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驻波实验系统误差及数据处理分析与讨论 第5页

更新时间:2016-9-27:  来源:毕业论文
2. 驻波实验系统误差及数据处理分析与讨论 第5页
2.1 系统误差分析
固定频率的的误差分析:
一般实验室内驻波实验,都是利用音叉带动弦线振动,再通过调节弦线的长度与所挂钩码的质量来调节,从而形成稳定的驻波。再测量出波节与波节之间的距离,再利用(7),可以变形为:
                                                   (8)
再对两边取对数得:
                        (9)
设,,,,并将实验数据带入,用最小二乘法计算a,b和r的值,计算出来:`
                                                  (10)
                                                (11)
验证线性关系,通过来计算线密度,f取电动音叉的固有振动频率。
计算出波速:利用公式计算出V,利用(7)式计算出,再计算出相对误差为(11)式。
。                         (12)
计算先振动频率:利用(7)式,计算出振动频率。再计算出相对误差:                         (13)
2.2 利用origin软件进行数据处理
    随着计算机及软件的发展,实验数据计算机分析处理,已成为测试技术数据处理的发展方向。因为它可以代替大量人工繁琐的计算,节省时间。本文用origin软件对数据进行处理分析,简便有效[4]。
2.2.1 张力与波长的研究
将表1中的f=50Hz的那组数据,输入origin软件的指定的表格中,即为T与λ对应的一组数据。然后描出实验数据对应的散点,再点击Analysis命令中的Fitting选项,选择Fit Polynomial命令进行拟合[11],拟合结果如图4。
图4  拟合结果
图5  拟合图像
 利用origin软件进行多项式拟合,即为Y=Intercept+B1*X+B2*X^2。分别将不同频率时候的T与λ的数据由表1利用origin软件进行多项式拟合,可得不同频率时,对应的R-Square值分别为:0.99788,0.99772,0.99821,0.99887,0.99997,0.99977.可以比较的当频率为90Hz时拟合效果最好,所得的误差也最小。f=90Hz时的拟合图像为图5。本文来自辣)文!论(文@网,毕业论文 www.751com.cn 加7位QQ324'9114找源文拟合出来的曲线方程为(14)式。
                                 (14)
频率越小,波长越长,弦线上不能出现多个波腹或者波峰,波长测量值误差增大;频率越大,振幅越小,弦线上波动不明显,也会增大波长的测量误差[3]。所以对上述不同频率的图像进行分析得出,当f=90Hz时所得的相对误差最小。此频率研究弦线所受张力与波长曲线关系效果最好。
2.2.2 张力与频率的关系
将表2的数据按上述的步骤也分别进行线性拟合,T与f的关系图像可以用origin作图拟合出来[11]。拟合结果为图6

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