直流電壓測試將穩壓直流電源的兩個輸出端接到WDSO2902的兩個模擬信號輸入端口
，在沒有使用濾波的情況下，信號有一些微小的波動，用指針式萬用表作為參考標準， WDSO2902所(suo)顯(xian)示(shi)的(de)波(bo)形(xing)的(de)平(ping)均(jun)值(zhi)與(yu)指(zhi)針(zhen)所(suo)指(zhi)示(shi)的(de)值(zhi)吻(wen)合(he)得(de)比(bi)較(jiao)好(hao)
，由(you)於(yu)表(biao)針(zhen)有(you)一(yi)定(ding)的(de)慣(guan)性(xing)，故(gu)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)上(shang)附(fu)帶(dai)的(de)微(wei)小(xiao)交(jiao)流(liu)噪(zao)聲(sheng)無(wu)法(fa)在(zai)萬(wan)用(yong)表(biao)上(shang)觀(guan)測(ce)到(dao)。當(dang)使(shi)用(yong)濾(lv)波(bo)時(shi)


，波(bo)形(xing)就(jiu)變(bian)得(de)較(jiao)為(wei)平(ping)直(zhi)。

交流電壓測試將低頻信號發生器的輸出端分別接到WDSO2902的模擬信號輸入端口和一台示波器的輸入端口

，比較兩者的波形。由於WDSO2902的采樣頻率可以在很大的範圍內調節
，故對各種頻率（尤其是較高頻率）信xin號hao的de波bo形xing響xiang應ying都dou很hen好hao
，與yu傳chuan統tong示shi波bo器qi得de到dao的de波bo形xing相xiang差cha不bu多duo。但dan傳chuan統tong示shi波bo器qi在zai某mou些xie方fang麵mian不bu如ru虛xu擬ni示shi波bo器qi。比bi如ru

，對dui於yu頻pin率lv非fei常chang低di的de信xin號hao，傳chuan統tong示shi波bo器qi得de不bu到dao連lian續xu的de波bo形xing，另ling外wai在zai波bo形xing的de穩wen定ding性xing上shang，虛xu擬ni示shi波bo器qi也ye明ming顯xian優you於yu傳chuan統tong示shi波bo器qi。

虛擬儀器實驗方法的設計與應用2 1虛xu擬ni儀yi器qi在zai氣qi體ti放fang電dian中zhong等deng離li子zi體ti的de研yan究jiu實shi驗yan中zhong的de設she計ji應ying用yong氣qi體ti放fang電dian中zhong等deng離li子zi體ti的de研yan究jiu實shi驗yan通tong過guo探tan針zhen法fa測ce繪hui氣qi體ti放fang電dian管guan的de伏fu安an特te性xing曲qu線xian，確que定ding等deng離li子zi體ti的de主zhu要yao參can量liang如ru電dian子zi溫wen度du、帶電粒子密度、軸向電場強度、電子平均動能、空間電位分布等< 3>。

將虛擬數字存儲示波器WDSO2902作為X Y函數記錄儀應用在這個實驗中。

硬件連接首先將實驗電路連接好 
，再將示波器通過電纜連接到計算機並口，連接示波器的探頭到BNC連接器，並將計算機的並口設置為EPP方式。將實驗儀器的X （為電壓信號）、Y （為電流信號）輸出通過BNC連線（X連線設為10 1衰減， Y連線設為1 1衰減）分別接到示波器的兩個信號輸入端。

dantanzhenfalianxiantushiyanjietongshiyanyiqiheshiboqidedianyuanbingyunxingshiboqiruanjian，dianliangfangdianguan
，lingyiqichanshengzidongsaomiaodianya。zheyangzaijisuanjipingmushangdedaoleX
、Y信號的波形，並且通過X Y繪圖功能得到X


、Y信xin號hao的de合he成cheng圖tu形xing。但dan有you幾ji點dian缺que陷xian，一yi是shi由you於yu使shi用yong的de是shi存cun儲chu示shi波bo器qi
，它ta有you一yi定ding數shu量liang的de硬ying件jian緩huan存cun，隻zhi有you當dang采cai集ji的de數shu據ju將jiang緩huan存cun裝zhuang滿man後hou，它ta才cai將jiang緩huan存cun中zhong的de所suo有you數shu據ju一yi次ci性xing顯xian示shi在zai屏ping幕mu上shang，這zhe樣yang導dao致zhi波bo形xing的de實shi時shi性xing很hen差cha，雖sui然ran將jiang緩huan存cun設she置zhi為wei最zui小xiao（ 1 K） ，波形的刷新率仍然很低；另一原因是由於虛擬示波器內部沒有足夠的硬件濾波，導致得到的波形毛刺很多。這台虛擬示波器本應配有C語(yu)言(yan)程(cheng)序(xu)庫(ku)，允(yun)許(xu)用(yong)戶(hu)自(zi)主(zhu)編(bian)程(cheng)，但(dan)這(zhe)裏(li)沒(mei)這(zhe)部(bu)分(fen)軟(ruan)件(jian)，無(wu)法(fa)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)濾(lv)波(bo)。同(tong)時(shi)也(ye)考(kao)慮(lv)過(guo)將(jiang)其(qi)采(cai)集(ji)到(dao)的(de)數(shu)據(ju)保(bao)存(cun)成(cheng)數(shu)據(ju)文(wen)件(jian)，再(zai)自(zi)行(xing)編(bian)程(cheng)進(jin)行(xing)處(chu)理(li)
，但(dan)這(zhe)樣(yang)做(zuo)不(bu)便(bian)於(yu)操(cao)作(zuo)，且(qie)易(yi)喪(sang)失(shi)實(shi)時(shi)性(xing)。

suirandedaodeboxingyoushangshuquexian，dancongzhongkandaolezhengquedequshi
，zheshuomingzhetaixunishiboqidequekeyiqidaoshujucaijihexianshidegongneng

，zhishiyouyuyingjianshangdebuzu
，youmeiyoujiaoweifangbiandezizhubianchenghuanjing，daozhitadegongnengdebudaochongfenfahui
，dangranduitadeyanjiuhaibugoushenruyeyouyidingdeyingxiang。

最後，使用版本較新的示波器軟件
，並適當調節各種參數，得到了較為滿意的完整X Y合成曲線
，由於得到的曲線有不少毛刺，又用其它軟件對曲線進行了平滑，最後得到較滿意的曲線 .

用虛擬數字存儲示波器得到的曲線Fig. 3 Curve shape of visual storage oscilloscope對此等離子體伏安特性曲線特征描述為：在AB段duan，探tan針zhen的de負fu電dian位wei很hen大da
，電dian子zi受shou負fu電dian位wei的de拒ju斥chi，而er速su度du很hen慢man的de正zheng離li子zi被bei吸xi向xiang探tan針zhen，在zai探tan針zhen周zhou圍wei形xing成cheng正zheng離li子zi構gou成cheng的de空kong間jian電dian荷he層ceng，即ji所suo謂wei正zheng離li子zi鞘qiao
，它ta把ba探tan針zhen電dian場chang屏ping蔽bi起qi來lai。等deng離li子zi區qu中zhong的de正zheng離li子zi隻zhi能neng靠kao熱re運yun動dong穿chuan過guo鞘qiao層ceng抵di達da探tan針zhen
，形xing成cheng探tan針zhen電dian流liu，所suo以yiAB段為正離子流
，這個電流很小。過了Bdian，suizhetanzhenfudianweijianxiao，dianchangduidianzidejuchizuoyongjianruo
，shiyixiekuaisudianzinenggoukefudianchangjuchizuoyong，didatanji
，zhexiedianzixingchengdedianliudixiaolebufenzhengliziliu，shitanzhendianliuzhujianxiajiang，suoyiBC段為正離子流加電子流。到了C點
，電子流剛好等於正離子流，互相抵消
，使探針電流為零。

此時探針電位就是懸浮電位U F。繼續減小探極電位絕對值

，到達探極電子數明顯多於正離子數，探極電流轉為正向


，且迅速增大，所以C點以後為電子流加離子流

，以電子流為主。

由單探針法得到的伏安特性曲線，可求得等離子體的一些主要參量< 3>（推導過程略） .如電子溫度為T e = e KInI/ U p = 11 600 InI/ U p（1）其中K為玻爾茲曼常數。探針表麵處的電子密度為：n e = 4I 0 eS e = I 0 eS 2 m e KT e（2）其中I 0 = 1 4 n 0 e S e， n 0為等離子區中的電子溫度， S為探針的表麵積，0為電子平均速度， m e為電子質量。

2虛擬儀器在光電效應測普朗克常數實驗中的設計應用這個實驗的原理基礎是愛因斯坦的光電方程（入射光子的能量等於發射電子的最大初動能加上電子的逸出功） .實驗采用減速電壓法決定電子的最大初動能，並由此求出普朗克常數h .當用不同頻率的光照射時，由愛因斯坦光電方程有hv 1 = e | U s1 |+ W s hv 2 = e | U s2 |+ W s（3）U s為截止電壓， W s為電子的逸出功。聯立其中兩個方程，得25第2期王克強：虛擬儀器性能測試與物理實驗應用研究光電效應測普朗克常數實驗曲線Fig. 4 Experiment curve of Measuring the Planck Constant with photoelectric effect不同波長、頻率下的截止電壓Tab. 1 Cut off voltage under different wave length and frequency波長Wave length/ nm頻率f Frequency/ Hz截止電壓U s Cut off voltage/ V 577 5 20 10 14 0 543 546 5 47 10 14 0 688 436 6 88 10 14 1 246 406 7 39 10 14 1 478 365 8 21 10 14 1 721 h = e（ U si - U sj）v i - v j（4）由（ 4）式可見，測量並畫出光電管兩端電壓與光電管中電流的關係曲線，找到遏止電壓U s，對不同頻率的光進行多次測量後畫出U s和頻率f的關係曲線
，這條曲線近似於線性，其斜率乘以電子的電量就是普朗克常數h.

仍然用虛擬數字存儲示波器WDSO2902作為X Y函數記錄儀。由於實驗電路中的兩路輸出是共地，故可直接連接。根據輸出電壓的範圍， X、Y連線均為1 1衰減
，和前一個實驗類似，得到5條曲線 .

通過對得到的曲線進行數值分析，可得到波長、頻率與截止電壓的數據 .根據頻率與截止電壓數據，可運用線性擬合計算出f與U s直線斜率

，從而得到h = 6 32 10 - 34 J s.求出普朗克常數h的計算值
，與h的公認值（ h = 6 63 10 - 34 J s）的相對誤差為4 8% .

jieshuyutongguoyishangshiyankeyikandaoxuniyiqiyouhenduoyouyuexing

，taqiangdadeshujucunchuhecaijigongnenggeishiyanshujujiluhechulidailailehendadefangbian，jibenshangkeyiqudaichuantongyiqi
，dantahaibuwanshan，rengranyouyixiequexianhebuzu
，zaiyingjianheruanjianshangdouhaiyoudaitigaohegaijin。中國糧油儀器網 http://98fo.cn/