【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种示波器的原理及应用实验平台。属于外骨骼机器人人机交互。
技术介绍
1、目前教学中涉及到物理示波器原理及应用实验平台(简称示波器实验)主要通过信号发生器生成两路不同幅值、不同频率和不同相位的交流信号，然后生成李萨如波形并在示波器中予以观察。示波器实验既锻炼了学生操作示波器和函数发生器这些基本仪器的能力，也能让学生理解信号的生成与变换会产生具有美感的波形进而提高学习兴趣。但是现有实验平台仍存在一些不足：
2、1、示波器直接显示了信号合成的结果，对于信号的变换过程没有任何直观体现，容易造成学生知其然不知其所以然。
3、2、李萨如图实际上是一个质点同时在x轴和y轴上作简谐运动形成的。但是，李萨如实验只做两个信号的频率比为1：1，2：1，3：1和2：3这几种特殊情况，如果这两个相互垂直的振动的频率不是整数关系，那么它们的合成运动就会比较复杂，而且轨迹是不稳定的。这使得学生无法从不同频率角度做实验，造成学生对变量的连续变化缺少完整认知。
4、3、实验波形基于时域，而后续专业课会碰到基于频域的傅里叶变换，时域波形变换为频率频谱。造成实验在铺垫与继承方面缺少呈现，学生的学习不能放到系统中去，只能孤立学习。
5、因此，如果实验平台既能保留传统实验过程，又增加信号合成过程、增加信号频率变比变化过程，增加时域频域变换过程，则能够让学生在掌握示波器原理及应用基础上，从实践性实验变成探究性实验，掌握物理过程变换的实质和规律具有重要的教学意义。
技术实现思路>
1、本专利技术的目的在于克服上述不足，提供了一种示波器的原理及应用实验平台。
2、本专利技术的目的是这样实现的：
3、一种示波器的原理及应用实验平台，其特点是：包括信号发生器、示波器、电源、驱动器、xyz三维模组、画板、画笔、控制器、底座和机械手指，信号发生器、示波器、电源、驱动器、xyz三维模组、画板和控制器均设置在底座上；画笔和机械手指固定设置在xyz三维模组上，画板位于画笔的下方；
4、信号发生器的输出信号分别与示波器的输入端口和控制器的输入端口连接，控制与xyz三维模组连接，xyz三维模组与驱动器连接，驱动器控制xyz三维模组的机械运动。
5、进一步的，信号发生器和示波器并排设置在底座的中部靠左位置，控制器位于信号发生器的前方，驱动器和电源设置在底座的右上位置；xyz三维模组位于信号发生器和示波器的后方；。
6、进一步的，信号发生器额外增加了调节按钮，可以调节输入不同频率比的x/y信号。
7、进一步的，xyz三维模组采用xy-1200型。
8、一种示波器的原理及应用实验平台的操作步骤如下：
9、s1、连接线路；
10、信号发生器的输出信号连接到示波器的输入端口上，连接完成后调整信号发生器的输出频率、幅度参数，以及示波器的垂直灵敏度和时间灵敏度参数，接着将信号发生器与控制器使用线缆直接相连接；
11、s2、启动电源；
12、将电源打开；
13、s3、选择信号输出形式；
14、选择信号输出形式和所需信号的频率范围；
15、s4、示波器显示时域波形图像；
16、等待示波器接收到固定频率比和相位差的信号后，示波器成功接收到并处理了这些信号，显示屏上输出相应的波形图像；
17、s5、xyz三维模组的驱动；
18、控制器接收到来自信号发生器的命令后，通过驱动器控制控制xyz三维模组的机械运动，在xyz三维模组移动的同时，画笔也随之移动，并在画板上实时绘制出波形图象的产生路径；
19、s6、时域波形转换为频域频谱；
20、时域波形绘制出后，xyz三维模组上的机械手指接收到指令后旋转示波器的调节按钮将显示的时域波形转化为频域上的频谱分布；接着画板清空时域波形开始绘制频域频谱；
21、s7、改变信号输出频率比；
22、调节示波器的信号调节按钮将信号的频率比为1：1变为1：1.5，观察示波器产生的时域波形图象以及xyz三维模组的运动路径，同时与频率比为1：1的波形图像相对比，体会信号频率变比变化过程；
23、s8、断开连接，关闭电源。
24、将电源关闭。
25、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
26、本专利技术可以将不同频率比的李萨如波形以一种直观且清晰的路径过程展示出来，整个过程实现了物理现象与机械运动的有机结合。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种示波器的原理及应用实验平台，其特征在于：包括信号发生器、示波器、电源、驱动器、XYZ三维模组、画板、画笔、控制器、底座和机械手指，信号发生器、示波器、电源、驱动器、XYZ三维模组、画板和控制器均设置在底座上；画笔和机械手指固定设置在XYZ三维模组上，画板位于画笔的下方；
2.根据权利要求1所述的一种示波器的原理及应用实验平台，其特征在于：信号发生器和示波器并排设置在底座的中部靠左位置，控制器位于信号发生器的前方，驱动器和电源设置在底座的右上位置；XYZ三维模组位于信号发生器和示波器的后方；。
3.根据权利要求1所述的一种示波器的原理及应用实验平台，其特征在于：信号发生器额外增加了调节按钮，可以调节输入不同频率比的X/Y信号。
4.根据权利要求1所述的一种示波器的原理及应用实验平台，其特征在于：XYZ三维模组采用XY-1200型。
5.一种示波器的原理及应用实验平台，其特征在于：示波器的原理及应用实验平台操作步骤如下：
【技术特征摘要】
1.一种示波器的原理及应用实验平台，其特征在于：包括信号发生器、示波器、电源、驱动器、xyz三维模组、画板、画笔、控制器、底座和机械手指，信号发生器、示波器、电源、驱动器、xyz三维模组、画板和控制器均设置在底座上；画笔和机械手指固定设置在xyz三维模组上，画板位于画笔的下方；
2.根据权利要求1所述的一种示波器的原理及应用实验平台，其特征在于：信号发生器和示波器并排设置在底座的中部靠左位置，控制器位于信号发生器的前方，驱动器...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢亮，杜春涛，孟庆海，张进治，韩玉香，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：
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