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Phywe
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RS232
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Phywe RS232 User Manual

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项目 眼镜蛇 3 号应用
I、项目简介
德国 Phywe 公司就是一家提供先进实验设备的著名的教学仪器公司，cobra3 就是由该
公司生产制造的。作为一套测量、控制、调节的接口系统，被广泛的应用于物理、化学、生 物、工业技术领域。它可以和计算机(通过串口 RS232)组合使用，也可以不用计算机而是与 另一特殊的组件(COM-Unit)结合使用。这套仪器设备提供 3 个模拟输入接口(一个组件接口、 2 个传感器接口)，一个模拟输出口，3 个数字控制输入，2 个计时/计数输入口和一个固定电
面具有独特的作用。
[项目对象]
本项目可面向理、工、农、林各专业。
[项目目的]
1． 认识眼镜蛇 3 号实验仪器。 2． 了解眼镜蛇号各部分的功能。 3． 会使用眼镜蛇 3 号进行测量。
[项目任务]
1． 利用眼镜蛇 3 号进行试测一些物理实验电学元器件的物理参数。 2． 设计利用眼镜蛇 3 号进行测量的原理图。 3． 根据设计图进行实际测量。
[项目成果要求]
最后以实验小论文的形式完成该项目。
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II、实验讲义
一、眼镜蛇 3 号介绍
眼镜蛇 3 号可完成 物理，化学，生物 共 140 种实验
1、项目眼镜蛇 3 号
Cobra3-Basic-Unit 作为一套测量、控制、调节的接口系统，被广泛的应用于物理、化学、 生物、工业技术领域。它可以和计算机(通过串口 RS232)组合使用，也可以不用计算机而是 与另一特殊的组件(COM-Unit)结合使用。
这套仪器设备提供 3 个模拟输入接口(一个组件接口、2 个传感器接口)，一个模拟输出口， 3 个数字控制输入，2 个计时/计数输入口和一个固定电压输出口。
2、Cobra 3 BASIC-UNIT
集成接口用作插入组 件，测量：力、磁场、
温度、PH 值、光照强
侧面的套接口用作套 接几个 Basic-Unit 和
更多的扩展
接地模拟输入（±10V/ ±30V），12bits
传感器接口 S1 和 S2 允许直接 与那些不需要测量组件的传感 器相连。将测量组件和这些接口 相连时，需要一个扩展线缆和 Cobra3 的测量组件的转换器
可转换的不同模拟输入(±
30V/±10V/± 3V/± 1V/±
0.3V/±0.1V)12bits
3、测量软件
最新的测量软件 Measure 是一个应用广泛的、方便的测量软件,它的操作非常直观。
Measure 软件提供一个一致的操作界面和显示测量数据，这样可以使您快速、可靠和简 单的操 作不同的测量仪器。通过一种测量仪器，您可以很快学会如何使用这个软件，然后可 以直接用于其它测量仪器。
下面我们就认识一下 Measure 的操作界面，Measure 提供了一系列的菜单和按钮，分别 介绍如下：
菜单栏上的“文件”菜单，您可以点击此键或使用快捷键选择打开、保存或打印测量文
件。
“测量仪器”菜单，您可以点击您所做实验需要的测量仪器。
“测量”菜单，您可以通过此菜单察看您所作实验的结果。
“窗口”菜单，您可以通过它随意调整您窗口的大小。
“帮助”菜单，可以提供给您手册中没有提到的功能。在线帮助和软件中直观的用户提 示都可以给您提供帮助，由于一些简短的说明仅仅介绍了 measure 的操作，所以在线帮助是 您必不可少的工具，它不仅能解答出现的问题，也对特定程序的功能和设置有详细的解释。
稳定的 DC 电压 5V-/0.2A 直接供给：小电阻、指示
灯或者其它功耗
外 部 电 源 (12V-/2A) 接
口。(当 Cobra3-Basic-Unit 和 COM-Unit 相连时，只需
与计算机相通讯的总
2 个计时器或者 1个计时器 和 1 个计算器(TTL 输入)
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下方嵌板中的第二组按钮中隐藏在表格图标、信息图标和屏幕图标后面的功能也是非常 重要的，按带有表格图标的按钮或选择菜单命令 measure/date table 时，您将会得到一张实际 测量的测量数据表，当测量有微小出入时，显示每个独立的测量值并作有用的修改。
隐藏在信息图标后面提示菜单 measurement/information 是一个对话框，在这个对话框中
可以对四个分开的存储器页进行实际测量值的一系列设置。例如，在 General 中命名测量， 在 Notes 中存放相关的信息。在 x-Data 中，可以命名通道和输入符号和单位 (可以在图像
的坐标轴中再次看到)。在编辑框 Digits beyond point 中，输入小数部分，例如：测量值的 表就是。在寄存器页通道中允许作类似于 x-Data 记录页的设置，但是必须先选择需求的测
量通道(与 Y 数据记录系列相关)。这里，能做如测量通道的数值和单位的改变。
通过提示菜单 measurement/display options,或者单击屏幕中的图标按钮，得到显示选择。 用这个对话框可以做很多设置，这 些 设 置 可以决定图像的外形。在这个对话框中您同样可以
决定显示哪个测量通道。选择左或右的 Y 轴做显示通道，这 里 提供记录不止一个测量通道。
您可以进一步分派一些数学功能在数轴上，然后在 Y 轴获得相对数值等。在这里分派
的功能只和图像显示有关，而不是测量数据。用一个平滑的曲线（ spline interpolation 插入键 槽）显示测量数值是可能的。同时，进入显示选择，当鼠标箭头在面板按钮上激活时，接着 在 x 轴或 y 轴区域点击鼠标右键。
紧接着显示选择按钮的是书图标按钮。用这个按钮您可以调用在线帮助的相关内容图 表，点击进一步，获取特定的信息。如已经提到过的，选择提示菜单 Help/Manual 或者用
F1 键开始相关上下文文档时，可以进入在线帮助。
在帮助图标的右侧看到另外一个书图标按钮。在程序启动时，它是灰色时，没有激活。
文件。
当加载和操作 Acrobat ReaderTM 软件过程中出现问题时，原因可能要么是一个过期的 版本，要么是根本没有安装任何版本，那么请在你的计算机上安装它。在 measure CD 相应
的目录里头有一个 Acrobat ReaderTM 软件的当前版本。当屏幕出现安装程序时，点击 Acrobat ReaderTM 软件。您的计算机将安装上 Acrobat ReaderTM 软件。
第三组按钮用来移动显示图像中的小段，使它和图像相匹配。使用这些四项箭头对轴进 行调整，以致整个曲线可以显示在图像中。在进行这些操作时，并且两个通道同时显示时，
左右两轴可以有完全不同的尺度。如果想 x 轴与 y 轴相匹配，可以用垂直带有双重箭头的轴 匹配按钮。在这里您可以选择尺度左轴与右轴相匹配，反之亦然。这个功能不能通过菜单实
现只能用鼠标操作。
最后一组功能按钮有一个特色，其中总有一个按钮是开着的，不 能 关 闭 。这个按钮指示 图像中鼠标的所处模式。当选中鼠标箭头后，在图像中随意点鼠标，显示鼠标的当前位置。
例如：X 值和一个或两个(当两个通道同时显示)Y 值。例如这可以很快给您粗略估计峰 值的位置。当激活放大镜时，进入了缩放模式。通过把鼠标移动到左上角，按住左键不放并
把它移到右下角您想要的低度，释放左键，可以把图像放大。图像的坐标轴随显示区域调整， 一个新的图像相应的显示出来。用右键来放大。
十字线图标可以引入标记模式。可以标记一个 X 小节，通过按住鼠标左键把它从左边 移到右边。这个作标记的小节能做如下的处理，例如剪切下来或者做只与标记部分相关的函 数分析。
矩形图标按钮可以将 Measure 软件引入视图模式。矩形的外形可以重新设定，显示相应
的坐标。最后直线图标按钮，可以将软件切换到线性回归模式。直到 3 条直线的数据区域是 可见的，衰减的根本，可以从重新标记的点的位置给出来。使用鼠标右键可以增加一条更直 的线。
面板底部的按钮由分析和修改数据功能组成的。最开头的八个按钮有不同的分析功能， 然而不会改变原始数据。接 下 来 的 功能是做处理用的：峰值分析、曲线分析，平均值的显示，
作斜，积分，曲线的末端，傅立叶分析和计算机声卡测量数据的声学记录。这 些功能总是和
标记过的部分(见先前部分)相关，当没有标记过的部分时，就和整个图像有关系。
剩下的四个按钮在某些情况下，可以改变测量通道的原始数据。由矩 形 确 定的按钮，提 出 对 通 道 的 修改。您也可以通过提示菜单 Analysis/Channel modification 实现。这里，您可
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以用数学函数来显示测量通道，并可区分和整合，或者组成一个改进的平均值。钢压制图标 的按钮指示一个简单的滤波功能，它能平滑测量值，例如，当由噪声覆盖时。另一方面，带
轴也没有变化。
紧接着这些按钮的是两个作分析和修改用的选择框，可以显示那个通道在左轴或右轴。 打开这个框时，改变显示通道，同时你也可以在 Measurement/Display options 中实现。
二、项目内容
测量开关闭合时电容的电流和电压的瞬时过程。
三、仪器介绍
ON/OFF 开关 1 电阻,1W 1 线圈，900wdg.，24mH，6Ω 1 COBRA3 Basic Unit(基础单元) 1 电源，12V 1 RS232 数据线 1 COBRA3 通用软件 1 导线若干 计算机,WINDOW95 或更高
四、实验搭建
按照图 1 和 2。最初，开关断开。设置电源电压大约为 5V 同时设置电流限 制器 1.4A。
图 1.实验仪器搭建
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图 2.电路图
五、实验内容
按照图 3 所示，设置参数开始记录测量值。 压下“Start measurement”按。
闭合开关 1s 后再次断开。手动终止测量记录。 电流在适当区域上缩放。
自从电流流过分流电阻相应的产生一个流过它的电压降，电 流 可以被逻辑输出
端口 2 中的测量电压所计算。下列是正确的：
U
U
I
R
2
==
R
Shunt
在Analysis/Channel modification 窗口中转换通道2的测量值使用公式：x：=
x/1﹡1000（如果1Ω的分流电阻被使用）单位为mA。
在 Measurement/Information/Channels 窗口中将新的计算出的模拟信号通道 2′ 的单位改为 mA：
Symbol：/； Unit：m A。
选择指标，当“Symbol”图表运作正常时出现，以至于上方曲线符合电流
I0/2（I0是结束处测量的电流）。选择低指标到 I=0mA。时间间隔点 I=0A 同时确 定电流曲线交叉点用这个 I0/2，t
，来计算线圈感应率（图 4）。
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图 4.线圈开关处理过程中的电压和电流强度
2
ln
六、实验结果
感应率的开关现象适应下列关系：
R
t
1 2
1
−
T
),1(
Ie
max
R
t
−
2/1
L
e
−==
U
I
R
I
2/1
I
max
图 3.测量参数
U
=−=
R
RtL⋅
因此，
2/1
=
而 U0= 充电期间的应用电压 I = 瞬时电流 L = 线圈感应率 R = 导体回路电阻 t = 时间 R 是 RS（分流电阻）和线圈直流电阻 RL的和。
R = RS+RL
七、其它
1、线圈感应率可以被计算，关系符号为 L。
在这种情况中：半值时间因由 24mH 线圈电阻 RL=6Ω和 1-Ω分流电阻 R
决定为 t
=2.8ms（图 4）。利用这个感应率被计算出为：L=28.3mH。
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S
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在这研究（电阻，线圈）这个电子成分结构中的习惯偏差，这个值与给出的
线圈一致。 2、图4清楚的指出当线圈通电过程中电流和电压表现出严密的相对的行为。在 开始测量时线圈电压大约为 4.8V，同时因而下降直到它与直流电阻（分流，线 圈）相一致，直流电组作为分压电路串联连接。这 意 味 着 线 圈 在 通电瞬间电阻远 大于在直流的情况。因此在瞬间通电时只有很小的电流流过；然而，它 随 着 线 圈
电 阻 的 减 小 而 增 长 。
八、注意 1、准确的电流测量依赖分压电阻的精确值。在测量前重新核对欧姆表。 2、商业人工制造的线圈可用不同的容限类型。如果感应率决定实验偏差，值得 注意成分印刷，线圈容限类型也需要被考虑。 3、用不同的线圈和/或电阻来进行重复测量是可取的，并且比较结果。
附后说明 函数信息发生器(Function generator measurement module)
Plug-in measurement module for generating sinusoidal,square-wave and triangular-wave signals, direct voltages and frequency- or voltage-ramps.
The module can be used as a voltage or current source:
• If it is used as a voltage source, the actual frequency and current
can be displayed and measured during operation.
• If it is used as a current source, the actual frequency and voltage
can be displayed and measured.
• In addition, up to 2 measurement quantities can be recorded and
evaluated with the help of the Basic Unit.
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