля Земли? Для измерения магнитных полей, создаваемых телом человека?
-  - Гистограммы (распределения) магнитного поля в одной из точек со всех трех компонент X,Y,Z. Среднее значение и стандартное отклонение ($\sigmaup$) для каждой гистограммы.
+  - На основе изученной вами теории предскажите реакцию туристического компаса на отдаленный грозовой разряд.
-  - График зависимости одной из компонент магнитного поля от расстояния Х, каждая точка на графике должна содержать «усы» (неопределенность измерения). На этом же графике должна быть теоретическая зависимость.
+  - Какой степени расстояния пропорциональна сила взаимодействия двух магнитных диполей, расположенных на одной оси?
-  - Значение магнитного момент и его неопределенность (ошибку измерений).
+**Назад**  к описанию [[experiment_13new|эксперимента ]] или **далее** к [[pril13|приложению к работе]]