Лабораторная работа № 6 Измерение эффекта Доплера в воздухе

При изменении скорости источника звука относительно приемника изменяется частота регистрируемого сигнала. При удалении источника звука от приемника частота регистрируемого сигнала уменьшается, при приближении увеличивается по формуле

F = F₀ V₀ / (V₀ ± V)

Схема измерительной установки показана на рис. 12. Звуковой сигнал частотой от 2КГц до 10 КГц с генератора ГЗШ передается на излучатель. Излучатель звуковых волн может перемещаться относительно приемника со скоростью 1-2 м/с. Приемная часть состоит из микрофона, усилителя УНЧ-5 и схемы согласования с портом LPT компьютера. Схема согласования обеспечивает передачу во входной порт сигнала изменяющегося только по частоте и постоянного по амплитуде и состоит из транзисторного ключа подключенного к биту D3 порта 379h.

Рис.12

Программа выполняется в последовательности: строки 10-40 выполняют процедуру обращения к подпрограмме счета частоты 500-590, которая в переменную N записывает измеренную частоту с микрофона. По окончании вычисления ста измерений и суммировании их в переменную N1, производится расчет средней частоты F1=N1/100. Эффект Доплера измеряется по отклонению измеренной частоты N от среднего значения F1 и записывается в переменную F2 (строка 70). На экране монитора отображается график зависимости эффекта Доплера от времени.

В эксперименте производится перемещение только источника звуковых колебаний, что уменьшает шумы и повышает точность.

10 for i=0 to 100

20 gosub 500

30 n1=n1+n

40 next i

50 f1=n1/100

55 for k=0 to 200

60 gosub 500

70 f2=n-f1

80 pset(k, 150-f2)

100 next k

110 end

500 n=0

510 t1=timer t1 начальное состояние системных часов

520 a=inp (&h 379)

530 if a=127 then goto 20

540 a=inp (&h 379)

550 if a=119 then goto 40

560 n= n +1 счет импульсов

570 t2=timer t2 конечное состояние системных часов

580 if t2 – t1<1 then goto 520 если время счета импульсов меньше 1 сек.

590 return

Лабораторная работа № 7 Измерение распределения Гаусса

Закон распределения результатов многократных измерений физических величин происходит по экспоненциальному закону Гаусса. При измерении частоты генератора происходит спонтанная ее флуктуация, причины которой во флуктуации температуры, токов и напряжений в цепях. В работе производится измерение распределения Гаусса на примере измерения частоты генератора низкой частоты. Частота выбирается в пределах 20–200 Гц. Генератор подключается к биту D3 порта 379h (выводы 15 и 25).

Программа :

10dim m(100) -

20dim n (10)

30for a=1 to 100 количество измерений

40gosub 500

50m(a) = f

60next a

70for a=1 to 100 суммирование

80f1= f1+m(a)

90next a

100f2=f1/100 расчет средней частоты

110for b=1 to 10 сортировка результатов

120for a=1 to 100

130if m (a)=>f2-1+b and m(a)<f2 tnen n(b)=n(b)+1

140 next a

150 next b

160 for a=1 to 10

170 print n(a)

180 next a

190 end

500 f=0 обнуление счетчика

505 t1=timer включение таймера

510 c=inp(&h379)

520 if c=127 then goto1510

530 c=inp(&h379)

540 if c=119 then goto1530

550 t2=timer

560 t=t2-t1

565 f=f+1 счет частоты

570 if t<1 then goto 1505 счет в течение 1сек.

580 return

В программе созданы массивы: M(100) – запись результатов измерения частоты генератора, N(10)– запись десяти отклонений частоты от среднего значения с шагом +1 Гц. Подпрограмма счета частоты генератора записана в строках 500-580, результат ее работы записывается в переменную F. Строки 30-60 заполняют массив М при измерении ста значений частоты генератора.

Строки 70–100 предназначены для измерения среднего значения частоты F2.

Сортировка количества отклонений от среднего значения на +1,+2. и так далее до +10 Гц происходит в двух вложенных циклах строк 110–150, в результате заполняется массив N на десять ячеек. Строки 16—180 выполняют распечатку результатов на экране монитора в виде таблицы.