地球物理观测实验报告(重力)
地球物理观测实验报告
课程名称：地球物理观测与实验
实验名称：重力观测实验
姓名：xx
班级：xx
完成日期：20xx 年x 月xx 日
目录
一、实验目的 (3)
二、实验原理 (3)
三、仪器介绍 (4)
1、仪器使用方法和操作内容 (4)
(一) 准备工作 (4)
(二）参数设置 (5)
(三）调平与测量 (6)
2、使用中必须注意的问题 (8)
四、实验内容 (8)
1. 实验数据 (8)
(1)第一小组的数据 (8)
(2)第二小组的数据 (9)
2．计算过程 (10)
（1）第一小组的数据计算 (10)
（2）第二小组的数据计算 (11)
（3）误差分析 (11)
五、实验感想 (12)
参考文献 (12)
一、实验目的
（1）了解CG-5重力仪的测量原理、结构、主要功能及技术指标。
（2）学习仪器使用方法，包括安置、维护参数设观测和据回放等。
（3）掌握使用24小时静态观测数据，对仪器的基本性能状况进行评价方法。
（4）掌握零位漂移，漂移率，残余观测数据稳定性等基本概念。
（5）掌握观测重力仪基本野外方法，以及相应的数据整理和计算法。
二、实验原理
重力测量所使用的物理原理：
弹簧重力仪：包括金属弹簧重力仪和石英弹簧重力仪，弹簧重力仪使用了弹簧、弹片、扭丝等机械原件进行重力平衡式相对重力仪设计。金属弹簧重力仪弹性系统由金属材料制成，石英弹簧重力仪弹性系统由石英材料制成。
振弦重力仪：该重力仪的原理是以测定磁场中片状金属弦在不同张力（重力）作用下其振动频率的变化，来确定相对重力变化（原理与琴弦在不同张力下振动，发出不同频率的声音相同）。振弦重力仪主要用于海洋和井中重力测量。
激光绝对重力仪：根据自由落体定律，在落体自由下落时用激光测距，原子钟计时，完成重力全值测定，目前已达到（2?5) ×10-8/2的测量精度。
超导重力仪：1960年随超导应用技术的出现，使用扼、销、铅等超导材料，应用其在温度接近绝对零度条件下的零电阻效应，制成具有高稳定性的"磁弹資"的弹力与重力进行平衡，用电容位移传感器实现连续自动观测。
原子干涉绝对重力仪：基于激光冷却、激光囚禁原子和玻色-爱因斯坦凝聚发展起来的原子干涉技术能够研制出高精度的挣原子陀螺仪、冷原子加速度计、冷原子重力仪和冷原子重力梯度仪。
零长弹簧重力仪：图1中OM形为摆杆,O为摆杆旋转中心和支点, B为摆杆重心, l(OB)为摆杆拆合摆长,AB为零长弹簧, A为仪器弹簧悬挂点。零长弹簧不同于普通弹簧, 制作时把弹簧钢丝绕成拉伸型弹簧后, 在没有外力作用下让它收缩着, 使成为长度为零的状态。当外力作用后它具有收缩力, 弹簧长度和张力完全成正比, 这在基于用摆的位移来测量重力变化的重力仪中,使摆具有线性良好的运动特性是特别重要的。[1]
三、仪器介绍
CG –5重力仪是加拿大scintrex公司制造的全自动数字式陆地重力仪。在测量过程中采用微处理器进行读数，进行仪器倾斜、漂移(预校正）、内部温度、固体潮等自动校正，并具备地震滤波、自动舍弃坏数、自动记录、数字输出等功能。直接测量范围达8000×10?5m/2，读数分辨率为0.001×10?5m/2，广泛应用于重力测量各个领域。
CG-5重力仪采用零弹簧助动结构，具有极高的稳定灵敏度（与LCR重力仪相近）。观测中，静电反馈装置(用于重力补偿)和电容位移传感器（检测摆杆的水平状态）在控制器协调下的联合使用，可实现摆杆在水平零点位置的自动连续读数功能。其核心部件是石英弹性系统(含电容位移传感器）、静电反馈补偿装置、微处理器、传感器系统（温度和倾斜等），这些部件被密封在1个具有双层恒温的真空仓里，以保障其稳定可靠。
另外，还有LCD显示器、键盘、存储器、数据传输接口(R-232和USB两种）、时钟，及外挂式GPS接收器(用于获取测站位置）。操作软件具有自动改正、数据处理、自诊断、标定参数更新、数据操作、测站标记等功能。
仪器的主要技术参数见下表。
传感器类型：无静电熔凝石英
读数分辨率：1microGal
标准差：5microGal
测量范围：8000mGal，不用重置, 长期漂移（静态）<0.02 mGal/day
自动补偿倾斜范围: ±200″
波动范围: 20g 以上的冲击，通常<5 microGal
自动修正: 潮汐、仪器倾斜温度噪声
地震尺寸：30cmX21cmX22cm
重量（含电池）:8kg
电池容量: 2X6Ah（10.78V）袖珍锂电池功耗25°C时4.5W
工作温度: -40～+45°C
环境温度修正: 通常0.2microGal/°C
大气压力修正: 通常0.15microGal/kPa
磁场修正: 通常1microGal/Gauss（微伽/高斯）
内存: 闪存技术，数据安全标准：1MB,可扩展至12MB
时钟: 内置，日、月、年、时、分、秒。
锂电池连续供电
数字化数据输出: RS-232C及USB接口
1、仪器使用方法和操作内容
(一) 准备工作
1.重力仪供电
CG-5重力仪有两种供电方式：15V外接电源供电或智能电池供电。
外接电源供电步骤：先把外接电源适配器的输人端与供电网连接（100?240V交流，47?63HZ)，然后将15V直流输出连接到CG -5重力仪面板背后两针插座。
智能电池供电：CG-5重力仪使用可充电"智能"锂电池。电池标称电压ll.lV，标称容量6.6A ?h，工作温度范围-20?60℃。2个充满电的电池可供CG -5重力仪在外界温度25°C 时连续工作超过14h。电池的容量会随着温度的下降相应地减少，当电池剩余电量低于电池电量的10%时，仪器会以间隔15S的提示音予以提示，此时应及时连接外接电源或更换电池。若无法更换电池或连接外接电源，则应该取出电池以防止电池电量耗尽，否则当电池电量耗尽，会导致电池标定参数丢失，电池容量大幅减少。若发生上述情况，可尝试使用GG-5重力仪外接智能充电器(座充）重新标定。
智能电池安装步骤：①从仪器侧边打开电池仓盖；②连接器接口在电池仓的底部；③插入电池使之与连接器紧密结合；④将电池仓盖重新盖好（若以错误的方式插入电池，则无法盖好电池仓盖）。CG-5重力仪配有智能电池充电器，以便对电池单独充电，每个电池需要连续充电大约4h充满。经常采用不取出电池，连接外接电源时自动进行充电方式。
在CG-5重力仪断电超过48h后，重新使用前，仪器需要通电48h以上，其中预热4h仪器才能达到运行温度，加热满48h后仪器基本趋于稳定。
2.冷启动及热启动
冷启动：仪器出厂后第一次使用时，应该进行冷启动来重新设置仪器。以后的使用过程中，一般不再进行冷启动。需要注意的是，数据在冷启动时将丢失，所以进行冷启动前要及时传输测量数据。
CG -5重力仪控制面板共有27个键。
冷启动步骤：①同时按下【SETUP/4】键和【ON/OFF】键启动仪器，系统将提示"是否恢复为仪器缺省设置";②按【9】键进行冷启动；③或者按【RECALLA/5】键取消冷启动。
热启动：仪器使用过程中有时会出现死机现象，例如页面无法更新、功能无法实现等，需要进行热启动。同时按【ON/OFF】键和【F1】键，系统将热启动；按住【SETUP】键，所有数据将被删除。
3.仪器安置
安放三角架：在测点处一小块平地上，用力按下三角架，使每条腿的钢尖插人地面，方向为"T"字形，这样方便调节底部的螺旋调平仪器。
仪器安置：将仪器平稳放在三角架上，确保仪器底面的维形凹槽和"V"形凹槽正好与三角架脚螺旋顶部的球形端结合，并能够方便地进行调平操作。
建议在仪器安置时，右手提住重力仪，左手触摸重力仪左前方的维形凹槽，双眼观察仪器前方边缘是否与2个脚螺旋连线平行。将仪器水平放下，将左前方维形凹槽、右前方"V"形凹槽和操作员一方的平板，基本同时与三角架的3个球形端结合。此时，先不急于松手，轻轻地左右扭动仪器，有些许错位时仪器会平稳就位，最后完全放稳仪器。
4.重力仪开机
按【ON/OFF】键启动CG-5重力仪的显示器及微处理器。只要仪器中安装了至少一块电池或连接了外接电源，无论仪器是否开机，其内部的温度控制器及绝大多数电子元器件都始终保持通电状态，不受影响。
如果操作中要用到GPS，则先将GPS接收天线连接到背面COM2接口再开机。
(二）参数设置
CG -5重力仪进行测量前，必须进行各种参数设置。按【SETUP】键，进入设置界面，包括survey(测量)、Autograv(仪器)、Options(选项)、clock(时钟)、Dump(传输)、Memory(内存)、service(服务)7个选项。注意，未进行GPS校准时，不会出现图中的卫星状况和坐标提示框。
采集数据前，首先需要连接GPS接收器（新仪器启用或工作区变换后通常需要），目的是获得工作区的经纬度（便于仪器进行固体潮校正）和精确的卫星授时(校准仪器内部时钟）。然后，必须设置三套初始化参数，包括测量参数、仪器参数、选项参数。
(三）调平与测量
1.测站点线号输入
开机后，或设置好参数后按【MEASURE/CLR】键，会进入STATIONDESIGNATION界面。在此界面中，可输人station(测站）、Line(测线）以及Elevation(高程) 信息。其中，若在options设置时，Auto station inc. 测站编号自动增加功能选择YES，则使用时，1个测量循环完成后，测站编号自动增加，不需手动进行更改。
2.调平
按【F5/LEVEL】键进入仪器调平，可以按照屏幕顶部图标F、L、R指示的方向，旋转三角架的脚螺旋进行仪器调平。水平状态由十字丝和屏幕底部的弧秒数字显示。连续旋转脚螺旋直到交叉点进入中心小圆的内部（士10'')，屏幕出现笑脸图标即可。一般先调平Y轴（垂直十字丝），再调节X轴。至此，仪器做好采集数据的准备，按【F据的准备，按【F5(READ GRAV)】键开始测量。
3. 数据采集
在OPTION选项界面中选择了Numeric(数字)测量模式、精确调平了仪器以及在STA TION DESIGNA TION界面下确定了测站及测线信息后，会进入数字显示界面。
其中，4016.555mGal为未经过任何改正的当前重力值，表格中的-1、-2、-3、-4、-5为前几组采样经改正后的重力测量结果及时间信息。图下方给出时间、环境温度、当前误差/ 标准差（Err/SD) 、Tilt X(X向倾角）和Tilt Y(Y向倾角）、Temperature(温度补偿信息）、采样进度及电源状况。
当测量结果达到要求后（一般按取得连续3个经过校正的读数，且最大值和最小值之差小于5×10?8/2进行控制），按【F5(Final Data)】键结束测量。
这时，显示图3-10菜单;其中，current栏为当前数据（指正在采集的尚未达到设定采集时间的数据），包含了经过滤波和应用了所有改正后的当前重力值、时间和测站信息。通过方向键（上、下），可以在preceding栏查看最近的100个数据。
按【RECORD】保存当前数据，同时返回到STATION DESIGNATION界面以便进行下一次测量；
按【CANCEL】放弃当前数据(通常选择放弃），系统将不存储该数据，直接返回观测设置界面（STATION DESIGNATION界面）。
2、使用中必须注意的问题
1.仪器参数需要进行定期检查和调整，有利于取得最佳的测量结果。
2.重力仪（尤其是石英弹資重力仪）必须轻拿轻放，不得磕碰、较大角度
倾斜等。测量运输途中尽量保持仪器直立，能减少弹性后效作用。
3.观测时先平稳放置三脚架，仪器安置时避免滑落、震动，包括脚架松动。
4.观测数据以3个连续结果的最大互差小于5×10?8/2为合格标准。仪器虽有自动记录功能，为防止数据丢失，建议同时手工记录点号、重力值及时间测量参数设置完成后，不需要进行频繁改动。
四、实验内容
1. 实验数据
(1)第一小组的数据
从G1 开始，按照G1 –G2 –G1 –G2 -G4 –G2 -G4 的观测顺序进行循环观测，记录每个点不同时间的相对重力值（mGal）
图1 重力数据图
(2)第二小组的数据
从G4 开始，按照G4 –G5 –G4 –G5 –G1 –G5 –G1 的观测顺序进行循环观测，记录每个点不同时间的相对重力值（mGal）
图2 重力数据图2．计算过程
（1）第一小组的数据计算
根据公式计算1、2号点之间的重力差，其他点号依此类推计算得
（2）第二小组的数据计算
方法同第一小组数据计算，
（3）误差分析
闭合差：
零点漂移分析：
（a）第一小组：
由图1可以看到G1点从16:24到16:52的28min相对重力值改变了0.076mGal，改变率0.002714mGal/min，而G2点从16:41到17:06的25min相对重力值却只改变了0.002mGal，改变率为0.00008mGal/min，G2从17:06到17:30的24min改变了-0.054mGal，改变率-0.00225mGal/min,G4从17：22到17:37的15,min改变了-0.1003mGal，改变率-0.0002mGal/min。（见下表）
从表中改变率可以看出，零漂并不呈线性，G1和G2’的零漂比较吻合而与其他几项都不吻合，说明第一小组测量的效果并不是很好。
（b）第二组：由图2可以看到G4点从16:27到16:46的19min相对重力值改变了2μGal，改变率0.11μGal /min，而G5点从16:38到17:02的24min相对重力值改变了-40μGal，改变率为-1.67μGal /min，G5从17:02到17:25的23min改变了4μGal，改变率0.17μGal /min,G1从17：15到17:38的23,min改变了-3μGal，改变率-0.13μGal/min。
表2 第二组零点漂移分析
结论：
从表中可以看出G5的零漂与其他三组都不同，说明G5的测量结果不是很好。而其他几组数据基本吻合。
五、实验感想
经过本次重力三重小循环勘探实验我对GN-5重力仪以及勘探方法有了更为深刻的认识，以及对于重力仪的测量野外观测方法有了一定了解。从这次实验课我们学到了许多课本上学不到的东西，在做实验的同时还加深了对于知识点的理解，以及也提高了自己的动手实验能力，了解了自己的不足。
同样，在后期的处理实验结果上，利用matlab，grapher等软件处理数据时，也提高了自己的编程能力和认识数据的能力，使自己的专业知识巩固的同时，也使自己得到了其他方面的提高。
总的来说，此次的重力实验使自己得到了一定的提升，让自己学到了一定的知识，认识到了一些不足，比如观测时仪器旁边站太多人会使得测量不精确。
参考文献
[1]陈志远, 陈仁恕, 徐晓源. 重力仪中零长弹簧的研制[J]. 大地测量与地球动力学, 1990(3):28-36.
燕山大学控制工程基础实验报告(带数据)
自动控制理论实验报告 实验一 典型环节的时域响应 院系： 班级： 学号： 姓名：
实验一 典型环节的时域响应 一、 实验目的 1．掌握典型环节模拟电路的构成方法，传递函数及输出时域函数的表达式。 2．熟悉各种典型环节的阶跃响应曲线。 3．了解各项参数变化对典型环节动态特性的影响。 二、 实验设备 PC 机一台，TD-ACC+教学实验系统一套。 三、 实验步骤 1、按图1-2比例环节的模拟电路图将线接好。检查无误后开启设备电源。 注：图中运算放大器的正相输入端已经对地接了100k 电阻。不需再接。 2、将信号源单元的“ST ”端插针与“S ”端插针用“短路块”接好。将信号形式开关设为“方波”档，分别调节调幅和调频电位器，使得“OUT ”端输出的方波幅值为1V ，周期为10s 左右。 3、将方波信号加至比例环节的输入端R(t)， 用示波器的“CH1”和“CH2”表笔分别监测模拟电路的输入R(t)端和输出C(t)端。记录实验波形及结果。 4、用同样的方法分别得出积分环节、比例积分环节、惯性环节对阶跃信号的实际响应曲线。 5、再将各环节实验数据改为如下： 比例环节：；，k R k R 20020010== 积分环节：；，u C k R 22000== 比例环节：；，，u C k R k R 220010010=== 惯性环节：。，u C k R R 220010=== 用同样的步骤方法重复一遍。 四、 实验原理、内容、记录曲线及分析 下面列出了各典型环节的结构框图、传递函数、阶跃响应、模拟电路、记录曲线及理论分析。 1．比例环节 (1) 结构框图： 图1－1 比例环节的结构框图 (2) 传递函数： K S R S C =) () ( K R(S) C(S)
磁法勘探实验报告
重力勘探实验报告 学号： 班号： 061123 ：梦谨 指导教师：永涛
目录 前言 (2) 实验目的 (3) 实验原理 (3) 磁力仪工作原理 (4) 工作容及步骤 (3) 实验容及步骤 (6) 实验数据分析与解释 (7) 评述与结论 (13) 总结 (8) 建议 (9)
一．实验目的： 1.学习磁法勘探的基本原理，会用磁力仪进行简单的勘探； 2.根据勘探的结果，能够反演出地下物体的基本形态和特征。 二．实验原理 磁法勘探是利用地壳各种岩（矿）石间的磁性差异所引起的磁场变化（磁异常）来寻找有用矿产资源合查明隐伏地质构造的一种物探方法。 自然界的岩石和矿石具有 不同磁性，可以产生各不相同 的磁场，它使地球磁场在局部 地区发生变化，出现地磁异 常。利用仪器发现和研究这些 磁异常，进而寻找磁性矿体和 研究地质构造的方法称为磁 法勘探。磁法勘探是常用的地球物理勘探方法之 图1 磁异常示意图 一，它包括地面、航空、海洋磁法勘探及井中磁测等。磁法勘探主要用来寻找和勘探有关矿产（如铁矿、铅锌矿、铜锦矿等）、进行地质填图、研究与油气有关的地质构造及构造等问题。
三．磁力仪的工作原理 磁力仪按其测量的地磁场参数及其量值，可分为：相对测量仪器和绝对测量仪器。从使用磁力仪的领域来看，可分为：地面磁力仪，航空磁力仪，海洋磁力仪及井中磁力仪。下面重点介绍电子式磁力仪中的质子磁力仪。 （1）性能指标 图3-6 GSM-19T型质子磁力仪 主要技术指标如下： 灵敏度：0.05nT 分辨率：0.01nT
绝对精度：±0.2nT 动态围：20000到120000nT 梯度容差：>7000nT/m 采样率： 3秒至60 秒可选 温飘：0.0025nT/°C（环境温度为0到-40°C）； 0.0018nT/°C（环境温度为0到+55°C） 工作温度：-40℃—+55℃ 存储4M字节：对流动站可存209715个读数 对基点站可存699050个读数 对梯度测量可存174762个读数 对步行磁测可存299593个读数 尺寸及重量：主机223×69×240mm,重2.1Kg 传感器170mm(长)×75mm(直径)，重2.2Kg （2）测量原理 应用质子自旋磁矩在地磁场的作用下围绕地磁场方向做旋进运动的现象进行磁场测量。在水、酒精、甘油等样品中，质子受强磁场激发而具有一定方向性，去掉外磁场，质子在地磁场作用下绕地磁场T旋进，其旋进频率f与地磁场T强度成正比，关系式为： T=23.4872f 单位：伽马或纳特。测定出频率f即可计算出总磁场强度T的数
地球物理测井课程实验报告
《地球物理测井》课程实验报告 院系：地球科学与工程学院 班级：地质1401 姓名：周天宇 学号： 0130 指导老师：赵军龙 2016年11月9日
1、课程实验的目的 《地球物理测井》课程安排8个学时的上机实验，使学生了解测井数据基本格式、测井曲线基本类型、学会用有关专业软件绘制测井综合曲线图；就实际资料开展岩性、物性及含油气性定性分析，从而为测井资料定量处理奠定基础。 2、课程实验主要内容 常规测井曲线类型 常规测井曲线类型包括：岩性测井系列（包括自然电位、自然伽马、井径测井），孔隙度测井系列（包括声波时差测井、密度测井、中子测井）和电阻率测井系列（包括深中浅探测的普通视电阻率测井、侧向测井以及感应测井等）。 测井资料定性分析方法 1.对于岩性分析，可以根据“表格1”来进行 表格 1 主要岩石的岩性分析测井特征 2.对于砂岩段的物性分析 ⑴声波时差测井值越大，密度测井值越小，中子测井值越大，则物性越好即砂岩的空隙度越发育；(2)如果AC、CNL、DEN变化幅度比较大，则该砂岩段物性不均匀；(3)如果下层物性比上层物性好，则该砂岩段为正韵律地层；(4)如果GR值与AC值增大，则此处为泥质夹层；如果AC值减小且AT值增大，则此处为物性夹层；如果GR值减小，AC值增大，AT 值增大，则此处含钙质夹层；(5)泥岩的声波时差约为280μs/m，泥质砂岩的声波时差约为177μs/m，渗透砂岩的声波时差为400-220μs/m。 3.含油气性分析 在已找到物性较好的砂岩段进行分析，并结合深中浅感应测井和电阻率测井曲线的变化：一般来说，含油砂岩段的电阻率值会明显增大。 测井综合曲线图模板的生成及测井数据的加载
大学物理重力加速度的测定实验报告范文.doc
大学物理重力加速度的测定实验报告范 文 一、实验任务 精确测定银川地区的重力加速度 二、实验要求 测量结果的相对不确定度不超过5% 三、物理模型的建立及比较 初步确定有以下六种模型方案： 方法一、用打点计时器测量 所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等. 利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的p点，用米尺测出op的距离为h，其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g. 方法二、用滴水法测重力加速度 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n 取50—100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法三、取半径为r的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时液体相对于玻璃
杯的形状为旋转抛物面 重力加速度的计算公式推导如下： 取液面上任一液元a，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力n.由动力学知： ncosα-mg=0 (1) nsinα=mω2x (2) 两式相比得tgα=ω2x/g，又tgα=dy/dx，∴dy=ω2xdx/g， ∴y/x=ω2x/2g. ∴ g=ω2x2/2y. .将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g. 方法四、光电控制计时法 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n 取50—100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法五、用圆锥摆测量 所用仪器为：米尺、秒表、单摆. 使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h(见图1)，用秒表测出摆锥n转所用的时间t，则摆锥角速度ω=2πn/t 摆锥作匀速圆周运动的向心力f=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得： g=4π2n2h/t2. 将所测的n、t、h代入即可求得g值.
南理工机械院控制工程基础实验报告
实验1模拟控制系统在阶跃响应下的特性实验 一、实验目的 根据等效仿真原理，利用线性集成运算放大器及分立元件构成电子模拟器, 以干电池作为输入信号，研究控制系统的阶跃时间响应。 二、实验内容 研究一阶与二阶系统结构参数的改变，对系统阶跃时间响应的影响。 三、实验结果及理论分析 1.一阶系统阶跃响应 a. 电容值1uF，阶跃响应波形： b. 电容值2.2uF，阶跃响应波形:
c. 电容值4.4uF，阶跃响应波形: 2?—阶系统阶跃响应数据表 U r= -2.87V R°=505k? R i=500k? R2=496k 其中
T = R2C U c C：)=「(R/R2)U r 误差原因分析： ①电阻值及电容值测量有误差； ②干电池电压测量有误差； ③在示波器上读数时产生误差； ④元器件引脚或者面包板老化，导致电阻变大； ⑤电池内阻的影响输入电阻大小。 ⑥在C=4.4uF的实验中，受硬件限制，读数误差较大3?二阶系统阶跃响应 a.阻尼比为0.1，阶跃响应波形: b.阻尼比为0.5，阶跃响应波形:
4.二阶系统阶跃响应数据表 E R w ( ?) 峰值时间 U o (t p ) 调整时间 稳态终值 超调（%） 震荡次数 C. d. 阻尼比为0.7，阶跃响应波形: 阻尼比为1.0，阶跃响应波形: CHI 反相 带宽限制 伏/格
四、回答问题 1.为什么要在二阶模拟系统中 设置开关K1和K2 ,而且必须 同时动作？ 答：K1的作用是用来产生阶跃信号，撤除输入信后，K2则是构成了C2的 放电回路。当K1 一旦闭合（有阶跃信号输入），为使C2不被短路所以K2必须断开，否则系统传递函数不是理论计算的二阶系统。而K1断开后，此时要让 C2尽快放电防止烧坏电路，所以K2要立即闭合。 2.为什么要在二阶模拟系统中设置 F3运算放大器？ 答：反相电压跟随器。保证在不影响输入和输出阻抗的情况下将输出电压传递到输入端，作为负反馈。 实验2模拟控制系统的校正实验 一、实验目的 了解校正在控制系统中的作用
多道瞬态面波探测实验报告
同济大学四平路校区文远楼前防空洞多道瞬态面波探测实验报告 海洋与地球科学学院地球物理系 指导老师：吴健生赵永辉 小组成员：刘佳叶何文俊马驰 2011年6月
目录 1. 目的 2. 原理 3. 仪器介绍 4. 野外实施 5. 数据处理 6. 保证质量措施 7. 问题对策 8. 结论分析 9. 体会展望 10. 参考文献
摘要:利用多道瞬态面波探测方法，测定不同频率的面波速度VR，达到了解同济大学四平路校区黑松林斜坡地下的情况。 关键词:面波探测黑松林斜坡 1.实验目的 通过人工地震资料的采集、处理的方法对同济大学四平路校区黑松林斜坡进行勘察。要求勘探出黑松林斜坡地下的情况。 2. 实验原理 面波分为拉夫波和瑞利波。本实验主要应用的是瑞利波。同一频率的面波的相速度在水平方向上的变化反映出地质条件的横向不均匀性；不同频率的面波的相速度的变化则反映了地下介质在深度方向上的不均匀性。 通过测定不同频率的面波速度VR ，即可达到了解地下地质构造的目的。 3. 仪器介绍 4. 野外实施 4.1 实验区概况 试验区域位于同济大学四平路校区文远楼前，入口朝北，由于无法进入内部，初步估测
该防空洞在平面上呈长方形。实验区上部覆盖种有草皮的土壤层，堪探时土壤较湿润。 4.2 野外布线 此次实验本小组总布线条数为 2条，布线方向为南北向。我们根据实验场地具体情况，在防空洞入口边缘布下了第一条线，在第一条线西侧距离为3米处布下第二条线。在实验过程中，炮点距为1米，检波器间距为1米，检波器每次向北移动距离也为1米。进行人工激发时，我们在每点处各激发两次并采集数据，总共得到数据14组。 4.3 野外操作 1. 排线，布检波器 第一道测线 第二道测线
经纬仪认识与使用实验报告
姓名: 班级：地球物理1701班学号：0110170 实验一经纬仪认识与使用 一、实验名称：经纬仪认识与使用 二、实验目的与要求： 1、了解光学经纬仪的基本构造，各部件的名称和作用。 2、掌握经纬仪对中、整平、瞄准和读数的基本方法。 三、实验仪器： 经纬仪1台，三脚架1个。 四、实验内容： 1、熟悉经纬仪的构造，熟悉各部件功能及使用； 2、掌握经纬仪对中整平方法； 3、熟悉经纬仪测角的流程； 4、掌握经纬仪测水平角、垂直角的瞄准方法； 5、按物理实验报告格式，独立编写并提交一份实验报告。 五、实验原理与方法： 1、经纬仪的构造及各部件功能及使用方法 DJ6 经纬仪由三部分组成：照准部、水平度盘、基座组成。各部件名称如图1 所示。 图 1 经纬仪各部件名称 1）各部件功能及使用各种旋钮的作用与经纬仪基本一致，在实验过程中进一步加深认识。
水平制动螺旋：粗瞄后制动，照准部则不能转动；水平微动螺旋：水平 制动螺旋制动后，水平微动螺旋可以小范围微动， 用于精确照准目标；竖直制动螺旋： 粗瞄后制动，望远镜则不能转动； 竖直微动螺旋：竖直制动螺旋制动后，竖直微动螺旋可以小范围微动， 用于精确照准目标； 脚螺旋：用于对中和整平仪器； 物镜调焦螺旋：旋转该螺旋，进行物镜调焦，看清目标成像。目 镜调焦螺旋：旋转该螺旋，进行目镜调焦，看清十字丝成像。指 标水准管调节螺旋：调节该螺旋，使指标水准管气泡居中。反光 镜：360 度转动反光镜，是读数窗的亮度最大。 光学对点器：用于仪器对中。 2、经纬仪使用方法 使用经纬仪进行角度测量，按以下流程进行：安置仪器—仪器对中整平—瞄准——读数。如果是垂直角测量，在读数前应使指标水准管气泡居中。 1）对中整平 （1）安置仪器 将三脚架成正三角形打开，测站点在三角形中心，架头大致水平，拧紧固定螺旋将仪器安置在架头上。 （2）精确对中如果测站点位未出现在光学对点器视野中，可两手各握住一个脚架架腿移动脚架，使测站点位大致位于对点器标识圆圈附近，最后用脚螺旋精确对中。 （3）粗略整平 33
清华大学精仪系--控制工程基础--实验内容与实验报告
实验内容 （一）直流电机双环调速系统实验，此时必须松开连轴节！不带动工作台！ 1． 测试电流环特性 ，由于外接霍尔传感器只有一套，有五套PWM 放大器有电流输出（接成跟随器方式，其电流采样输出为25芯D 型插座的17（模拟地），19脚，但模拟地是电流环的模拟地，不是实验箱运算放大器OP07的地！所以，只能用万用表量测。多数同学可用手堵转，给定微小的输入电压（小于±50mV ）加入到电流环输入端,再加大就必须松开手，观察电机转速能否控制？为什么？如果要测试电流环静态特性，必须用台钳夹住电机轴，保证电机堵转。所以此项实验由教师按图22进行，这里只给出以下数据： 图 22 电流环静态特性实验接线图 （1）霍尔传感器的校准 利用直流稳压电源和电流表校准霍尔传感器，该 传感器为LEM-25,当原边为1匝时，量程为25A ，而原边采用5匝时， 量程为5A ；现在按后者的接法实验，M R 约500Ω。 （2）然后利用它来测试PWM 功率放大器的静态传递系数。电流环的静态特性如表2所示。注意电机是堵转的！
1V;得到通频带400Hz. 2.根据给定参数，利用MATLAB设计速度环的校正装置参数,画出校正前后的Bode图调，到实验室自己接线，教师检查无误后，可以通电调试；首先，正确接线保证系统处于负反馈，如果正反馈会产生什么现象？如何通过开环特性判断测速反馈是负反馈？对此有正确定答案后方能够开始实验。 （1）在1 β和β=0.4～0.5时分别调试校正装置的参数，使其单位阶跃输入的 = 响应曲线超调量最小，峰值时间最短，并记录阶跃响应曲线的特征值； 能够用A/D卡把数据采集到计算机中更好！ （2）断开电源，记录最佳的校正装置参数； （3）测试速度环静态特性，为加快测试速度，可直接测试输入电压和测速机电压的关系；在转速低的情况下用手动阻止电机的转动，是否会影响转速？ 为什么？分析速度环的机械特性（转速与负载力矩的关系曲线称为机械特 性），从而说明系统的刚度。 （4）有条件的小组可测试速度环频率特性（只测量幅频特性）。 （二）电压－位置伺服系统实验 开始，也必须脱开电机与工作台的连轴节！直到位置环调试好后，再把连轴节连接好！ 1．断开使能，手动电机转动，检查电子电位计工作的正确性！ 2．让位置环开环，利用调速系统，观察电子电位计在大范围工作的正确性，可利用示波器或万用表测试电位计的输出。 3．位置环要使用实验箱的头2个运算放大器，所以必须注意注意位置反馈的极性；为保证位置反馈是负反馈，必须通过位置系统开环来判断，这时位置调节器只利用比例放大器，如果发现目前的接线是正反馈后，怎么接线？ 4．将位置环的位置反馈正确接到反馈输入端，利用给定指令电位计，移动它，使电机位置按要求转动。正确后，即可把连轴节连接好，连接连轴节时用专用内六角扳手。这时应该断电！ 5．按设计的校正装置连接好，再上电。测试具有比例放大器和近似比例积分调节器时的阶跃响应曲线，并记录之； 6．测试输入电压－位置的传递特性曲线； 7．用手轮加小力矩估计系统的（电弹簧）刚度。 三、实验报告要求 （一）速度环实验 1．对速度环建模，画出速度环方块图，传递函数图 2．画出校正前后的Bode图，设计校正装置及其参数； 3．写出实验原始数据，整理出静态曲线和动态数据； 4．从理论和实际的结合上，分析速度环的特点，并写出实验的收获和改进意见； （二）位置环实验 1．对位置环建模，画出位置环方块图，传递函数图；
地球物理勘探课程报告
地球物理勘探课程报告 学号：20111002833 班级：012111 姓名：李海亮 指导老师：曲赞
序言 叙述学习本课程的目的、任务和重要性 地球物理勘探方法是以岩矿石等介质的物理性质差异为基础，利用物理学原理，通过观测和研究地球物理场的空间与时间分布规律，以实现基础地质研究，环境工程勘察和地质找矿等目的的一门应用科学。 通过本课程的学习，我们应当了解和掌握各种地球物理勘探方法的基本原理，了解这些勘探方法在基础地质研究，矿产勘查等领域的应用，学会在自己专业中运用地球物理勘探方法；学会利用地球物理资料去分析和解决各种地质问题。 第一节重力勘探 重力方法的物理原理和重力方法的特点 原理重力勘探是利用地质体与围岩之间的密度差在地表产生的重力异常来确定地质体形状、大小、埋深等因素，从而对工作地区的地质构造和矿产分布情况作出判断的一种地球物理勘探方法。重力异常是重力勘探的主要研究对象，其实质就是地壳内部物质密度分布不均匀，地质体与围岩间有质量差，即剩余质量，剩余质量产生了一个指向地质体质量中心的附加引力，该引力在正常重力方向上的投影即为重力异常。得出重力异常后，再对其进行地形、高度、中间层和正常校正后，便可得出由地质体引起的异常。 为了了解不同形状、大小、产状的地质体所引起的异常，需进行异常的正演计算，即计算一些简单规则几何体引起的重力异常特征，利用它们来近似代替不同特征的实际地质体；而反演则正好相反，是已知地质体的异常特性，来推算其几何特征。反演是最终解决实际问题的关键，目标是寻找、研究或推断金属或非金属矿体和研究地质构造等。 特点相比其他勘探方法，重力勘探的特点在于：①可利用重力勘探透过覆 盖层寻找隐伏的地质构造或盲矿体；②仪器轻便、观测简单、工作效率高、施工 进度快、成本低；③应用范围广，目前可用于找矿、划分大地构造单元、石油天 然气勘探、工程勘探等。 如何利用重力方法来解决地质问题(举例说明) 基本方法为：重力勘探——发现异常——综合分析、反演推测——实际探测——正演计算、推测异常是否合理 重力法在天然地震预报，油气、煤炭、金属非金属矿及地下水勘查，海洋环 境调查，了解上地幔的密度变化、研究地壳深部构造及地壳地活动性、划分大地 构造单元等领域有着重要的应用。 例如20世纪70年代在吉林省某地区进行勘探金矿石时，采用的是重力法勘探，成功发现了含铜硫铁矿。该区已发现小型矽卡岩磁铁矿。为了扩大矿区范围，
大学物理实验报告-单摆测重力加速度
大学物理仿真实验 实验报告 拉伸法钢丝测杨氏模量 实验名称：拉伸法测金属丝的杨氏模量
一、实验目的 1、学会测量杨氏模量的一种方法； 2、掌握光杠杆放大法测量微小长度的原理； 3、学会用逐差法处理数据； 二、实验原理 任何物体（或材料）在外力作用下都会发生形变。当形变不超过某一限度时，撤走外力则形变随之消失，为一可逆过程，这种形变称为弹性形变，这一极限称为弹性极限。超过弹性极限，就会产生永久形变（亦称塑性形变），即撤去外力后形变仍然存在，为不可逆过程。当外力进一步增大到某一点时，会突然发生很大的形变，该点称为屈服点，在达到屈服点后不久，材料可能发生断裂，在断裂点被拉断。人们在研究材料的弹性性质时，希望有这样一些物理量，它们与试样的尺寸、形状和外加的力无关。于是提出了应力F/S（即力与力所作用的面积之比）和应变ΔL/L（即长度或尺寸的变化与原来的长度或尺寸之比）之比的概念。在胡克定律成立的范围内，应力和应变之比是一个常数，即 / ) /( =/ / (（1） ? ) FL = S L L L E? F S E被称为材料的杨氏模量，它是表征材料性质的一个物理量，仅与材料的结构、化学成分及其加工制造方法有关。某种材料发生一定应变所需要的力大，该材料的杨氏模量也就大。杨氏模量的大小标志了材料的刚性。
通过式（1），在样品截面积S 上的作用应力为F ，测量引起的相对伸长量ΔL/L ，即可计算出材料的杨氏模量E 。因一般伸长量ΔL 很小，故常采用光学放大法，将其放大，如用光杠杆测量ΔL 。光杠杆是一个带有可旋转的平面镜的支架，平面镜的镜面与三个足尖决定的平面垂直，其后足即杠杆的支脚与被测物接触，见图1。当杠杆支脚随被测物上升或下降微小距离ΔL 时，镜面法线转过一个θ角，而入射到望远镜的光线转过2θ角，如图2所示。当θ很小时， l L /tan ?=≈θθ （2） 式中l 为支脚尖到刀口的垂直距离（也叫光杠杆的臂长）。根据光的反射定律，反射角和入射角相等，故当镜面转动θ角时，反射光线转动2θ角，由图可 D b =≈θθ22tan （3） 式中D 为镜面到标尺的距离，b 为从望远镜中观察到的标尺移动的距离。 从（2）和（3）两式得到 D b l L 2=? （4） 由此得 D bl L 2=? （5）
南京理工大学控制工程基础实验报告
《控制工程基础》实验报告 姓名欧宇涵 914000720206 周竹青 914000720215 学院教育实验学院 指导老师蔡晨晓 南京理工大学自动化学院 2017年1月
实验1：典型环节的模拟研究 一、实验目的与要求： 1、学习构建典型环节的模拟电路； 2、研究阻、容参数对典型环节阶跃响应的影响； 3、学习典型环节阶跃响应的测量方法，并计算其典型环节的传递函数。 二、实验内容： 完成比例环节、积分环节、比例积分环节、惯性环节的电路模拟实验，并研究参数变化对其阶跃响应特性的影响。 三、实验步骤与方法 （1）比例环节 图1-1 比例环节模拟电路图 比例环节的传递函数为：K s U s U i O =)()(，其中1 2R R K =，参数取R 2=200K ，R 1=100K 。 步骤： 1、连接好实验台，按上图接好线。 2、调节阶跃信号幅值(用万用表测)，此处以1V 为例。调节完成后恢复初始。 3、Ui 接阶跃信号、Uo 接IN 采集信号。 4、打开上端软件，设置采集速率为“1800uS”，取消“自动采集”选项。 5、点击上端软件“开始”按键，随后向上拨动阶跃信号开关，采集数据如下图。 图1-2 比例环节阶跃响应
（2）积分环节 图1-3 积分环节模拟电路图 积分环节的传递函数为： S T V V I I O 1 -=，其中T I =RC ，参数取R=100K ，C=0.1μf 。 步骤：同比例环节，采集数据如下图。 图1-4 积分环节阶跃响应 （3）微分环节 图1-5 微分环节模拟电路图 200K R V I Vo C 2C R 1 V I Vo 200K
地球物理勘探方法
地球物理探矿法 一、地球物理探矿法的基本原理 物探的基本特点是研究地球物理场或某些物理现象。如地磁场、地电场、放射性场等，而不是直接研究岩石或矿石，它与地质学方法有着本质上的不同。通过场的研究可以了解掩盖区的地质构造和产状。它的理论基础是物理学或地球物理学，系把物理学上的理论(地电学、地磁学等)应用于地质找矿。因此具有下列特点和工作前提： (一)物探的特点 1．必须实行两个转化才能完成找矿任务。先将地质问题转化成地球物理探矿的问题，才能使用物探方法去观测。在观测取得数据之后(所得异常)，只能推断具有某种或某些物理性质的地质体，然后通过综合研究，并根据地质体与物理现象间存在的特定关系，把物探的结果转化为地质的语言和图示，从而去推断矿产的埋藏情况与成矿有关的地质问题，最后通过探矿工程验证，肯定其地质效果。 2．物探异常具有多解性。产生物探异常的原因，往往是多种多样的。这是由于不同的地质体可以有相同的物理场，故造成物探异常推断的多解性。如磁铁矿、磁黄铁矿、超基性岩，都可以引起磁异常。所以工作中采用单一的物探方法，往往不易得到较肯定的地质结论。一般情况应合理地综合运用几种物探方法，并与地质研究紧密结合，才能得到较为肯定的结论。 3．每种物探方法都有要求严格的应用条件和使用范围。因为矿床地质、地球物理特征及自然地理条件因地而异，从而影响物探方法的有效性。 (二)物探工作的前提 在确定物探任务时，除地质研究的需要外，还必须具备物探工作前提，才能达
到预期的目的。物探工作的前提主要有下列几方面： 1．物性差异，即被调查研究的地质体与周围地质体之间，要有某种物理性质上的差异。 2．被调查的地质体要具有一定的规模和合适的深度，用现有的技术方法能发现它所 引起的异常。若规模很小、埋藏又深的矿体，则不能发现其异常；有时虽然地质体埋藏较深，但规模很大，也可能发现异常。故找矿效果应根据具体情况而定。 3．能区分异常，即从各种干扰因素的异常中，区分所调查的地质体的异常。如铬铁矿和纯橄榄岩都可引起重力异常，蛇纹石化等岩性变化也可引起异常，能否从干扰异常中找出矿异常，是方法应用的重要条件之一。 二、地球物理探矿法的应用及其地质效果 (一)应用物探找矿的有利条件与不利条件 1．物探找矿有利条件：地形平坦，因物理场是以水平面做基面，越平坦越好；矿体形态规则；具有相当的规模，矿物成分较稳定；干扰因素少；有较详细的地质资料。最好附近有勘探矿区或开采矿山，有已知的地质资料便于对比。 2．物探找矿的不利条件：物性差异不明显或物理性质不稳定的地质体；寻找的地质体或矿体过小过深，地质条件复杂；干扰因素多，不易区分矿与非矿异常等。 (二)物探方法的种类、应用条件及地质效果简要列于表4—5。 物探方法的选择，一般是依据工作区的下列三方面情况，结合各种物探方法的特点进行选择：一是地质特点，即矿体产出部位、矿石类型(是决定物探方法的依据)、矿体的形态和产状(是确定测网大小、测线方向、电极距离大小与排列方式等决定因素)；二是地球物理特性，即岩矿物性参数，利用物性统计参数分析地质构
大学物理实验报告范文
大学物理实验报告范文 科技实验报告是描述、记录某个科研课题过程和结果的一种科技应用文体。撰写实验报告是科技实验工作不可缺少的重要环节。下面是小编为大家整理的最新小学生零花钱调查报告，欢迎阅读参考! 精确测定银川地区的重力加速度 测量结果的相对不确定度不超过5% 初步确定有以下六种模型方案： 方法一、用打点计时器测量 所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等. 利用自由落体原理使重物做自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的P点，用米尺测出OP的距离为h，其中t=0.02秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g. 方法二、用滴水法测重力加速度 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法三、取半径为R的玻璃杯，内装适当的液体，固定在旋转台上.旋转台绕其对称轴以角速度ω匀速旋转，这时
液体相对于玻璃杯的形状为旋转抛物面 重力加速度的计算公式推导如下： 取液面上任一液元A，它距转轴为x，质量为m，受重力mg、弹力N.由动力学知： Ncosα-mg=0 (1) Nsinα=mω2x (2) 两式相比得tgα=ω2x/g，又tgα=dy/dx，∴dy=ω2xdx/g， ∴y/x=ω2x/2g. ∴ g=ω2x2/2y. .将某点对于对称轴和垂直于对称轴最低点的直角坐标系的坐标x、y测出，将转台转速ω代入即可求得g. 方法四、光电控制计时法 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法五、用圆锥摆测量 所用仪器为：米尺、秒表、单摆. 使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h(见图1)，用秒表测出摆锥n转所用的时间t，则摆锥角速度ω=2πn/t 摆锥作匀速圆周运动的向心力F=mgtgθ，而tgθ=r/h
大学物理实验报告单摆测重力加速度
——利用单摆测重力加速度 班级： 姓名： 学号： 西安交通大学模拟仿真实验实验报告 实验日期：2014年6月1日 老师签字：＿＿＿＿＿ 同组者：无 审批日期：＿＿＿＿＿ 实验名称：利用单摆测量重力加速度仿真实验 一、实验简介 单摆实验是个经典实验，许多著名的物理学家都对单摆实验进行过细致的研究。本实验的目的是学习进行简单设计性实验的基本方法，根据已知条件和测量精度的要求，学会应用误差均分原则选用适当的仪器和测量方法，学习累积放大法的原理和应用，分析基本误差的来源及进行修正的方法。 二、实验原理 用一根绝对挠性且长度不变、质量可忽略不计的线悬挂一个质点，在重力作用下在铅垂平面内作周期运动，就成为单摆。单摆在摆角小于5°（现在一般认为是小于10°）的条件下振动时，可近似认为是简谐运动。而在实际情况下，一根不可伸长的细线，下端悬挂一个小球。当细线质量比小球的质量小很多，而且小球的直径又比细线的长度小很多时，此种装置近似为单摆。单摆带动是满足下列公式： 进而可以推出： 式中L 为单摆长度（单摆长度是指上端悬挂点到球重心之间的距离）；g 为重力加速度。如果测量得出周期T 、单摆长度L ，利用上面式子可计算出当地的重力加速度g 。 西安交通大学物理仿真实验报告
三、实验内容 1. 用误差均分原理设计单摆装置,测量重力加速度g. 设计要求: (1)根据误差均分原理,自行设计试验方案,合理选择测量仪器和方法. (2)写出详细的推导过程,试验步骤. (3)用自制的单摆装置测量重力加速度g,测量精度要求△g/g < 1%. 可提供的器材及参数: 游标卡尺,米尺,千分尺,电子秒表,支架,细线(尼龙线),钢球,摆幅测量标尺(提供硬白纸板自制),天平(公用). 假设摆长l≈70.00cm;摆球直径D≈2.00cm;摆动周期T≈1.700s; 米尺精度△ 米≈0.05cm;卡尺精度△ 卡 ≈0.002cm;千分尺精度△ 千 ≈0.001cm; 秒表精度△ 秒 ≈0.01s;根据统计分析,实验人员开或停秒表反应时间为0.1s 左右,所以实验人员开,停秒表总的反应时间近似为△ 人 ≈0.2s. 2. 对重力加速度g的测量结果进行误差分析和数据处理,检验实验结果是否 达到设计要求. 3. 研究单摆周期与摆长,摆角,悬线的质量和弹性系数,空气阻力等因素的关 系,试分析各项误差的大小. 四、实验仪器 单摆仪，摆幅测量标尺，钢球，游标卡尺（图1-图4）
南理工 机械院 控制工程基础实验报告
页眉 实验1 模拟控制系统在阶跃响应下的特性实验一、实验目的 根据等效仿真原理，利用线性集成运算放大器及分立元件构成电子模拟器，以干电池作为输入信号，研究控制系统的阶跃时间响应。 二、实验内容 研究一阶与二阶系统结构参数的改变，对系统阶跃时间响应的影响。 三、实验结果及理论分析 1.一阶系统阶跃响应 a.电容值1uF，阶跃响应波形： b.电容值2.2uF，阶跃响应波形： 页脚 页眉
，阶跃响应波形：电容值c.4.4uF 阶系统阶跃响应数据表2.一稳态终值U（∞）（V）时间常数T(s) 电容值c（uF）理论值实际值实际值理论值0.50 2.87 1.0 0.51 2.90 1.07 2.90 2.2 2.87 1.02 2.06 2.90 2.87 4.4 2.24 元器件实测参数=505kU= -2.87V R? R=496k? =500kR?2o1r其中 T?RC2U(?)??(R/R)U rc21页脚 页眉 误差原因分析： ①电阻值及电容值测量有误差；
②干电池电压测量有误差； ③在示波器上读数时产生误差； ④元器件引脚或者面包板老化，导致电阻变大； ⑤电池内阻的影响输入电阻大小。 ⑥在C=4.4uF的实验中，受硬件限制，读数误差较大。 3.二阶系统阶跃响应 a.阻尼比为0.1，阶跃响应波形： b.阻尼比为0.5，阶跃响应波形： 页脚 页眉 ，阶跃响应波形：0.7c.阻尼比为
，阶跃响应波形：阻尼比为1.0d. 阶系统阶跃响应数据表4.二ξR（?）峰值时间U(t) 调整时间稳态终值超调（%）震荡次数pow M（）t）t（s V（）（s UV）N psps6 62.7 2.8 0.3 0.1 2.95 454k 4.8 1 0.5 0.5 3.3 52.9k 2.95 11.9 0.4 1 0.7 0.3 0.4 24.6k 3.0 2.7 2.92 1.0 1.0 2.98 1.0 2.97k 2.98 页脚 页眉 四、回答问题
地球物理反演理论
地球物理反演理论 一、解释下列概念 1.分辨矩阵 数据分辨矩阵描述了使用估计的模型参数得到的数据预测值与数据观测值的拟合程度，可以表示为[][]pre est g obs g obs obs d Gm G G d GG d Nd --====，其中，方阵g N GG -=称为数据分辨矩阵。它不是数据的函数, 而仅仅是数据核G （它体现了模型及实验的几何特征）以及对问题所施加的任何先验信息的函数。 模型分辨矩阵是数据核和对问题所附加的先验信息的函数，与数据的真实值无关，可以表示为()()est g obs g true g ture ture m G d G Gm G G m Rm ---====，其中R 称为模型分辨矩阵。 2.协方差 模型参数的协方差取决于数据的协方差以及由数据误差映射成模型参数误差的方式。其映射只是数据核和其广义逆的函数, 而与数据本身无关。 在地球物理反演问题中,许多问题属于混定形式。在这种情况下,既要保证模型参数的高分辨率, 又要得到很小的模型协方差是不可能的,两者不可兼得,只 有采取折衷的办法。可以通过选择一个使分辨率展布与方差大小加权之和取极小的广义逆来研究这一问题: ()(1)(cov )u aspread R size m α+- 如果令加权参数α接近1,那么广义逆的模型分辨矩阵将具有很小的展布,但是模型参数将具有很大的方差。而如果令α接近0,那么模型参数将具有相对较小的方差, 但是其分辨率将具有很大的展布。 3.适定与不适定问题 适定问题是指满足下列三个要求的问题：①解是存在的；②解是惟一的；③解连续依赖于定解条件。这三个要求中，只要有一个不满足，则称之为不适定问题 4.正则化 用一组与原不适定问题相“邻近”的适定问题的解去逼近原问题的解,这种方法称为正则化方法。对于方程c Gm d =，若其是不稳定的，则可以表述为()T T c G G I m G d α+=，其中α称为正则参数，其正则解为1()T T c m G G I G d α-=+。这种方法叫做正则化方法。 5.多解性 由于观测数据并非无限,以及观测数据具有误差,使解具有多解性。 6.稳定性 反演问题就是从数据空间到模型空间的映射问题，如果数据空间有一个小范围的变化，相应于模型空间存在一个大范围的变化，则成这种映射或反演是不稳定的。实践证明，地球物理学中的反演问题都是不稳定的，只是严重程度不同罢了。
单摆测量重力加速度教案
用单摆测重力加速度 一、教学任务分析 高一学生已经学习了自由落体运动，了解了重力加速度的概念；本章前几节又学习了简谐运动，研究了单摆的振动周期，知道周期公式以及成立的条件。知识背景充足。我认为这一节课一是让学生加深对单摆简谐运动的理解和认识，二是培养学生实验技能，加强学生的科学素养，这才是这一节课最重要的目的。 二、教学目标 1、知识与技能 （1）、使学生学会用单摆测定当地的重力加速度； （2）、使学生学会处理数据的方法； （3）、让学生能正确熟练地使用秒表。 2、过程与方法 学生发散思维、探究重力加速度的测量方法──明确本实验的测量原理──组织实验器材、探究实验步骤──进行实验──分析数据，得出实验结论。这一条探究之路。 3、情感态度与价值观 （1）、通过课堂活动、讨论与交流培养学生的团队合作精神。 （2）、通过对振动次数的计数等培养学生仔细观察、严谨治学的科学素养。 三、教学重点与难点 重点： 1.了解单摆的构成。 2. 单摆的周期公式。 3. 处理数据的方法。 难点： 1. 计时的准确性。 2. 计数的准确性。 四、教学资源： 长约一米的细丝线、通过球心开有小孔的金属球、带有铁夹的铁架台、毫米刻度尺、秒表。多媒体。 五、教学设计思路 本设计的基本思路是： 第一，通过计时时刻的确定（以最低点速度最快时为计时起点）、推导用单摆测重力 加速度的公式（g= 2 2 4L T π? ? ）、摆球的要求（重且小）、摆长的确定（从球重心到悬点的长 度）及单摆做简谐运动的条件（在一个平面内运动且摆角小于50）。 第二，通过探讨测量加速度的方法，编写实验步骤时要指明器材、方法和公式；根据实验原理确定器材、通过测定摆球直径了解有效数字和精确度的匹配；通过测量30-50次全振动的时间确定周期以减小偶然误差；数据处理的两种方法平均法和图像法；试着分析实验误差。 第三，用分组探究、分析讨论的方法使学生深刻体会、经历实验的过程，让学生明白做什么，为什么这样做，这样做的误差在哪里，做一个实验的设计者和操作者，而不是旁观者和执行者。切实提高学生的实验技能，培养他们对物理实验的热情和素养。最后让学生利用课堂学到的实验技能写出用打点计时器测重力加速度的实验报告，加以巩固和提高。
南理工控制工程基础实验报告
南理工控制工程基础实验报告 成绩：《控制工程基础》课程实验报告班级：学号：姓名：南京理工大学2015年12月《控制工程基础》课程仿真实验一、已知某单位负反馈系统的开环传递函数如下G(s)?10 s2?5s?25借助MATLAB和Simulink完成以下要求：(1) 把G(s)转换成零极点形式的传递函数，判断开环系统稳定性。>> num1=[10]; >> den1=[1 5 25]; >> sys1=tf(num1,den1) 零极点形式的传递函数：于极点都在左半平面，所以开环系统稳定。(2) 计算闭环特征根并判别系统的稳定性，并求出闭环系统在0～10秒内的脉冲响应和单位阶跃响应，分别绘出响应曲线。>> num=[10];den=[1,5,35]; >>
sys=tf(num,den); >> t=[0::10]; >> [y,t]=step(sys,t); >> plot(t,y),grid >> xlabel(‘time(s)’) >> ylabel(‘output’) >> hold on; >> [y1,x1,t]=impulse(num,den,t); >> plot(t,y1,’:’),grid (3) 当系统输入r(t)?sin5t时，运用Simulink搭建系统并仿真，用示波器观察系统的输出，绘出响应曲线。曲线：二、某单位负反馈系统的开环传递函数为：6s3?26s2?6s?20G(s)?4频率范围??[,100] s?3s3?4s2?2s?2 绘制频率响应曲线，包括Bode图和幅相曲线。>> num=[6 26 6 20]; >> den=[1 3 4 2 2]; >> sys=tf(num,den); >> bode(sys,{,100}) >> grid on >> clear; >> num=[6 26 6 20]; >> den=[1 3 4 2 2]; >> sys=tf(num,den); >> [z , p , k] = tf2zp(num, den); >> nyquist(sys) 根据Nyquist判据判定系统的稳定性。
地震勘探实验报告
地震勘探实验报告 院系：_____________ 专业：_____________ 班级：_____________ 姓名：_____________ 2014年5月5日
地震勘探野外实验报告 一、基本任务 1.1 实验目的和要求 实验按指导书要求完成，以便通过此次实验，达到巩固和加深对校内课堂理论教学内容的理解和认识，提高分析和解决实际生产问题的能力；培养学生严肃认真的学习态度，理论联系实际，实事求是的科研作风；团结协作的精神。具体要求如下： 1、初步实践野外地震勘探各种技术工作； 2、基本掌握野外数据采集方法技术和地震仪器装备的使用和操作； 3、学习地震记录的分析与评价； 4、学习地震资料几种常规处理方法； 5、学习反射波地震勘探资料的构造解释。 1.2 实验内容 实验主要内容为：地震勘探野外数据采集方法作业，简单的数据处理和室内资料的解释成图，具体包括如下内容： 1、野外数据采集 ①工区地质、地球物理概况及地震地质条件的了解； ②测线布置依据和观测系统设计； ③排列的布设； ④仪器的学习及操作； ⑤仪器参数和观测系统参数的试验及正确设置； ⑥野外数据采集施工技术； 2、室内数据处理； 3、室内资料解释和成图 二、数据采集仪器 1、一台McSEIS-SX 48 XP地震仪（配件：一条电源线，一条大缆接受器,一个鼠标）(图一) 2、两根5m大缆 3、24个100Hz检波器 4、一块12V蓄电池 5、一条同步触发道 6、激发装置：一把18磅铁锤，一个铁块
7、测绳一根 9、罗盘一个 10、野外记录本 图一地震仪 图二部分实验仪器
三、野外地震勘探数据采集 3.1 测线的布置 测线布置的原则：主测线的方向，应尽可能地垂直地层或构造走向，并与设有地质钻井以及其他物探测线的方向重合，以利于各种勘探资料的对比分析和相互补充验证，主测线之间还应布置联络测线，以控制勘探精度。（图三） 图三测线布设 3.2 观测系统设计 反射波勘探一般采用多次覆盖系统。表示出共炮点线（含道号），共接收点线，共偏移距线，共CDP点线，并标出炮号、桩号、道号、道间距、覆盖次数和比例尺。（图四） 3.3 激发 实验采用锤击震源，采用18磅的铁锤以及15～25cm见方、重10～20kg的铁板作为锤击激发震源。激发点应平整、坚实、表层浮土应予清除，垫板要摆放平实。 3.4 接收 (1) 检波器的选择：根据勘探目的和勘探深度选择浅层反射波勘探100Hz的检波器。 (2) 检波器埋置：检波器要平稳、垂直（倾斜度应小于10o）、埋实在接收点位置上。检波器与电缆连接应正确，防止漏水造成的漏电和地面渍水造成的短路，也要防止极性接反和接触不良。（图五）