数字逻辑分析与设计实验报告门电路测量实验.docx
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数字逻辑分析与设计实验报告门电路测量实验.docx
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数字逻辑分析与设计实验报告门电路测量实验
数字逻辑分析与设计实验报告--门电路测量实验
实验报告题目:
门电路测量实验
课程名称:
数字逻辑分析与设计
姓
名:
院
(系):
专业班级:
学
号:
指导教师:
成
绩:
时间:
20XX
年
10
月
30
日
目
录
1
实验目的…………………………………………………………………………………………1
2
实验内容…………………………………………………………………………………………1
3
实验设备…………………………………………………………………………………………1
4
实验原理…………………………………………………………………………………………1
5
实验过程及结果………………………………………………………………………………2
6
实验心得…………………………………………………………………………………………4
1.实验目的
1、掌握用测量门电路技术参数的基本方法
2、熟悉74LS00芯片的封装和逻辑功能
2.实验内容
1、验证与非门74LS00的逻辑功能
2、化简函数F=∑(1,3,5,9)+∑
d(7,11,13),并用与非门74LS00实现。
要求:
用卡诺图化简,并画出逻辑电路图及芯片连线图。
3、验证异或门74LS86的逻辑功能。
3.实验设备
实验电路板,74LS00型号芯片,74LS86型号芯片,各色导线若干。
4.实验原理
1、为了验证某一种门电路功能,首先选定元型号,并正确连接好元的工作电压端。
选定某种“逻辑电平输出”电路,该电路应具有多个输出端,每个端都可以独立提供逻辑“0”和“1”两种状态,将被测门电路的每个输入端分别连接到“逻辑电平输出”电路的每个输出端。
选定某种具有可以显示逻辑状态“0”或“1”的电路,将被测门电路的输出端连接到这种电路的输入端上。
确定连线无误后,可以上电实验,并记录实验数据,分析结果。
2、实验使用的集成电路都采用的是双列直插式封装形式,其管脚的识别方法为:
将集成块的正面印有集成电路型号标记面对着使用者,集成电路上的标识凹口朝左,下角第一脚为一脚,按逆时针方向顺序排布其管脚。
5.实验过程及结果
5.1验证与非门74LS00的逻辑功能
图1
74LS00引脚连接图
5.2化简函数F=∑(1,3,5,9)+∑d(7,11,13),并用与非门74LS00实现。
要求:
用卡诺图化简,并画出逻辑电路图及芯片连线图
1、函数F=∑(1,3,5,9)+∑
d(7,11,13)的卡诺图化简,得到F
图2
函数F的卡诺图化简
2、继续用公式化简F,得到有三个与非门的F;能够用一个74LS00连接;并画出逻辑电路图
图3
F的化简形式及逻辑电路图
3、作出函数F的真值表
输入
输出
A
C
D
F
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
5.3验证异或门74LS86的逻辑功能
将74LS86正确接入电路,注意识别引脚位置,按要求输入信号,测出相应的输出逻辑电平,得表达式为Y=A⊕B
6.实验心得
第一次做数电实验,因为之前对芯片不是很了解,导致刚开始做实验的时候进程很慢,而且还因为Vcc和GND引脚搞混而烧坏了一个芯片,所以这次实验课我的收获很大,学到了很多知识。
以后做书店试验的时候一定会更加细心,尽量少出错。
实验成绩评定表
成绩
采用五级分制:
优、良、中、及格、不及格
指导教师评语:
签
名:
*年*月*日
5
篇2:
理论力学实验报告指导答案
理论力学实验报告指导答案
本文关键词:
力学,答案,理论,指导,实验
理论力学实验报告指导答案
本文简介:
实验一振动测试系统组成及基本仪器使用方法1—底座;2—支座;3—二(三)自由度系统;4—薄壁圆板支承螺杆;5—固定铰;6—非接触式激振器;7—薄壁圆板;8—电动式激振器;9—电机压板;10—偏心电机;11—加速度传感器;12—简支梁;13—活动铰;14—悬臂梁;15—圆支柱;16—质量;17—调压器
理论力学实验报告指导答案本文内容:
实验一
振动测试系统组成及基本仪器使用方法
1—底座;
2—支座;
3—二(三)自由度系统;
4—薄壁圆板支承螺杆;
5—固定铰;6—非接触式激振器;
7—薄壁圆板;8—电动式激振器;
9—电机压板;
10—偏心电机;11—加速度传感器;
12—简支梁;13—活动铰;14—悬臂梁;15—圆支柱;16—质量;17—调压器;
18—电动式激振器支座;
19—ZK-4JCZ型激振测振仪;
20—信号源;
21—计算机及虚拟仪器库;
22—打印机
图1
实验装置与结构框图
传感器1输入
传感器2输入
一道振动幅值
二道振动幅值
频率/功率显示值
频率,周期,灵敏度调节
及步进,锁定旋钮
一道,二道增益及测试方式状态
设置选择及参数选择旋钮
扫频
选择
方式
选择
灵敏度选择
显示选择
功率输出选择
功率幅度调节
信号源调节
功率输出B道
功率输出A道
信号源
波形输出
ZK—4JCZ型激振测振仪功能分布图
ZK-4JCZ型激振测振仪是一种多功能测量仪器。
它包括信号源、功率放大器及两个配接加速度计的测量通道,可对振动的加速度、加速度或位移进行测量。
16
实验二
简谐振动幅值测量
一、实验目的
1.
了解振动信号位移、速度、加速度的关系。
2.
学会用压电式加速度传感器测量简谐振动的位移、速度、加速度幅度。
二、实验装置与仪器框图
实验装置与仪器框图见图
(1)
图
(1)
实验装置与仪器框图
四、实验方法
1.
激振信号源输出端接电动式激振器,用电动式激振器对简支梁激振。
2.
用加速度传感器拾振,加速度传感器的输出接测振仪。
3.
开启激振信号源的电源开关,对系统施加交变正弦激振力,使系统产生振动,调整信号源的输出调节开关便可改变振幅大小。
调整信号源的输出调节开关时注意不要过载。
4.
分别用测振仪的位移X、速度V、加速度A各档进行测量和读数。
五、实验报告
1.
实验数据表1
频率f
位移X(um)
速度V(cm/s)
加速度A(cm/s2)
30
47
50
56
60
68
2.
根据位移X,按公式
(2)计算速度V、加速度A。
3.
根据速度V,按公式
(2)计算位移X、加速度A。
4.
根据加速度A,按公式
(2)计算位移X、速度V。
5.
位移、加速度、加速度幅值的实测值与计算值有无差距?
为什麽?
实验三
单自由度系统强迫振动的幅频特性、固有频率和阻尼的测定
一、实验目的
1.
学会用测量单自由度系统强迫振动的幅频特性曲线。
2.
学会根据幅频特性曲线确定系统的固有频率f0和阻尼比。
二、实验装置与仪器框图
实验装置与仪器框图如图
(1)所示。
图
(1)实验装置与结构框图
式(3)叫做系统的幅频特性。
将式(3)所表示的振动幅值与激振频率的关系用图形表示,称为幅频特性曲线,如图
(2)b所示。
a
单自由度系统的力学模型
b
幅频特性曲线
图
(2)
单自由度系统的力学模型与幅频特性曲线
在图
(2)b中,Bmax
为系统共振时的振幅,f0为系统的固有频率,f1、f2为半功率点频率。
振幅最大时的频率叫共振频fa。
有阻尼时,共振频率为:
fa=f0
(4)
当阻尼较小时,fa≈f0,故以固有频率f0作为共振频率fa。
在小阻尼情况下可得:
ζ=
(5)
f1、f2的确定如图
(2)
所示。
四、实验方法
1.
将加速度传感器置于简支梁上,其输出端接测振仪,用来测量简支梁的振动幅值。
2.将电动式激振器接入激振信号源输出端,开启激振信号源的电源开关,对简支梁系统施加交变正弦激振力,使系统产生正弦振动。
3在激振力不变的情况下,调整激振信号源输出信号的频率,并从测振仪上读出各频率及其对应的幅值,填入表
(1)。
五、实验报告
1.
实验数据
表
(1)
频率
f(Hz)
yy
振幅
B(um)
hh
2.
根据表
(1)中的实验数据,用计算机Microsoft
offices
Excel
(电子表格)绘制出实验中系统强拍振动的幅频特性曲线图。
3.
确定系统固有频率f0。
(幅频特性曲线共振峰上最高点对应的频率近似等于系统的固有频率)。
4.确定阻尼比ζ。
按图
(2)b计算0.707Amax,,然后在幅频特性曲线上确定f1、f2,利用式(5)计算阻尼比。
实验四
二自由度系统各阶固有频率及主振型测定
一、实验目的
1.
学会用共振法确定二自由度系统的各阶固有频率。
2.
观察二自由度系统的各阶振型。
3.
将实验所测得的各阶固有频率、振型与理论计算值相比较。
二、实验装置与仪器框图
实验装置与仪器框图见图
(1)
图
(1)
实验装置与仪器框图
这样一个二自由度系统具有两个固有频率。
当给系统一个激振力时,系统发生振动,该振动是两个主振型的迭加。
当激振频率等于某一阶固有频率时,系统的振动就是这一阶固有频率的主振型,而另一阶振型的影响可忽略不计。
在测定系统的固有频率时,需要连续调整激振频率,使系统出现某阶振型且振幅达到最大,此时的激振频率即是该阶固有频率。
图
(2)
二自由度系统的力学模型
由振动理论知:
M=K=0
(1)
系统的各阶固有频率为:
一阶固有频率
f1=
(2)
二阶固有频率
f2=
(3)
式中:
弦上集中质量
m=0.0045
千克
弦丝张力
T=()
牛顿
弦丝长度
L=0.625
米
固有频率
f1=ω1/2π
赫兹
各阶主振型如图(3)所示。
图(3)
二自由度系统的主振型
四、实验方法
1.
将非接触式激振器接入激振信号源输出端,把激振器对准钢质量块A或B,保持一定的初始间隙(约为
8~10mm),使振动时激振器不碰撞质量块。
2.
用1kg或2kg的重锤调整所需张力T,张力T不同,测得的固有频率不同。
3.
开启激振信号源的电源开关,对系统施加交变正弦激振力,使系统产生振动,调整信号源的输出调节开关便可改变振幅大小。
调整信号源的输出调节开关时注意不要过载。
4.
激振频率由低到高逐渐增加,当观察到系统出现如图(3)所示的第一阶振型且振幅最大时,激振信号源显示的频率就是系统的一阶固有频率
。
依此下去,可得到如图(3)所示的第二阶振型和二阶固有频率。
五、实验报告
1.将不同张力下各阶固有频率的理论计算值与实测值填入下表
弦丝张力
T=1×9.8(N)
固有频率
f1
f2
理论值
实测值
2.绘出观察到的二自由度系统振型曲线。
3.根据式
(2);(3)计算出各阶固有频率理论值、理论振型,并与实测固有频率、实测振型相比较,是否一致?
如有误差产生的原因在哪里?
实验五
连续弹性体悬臂梁各阶固有频率
及主振型的测定
一、实验目的
1.
用共振法确定连续弹性体悬臂梁横向振动时的各阶固有频率。
2.
观察分析梁振动的各阶主振型。
3.
将实测的各阶固有频率、振型与固有频率理论值、理论振型相比较。
二、实验装置与仪器框图
实验装置与仪器框图见图
(1)
图
(1)
实验装置与仪器框图
本实验取:
L=18.5cm
b=
1cm
h=0.065cm
E=2×106
kg/cm2
p=0.0078
kg/cm3
各阶固有频率之比:
f1:
f2:
f3:
…
…=1:
6.25:
17.5
…
…
(3)
进一步可计算出悬臂梁的
一、二、三阶固有频率和振型如图(3)所示。
图(3)
悬臂梁的
一、二、三阶固有频率和主振型
四、实验方法
1.
选距固定端L/4之处为激振点,将激振器端面对准悬臂梁上的激振点,保持初始间隙δ=6~8mm。
2.
将非接触式激振器接入激振信号源输入端,开启激振信号源的电源开关,对系统施加交变正弦激振力,使系统产生振动,调整信号源的输出调节开关便可改变振幅大小。
调整信号源的输出调节开关时注意不要过载。
3.
调整信号源,使激振频率由低到高逐渐增加,当系统出现明显的一阶主振型且振幅最大时,激振信号源显示的频率就是梁的第一阶固有频率。
找到一阶固有频率后,不再调整激振频率,只改变激振源输出功率的大小(即改变激扰力幅值大小),并观察振型随激扰力大小变化的情况。
用上述同样的方法可确定梁的二、三阶固有频率及振型。
五、实验报告
1.各阶固有频率的理论计算值与实测值
表1
固有频率(Hz)
f1
f2
f3
理论值
实测值
2.
绘出观察到的悬臂梁振型曲线。
3.
根据式
(1);
(2);(3)计算出各阶固有频率理论值、理论振型,并与实测固有频率、实测振型相比较,是否一致?
如有误差产生误差的原因在哪里?
实验六
拍振实验
一、实验目的
1.
观察拍振现象,建立拍振的概念。
2.了解消除或减弱拍振的现象。
二、实验装置与仪器框图
实验装置与仪器框图见图
(1)
图(1)
实验装置与仪器框图
三、实验原理
当结构振动时,有时会产生所谓拍的现象。
什麽叫拍?
如对简支梁系统施加两个频率接近、振幅不等的激振力,使系统产生振动,用测振仪测得系统的横向水平振动波形如图(2)所示,其振幅是周期地变化,这种现象就叫做拍。
总的来讲,两个频率接近、振幅不等的振动迭加就能形成拍。
根据拍振原理,设两个频率接近、振幅不等的振动为:
y1
=A1sin(ω1t)
y2
=A2sin(ω2t)
图(2)
拍振现象
合振动y=y1
+y2=A1sin(ω1t)+
A2sin(ω2t)
y=Asin(t+j)
(1)
式中:
A—合振动振幅
j—
初相角
A=
j=tg-1(
tgt)
(2)
分振动
y1、y2与合振动
y的波形如图
(2)所示,合振动的频率及周期为
f合=
=
(3)
T合=
=
合振动的振幅随时间在最大振幅Amax与最小振幅Amin间作周期变化,就形成了拍,
在拍振图形上,有最大振幅的一段叫拍的腹,最小振幅的一段叫拍的腰,腰和腹总是间隔地出现。
在单位时间内腰或腹出现的次数叫拍的频率f拍,振幅大小改变一次的时间叫拍的周期T拍。
f拍=
f2-f1=
(5)
T拍=
=
从(5)式可知,两个分振动的频率相差越小,拍振动的周期就越大。
四、实验方法
1.将传感器置于简支梁上,用来测量简支梁振幅A。
2.用调速电机对简支梁施加频率为f1的激扰力,使之产生振幅为A1的分振动,用虚拟式FFT分析仪测量出频率f1,记下f1、A1和调压器刻度,关掉调压器。
3.用电动式激振器对简支梁施加频率为f2的激扰力,使之产生振幅为A2的分振动。
调整激振频率和幅值,满足f1A2。
记下f2、A2值。
4.分振动频率、幅值不变,用调速电机和电动式激振器同时对简支梁激振。
传感器测得的振动经测振仪变换成位移信号后输入计算机或示波器进行显示。
五、实验报告
1.
实验数据
表
(1)
分
振
动
y1
分
振
动
y2
频
率
f1=(
)Hz
f2=
(
)Hz
幅
值
A1=(
)um
A2=(
)um
2.
绘出在计算机屏幕上观察到的拍振波形。
3.
根据表
(1)数据计算Amax、Amin、f合、f拍、T拍。
4.
如果微微调节激振器频率f1
或电机转速f2,观察拍的频率f拍
的变化,实验与理论是否一致?
5.对结构来讲,拍是不利的现象,如果拍的最大振幅大于允许值,则必须消除或减弱拍的现象。
你用什么方法来改变拍的现象?
篇3:
紫甘薯红色素提取、纯化实验设计报告紫甘薯红色素提取、纯化实验设计报告
本文关键词:
红色素,甘薯,纯化,提取,实验
紫甘薯红色素提取、纯化实验设计报告
本文简介:
食品与生物工程学院食品科学研究训练报告
题目:
紫甘薯红色素的制备指导教师孙晓侠班级13级食品工程本3班姓名夏小伟学号51306023026紫甘薯红色素的提取、纯化研究一.课题的目的及意义食用色素不仅影响食品的品质,而且与人类的营养和健康密切相关。
食用色素按来源分为天然和合成色素2大类。
随着现代科学的发
紫甘薯红色素提取、纯化实验设计报告
本文内容:
食品与生物工程学院
食品科学研究训练报告题目:
紫甘薯红色素的制备
指导教师
孙晓侠
班
级
13级食品工程本3班
姓
名
夏
小
伟
学
号
51306023026
紫甘薯红色素的提取、纯化研究
一.课题的目的及意义
食用色素不仅影响食品的品质,而且与人类的营养和健康密切相关。
食用色素按来源分为天然和合成色素2大类。
随着现代科学的发展,人们发现合成色素对人体有不同程度的毒性甚至致癌性,因此各国对允许使用的合成色素的种类及用量要求越来越严格。
与合成色素相比,天然食用色素不仅种类繁多,色泽自然,而且安全可靠,无毒副作用,许多品种还具有药理功能。
因此,从天然产物中提取和分离各种食用天然色素替代人工合成色素已成为食品科学领域研究的热点之一。
我国是世界上最大的甘薯生产国,紫甘薯品质独特,抗病、抗旱涝性强,产量高,易贮存,价格低廉。
最主要的是其含有丰富的天然色素,紫甘薯色素具有抗氧化、抗突变、预防心脑血管疾病、保护肝脏、抑制肿瘤细胞发生等多种生理功能。
而且,紫甘薯色素属于对光、热都比较稳定的水溶性色素,对金属离子的耐受性明显强于其他天然色素,同时还具有较强的抗还原性,在食品中较稳定,可以广泛用作食品着色剂,在加工和贮藏过程中有很大的优势。
二.实验方法
紫甘薯红色素的提取:
称取适量的紫甘薯→加入提取剂(盐酸)→取上清液→吸附、洗脱→色素粗提液→旋转蒸发浓缩→冷冻干燥→色素粗提物。
选取提取液浓度,提取时间,提取温度,料液比进行单因素及正交实验。
三.实验材料
紫甘薯、盐酸、X-5大孔树脂、S-8大孔树脂、95%的乙醇、旋转蒸发器、分光光度计
四.实施方案和技术路线
1.最大吸收波长的确定
根据检索资料知最大吸收波长为528nm。
(李新华,林琳,鄂巍.
紫甘薯红色素提取技术的研究[J].
沈阳农业大学学报,20xx,38(4):
556-559.)
2.最佳提取盐酸浓度的确定
称取2.0g紫甘薯,分成五组,分别在0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%的盐酸浓度下浸提1h,在波长528nm下测吸光值,得到最佳盐酸溶液浓度。
2.最佳提取温度的确定
称取2.0g紫甘薯,分成五组,在最佳提取盐酸浓度下,分别在30、40、50、60、70℃的浸提温度下浸提1h,在波长528nm下测吸光值,得到最佳提取温度。
3.最佳料液比的确定
称取2.0g紫甘薯,分成五组,在最佳提取盐酸浓度下,最佳提取温度的条下,分别在1:
10、1:
20、1:
30、1:
40、1:
50的料液比下浸提1h,在波长528nm下测吸光值,得到最佳料液比。
4.最佳提取时间的确定
称取2.0g紫甘薯,分成五组,在最佳提取盐酸浓度下,最佳提取温度,最佳料液比的条下,分别浸提0.5、1、1.5、2、2.5h,在波长528nm下测吸光值,得到最佳提取时间。
五.结果分析
1.最佳提取盐酸浓度的确定结果分析
组名
1
2
3
4
5
盐酸浓度(%)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
吸光值(A)
0.374
0.428
0.582
0.584
0.589
分析数据可知,当盐酸浓度为0.3%时提取的效果已经达到了不错的效果,再增加盐酸浓度效果不显著,所以确定最佳的提取盐酸浓度为0.3%。
2.
最佳提取温度的确定的结果分析
组名
1
2
3
4
5
温度(℃)
30
40
50
60
70
吸光度(A)
0.423
0.487
0.578
0.583
0.592
分析数据可知,当提取温度达到50℃时,提取已经达到了不错的效果,再增加温度效果不显著,所以确定最佳的提取温度为50℃。
3.
最佳料液比的确定的结果分析
组名
1
2
3
4
5
料液比
1:
10
1:
20
1:
30
1:
40
1:
50
吸光值(A)
0.543
0.586
0.656
0.663
0.672
分析数据可知,当料液比为1:
30时,提取已经达到了不错的效果,再增加料液比效果不显著,所以确定最佳料液比为1:
30。
4.
最佳提取时间的确定的结果分析
组名
1
2
3
4
5
时间(h)
0.5
1
1.5
2
2.5
吸光值(A)
0.432
0.487
0.565
0.573
0.582
分析数据可知,当提取时间为1.5h时,提取已经达到了不错的效果,再增加时间效果不显著,所以确定最佳提取时间为1.5h。
通过以上各单因素的实验测定,发现各因素对紫甘薯红色素的提取都有一定的影响,且影响程度不同,其中料液比的影响最为显著。
再用正交助手对以上数据进行处理,得以下正交实验水平表
正交实验因素水平表
水平
因素
A
温度/℃
B
时间/h
C
料液比
D
盐酸浓度/%
1
40
1
1:
20
0.2
2
50
1.5
1:
30
0.3
3
60
2
1:
40
0.4
紫甘薯色素提取L9(33)正交试验方案及结果
试验号
A
温度/℃
B
时间/h
C
料液比
D
盐酸浓度/%
吸光值/A
1
40
1
1:
20
0.2
0.639
2
40
1.5
1:
30
0.3
0.509
3
40
2
1:
40
0.4
0.443
4
50
1
1:
30
0.4
0.619
5
50
1.5
1:
40
0.2
0.452
6
50
2
1:
20
0.3
1.082
7
60
1
1:
40
0.3
0.521
8
60
1.5
1:
20
0.4
1.316
9
60
2
1:
30
0.2
0.734
K1
0.530
0.593
1.012
0.608
K2
0.718
0.759
0.621
0.704
K3
0.857
0.753
0.472
0.793
R
0.327
0.166
0.540
0.185
效应曲线图
从图中可以看到最佳提取温度为60℃,最佳提取时间为1.5h,最佳料液比是1:
20,最佳提取盐酸浓度为0.4%。
通过正交实验得最佳实验条为A3B2C1D3。
在此条下,称取300g紫薯→加入0.4%盐酸6000ml→在60℃提取温度下提取1.5h→取上清液→用AB-8的大孔树脂吸附洗脱→色素粗提液→旋转蒸发器→冷冻干燥→423mg色素粗体物
5.紫甘薯红色素的纯化
采用AB-8大孔树脂对色素粗提液进行纯化。
采用1cm×10cm的吸附柱,树脂填充量为8ml,流速为1ml/min,吸附饱和后,用70%乙醇水溶液以1ml/min的流速对色素进行解吸,解吸液经旋转蒸发浓缩后,冷冻干燥得色素纯品。
结论
本研究采用盐酸为提取剂,通过单因素和正交实验,确定了紫甘薯中花青素提取的最佳工艺:
料液比1:
20,提取时间1.5h,提取剂浓度为0.4%,提取温度为60℃;并采用了AB-8大孔树脂对300g紫薯的色素粗提液进行了纯化得到了423mg色素纯
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