阻尼振动与受迫振动实验报告一、实验目的(一)观察扭摆的阻尼振动,测定阻尼因数
(二)研究在简谐外力矩作用下扭摆的受迫振动,描绘扭摆在不同阻尼的情况下的共振曲线(即幅频特性曲线)
(三)描绘外加强迫力矩与受迫振动之间的位相随频率变化的特性曲线(即相频特性曲线)
(四) 观测不同阻尼对受迫振动的影响
二、实验仪器扭摆(波尔摆)一套,秒表,数据采集器,转动传感器
三、实验任务1、调整仪器使波耳共振仪处于工作状态
2、测量最小阻尼时的阻尼比ζ 和固有角频率 ω 0
3、测量其他2 种或 3 种阻尼状态的振幅,并求ζ 、τ 、Q 和它们的不确定度
4、测定受迫振动的幅频特性和相频特性曲线
四、实验步骤1、打开电源开关,关断电机和闪光灯开关,阻尼开关置于“0”档,光电门H、I 可以手动微调,避免和摆轮或者相位差盘接触
手动调整电机偏心轮使有机玻璃转盘F 上的 0 位标志线指示 0 度,亦即通过连杆E 和摇杆 M 使摆轮处于平衡位置
然后拨动摆轮使偏离平衡位置 150 至 200 度,松开手后, 检查摆轮的自由摆动情况
正常情况下, 震动衰减应该很慢
2、开关置于“摆轮” ,拨动摆轮使偏离平衡位置150 至 200 度后摆动,由大到小依次读取显示窗中的振幅值θj;周期选择置于 “10”位置,按复位钮启动周期测量, 停止时读取数据1 0dT
并立即再次启动周期测量,记录每次过程中的1 0dT的值
(1)逐差法计算阻尼比ζ ;(2)用阻尼比和振动周期Td 计算固有角频率ω 0
3、依照上法测量阻尼(2、3、4)三种阻尼状态的振幅
求出 ζ 、τ 、Q 和它们的不确定度
4、开启电机开关,置于“强迫力”,周期选择置于“1”,调节强迫激励周期旋钮以改变电机运动角频率 ω ,选择 2 个或 3 个不同阻尼比 (和步骤 3 中一致),测定幅频和相频特性曲线,注意阻尼比较小( “0”和“ 1”档)时