Описание установки

Кимограф (Рис.2) является простейшим самописцем — регистрирующим прибором, автоматически записывающим изменения измеряемой величины с течением времени.

Электрокимограф предназначен для записи физиологических процессов - кровяного давления, дыхания, колебаний объема внутренних органов, внутримозгового давления и др.

Рис.2

Кимограф состоит из корпуса 1, барабана 2, колебательной системы 3. В корпусе прибора расположены: электрический двигатель, зубчатый механизм для передачи вращения от двигателя на фрикционный механизм, передающий вращение на барабан и плавно регулирующий скорость его вращения. На передней стенке корпуса расположены: ручка 4 для регулировки скорости вращения барабана; шкала, указывающая установленную скорость вращения (в относительных единицах); ручка 5 включения и выключения фрикционной передачи. На задней стенке находятся сетевой ввод и тумблер включения электродвигателя. Барабан служит для записи колебаний на закрепленном на нем листе бумаги специальным чернильным писчиком или карандашом. Запись может производиться также острым писчиком на закопченной бумаге.Колебательная система состоит из стального кронштейна 6, стальных пружин 7, груза 8 и соединенного с ним записывающего устройства. Прикрепляя к пружине грузы различной массы, можно изменять период колебаний системы.

Учебные задачи

Приборы и принадлежности: кимограф с колебательным устройством, секундомер, линейка.

Задание 1. Записать затухающие колебания с помощью кимографа.

1. Ознакомиться с устройством и работой кимографа и колебательной системой.

2. Установить ручку управления 5 в положение «холостой ход». Скорость вращения барабана регулируется от минимального до максимального значения, для этого ручку 4 вращать до совпадения соответствующей отметки лимба с указателем в глазке .

3. С помощью прижимного винта закрепить барабан на требуемой высоте.

4. Укрепить на барабане лист миллиметровой бумаги.

5. Подключить аппарат к сети и включить его. Установить ручку 5 в положение «рабочий ход».

6. Приблизить к барабану писчик так, чтобы он легко касался поверхности бумаги. Привести в колебание систему с начальной амплитудой 50 мм.

7. В момент прекращения колебаний выключить аппарат, снять бумажный лист с барабана.

Задание 2. Вычислить параметры затухающих колебаний.

1. На полученных кривых провести оси координат так, чтобы график соответствовал уравнению x=x₀ехр(-bt)coswt или x=x₀ехр(-bt)sinwt

2. По графику колебаний измерить пять последовательных амплитуд и построить графики зависимости амплитуды от времени и натурального логарифма амплитуды от времени: A=f(t) и ln =j(t);

3. Вычислить период T= t/n колебаний. Для чего определите время n колебаний в трех различных участках графика (серии из трех - четырех колебаний), приняв скорость движения листа бумаги равной 10 мм/с (Время уточнить у преподавателя).

-вычислить период для каждой серии колебаний,

-вычислить среднее значение периода, среднюю абсолютную ошибку и относительную ошибку: Т; DТ; Е_Т ( результаты занести в таблицу 1 )

4. Определить логарифмический декремент затухания для каждой серии колебаний по формуле: l= ln A_t/ A_t+T.

-вычислить среднее значение этого параметра, среднюю абсолютную и относительную ошибки: l; Dl; Е_l.

5. Вычислить коэффициент затухания: b=l / Т

6. Определить коэффициент сопротивления: r = 2bm. ( m - масса колеблющейся системы ).

7. Вычислить круговую частоту: w =2p/T

8. Определить коэффициент упругости к = m (w²+b²)

Результаты измерений записать в таблицу 1.

Таблица 1

№ серии	n	t ( с )	T ( с )	DT ( с )	At ( мм )	At+T (мм)	l	Dl	b ( с-1.)	r ( кг/с )
1
2
3
			Tср=	DTср= ET=			lср=	Dlср= El=
m(кr)	=	w	(с-1)	=	К =

Сделать вывод в котором: Записать решение дифференциального уравнения затухающих колебаний с параметрами, определенными из эксперимента.