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实验室研究与探索杂志

杂志介绍

实验室研究与探索杂志是由中华人民共和国教育部主管,上海交通大学主办的一本北大期刊。

实验室研究与探索杂志创刊于1982,发行周期为月刊,杂志类别为教育类。

  • 实验是自然科学的基础(续)——诺贝尔物理奖获得者丁肇中专访讲话汇编

    关键词: 科学研究  科学实验  中国科学家  实验物理学家  

    丁肇中教授首先介绍了自己受教育的成长经历,体会到跟老师学到的东西是有限的。接着介绍了自己从事的两个著名的科学实验,指出对专家的结论绝对不要盲从。在受到邓小平主席接待中谈到与中国物理学家的合作,体会到邓小平是一位非常开明的人。接着又介绍了与中国及其他国家科学家合作的发现胶子、L3、AMS等重大实验项目,指出实验是自然科学的基础,...

  • 电声联合探测实验系统测试结冰-融冰动态过程

    关键词: 电声联合探测  动态过程测试  阻抗谱  超声传播  水合物  

    以开展天然气水合物模拟实验测试为最终目标,针对现有实验系统所存在的突出问题首先开发了电声联合探测实验系统,实现了阻抗谱和超声传播参数的多参数联合测量,然后通过将其应用于测试水结冰-融冰动态过程验证了所开发系统的可用性。实验数据的分析表明:热、声和电三类物性参数能够从不同的角度对结冰-融冰过程进行描述,测量原理的迥异使得温度...

  • HFO1234ze/HFCs混合工质热泵系统循环性能分析

    关键词: 热泵系统  制冷剂  最优配比  热力学特性  

    在热泵热水器名义工况下,通过建立热泵系统循环热力学模型,利用EES程序,对HFO1234ze/HFCs混合工质热泵系统循环的热力学特性进行了分析计算。发现R1234ze/R32在(20%/80%)和R1234ze/R125在(70%/30%)存在最优配比,对应的系统COP值分别为8.36和7.41。以此为基础,从冷凝压力、排气温度、压比、单位质量制热量和单位质量功耗5个方面和R32、R1234z...

  • 视觉导航温室机器人路径识别算法与实验

    关键词: 温室机器人  图像处理  分水岭算法  路径规划  

    为解决农业机器人温室环境下路径识别实时性较差等问题,以大棚环境下番茄种植为背景,在Lab色彩空间下进行处理,将番茄植株从土壤、地膜等复杂背景下识别出来,通过形态学运算对图像进行降噪处理,利用分水岭算法进行图像分割进而转化为二值图像,根据植物位置获得导航离散点,进而通过Hough变换得到导航路径。为此,设计了一种基于机器视觉的温室机器...

  • 一种H7N9禽流感病毒检测质粒DNA标准物质的研制

    关键词: 质粒dna  标准物质  实时荧光pcr  禽流感病毒  

    为保证H7N9禽流感病毒核酸检测方法的可比性、有效性和可靠性,研制了一种质粒DNA标准物质,包含H7N9禽流感病毒实时荧光RT-PCR检测方法的靶标基因(H7、N9基因序列)和内参基因(M基因、Rnase P基因序列),具有良好的序列准确度和量值溯源性。采用紫外分光光度法(UV)和高分辨电感耦合等离子对该标准物质的均匀性、稳定性进行了评估,并对定值不...

  • 中点箝位型三电平光伏并网逆变器控制

    关键词: 最大功率点跟踪策略  三电平  空间矢量脉宽调制  

    为了提高中点箝位型(NPC)三电平光伏逆变器系统控制性能和输出并网性能,以两级式NPC三电平光伏逆变器发电系统为研究对象,分析了光伏电池的输出特性,并选择60°坐标系下的SVPWM控制方案,使用Matlab对系统控制策略和MPPT控制进行了仿真,结果表明系统控制性能良好。搭建了双CPU硬件实验平台进行实验,结果表明,系统有良好的电网电压的跟踪性能,且...

  • 基于Matlab GUI受不稳定约束弹簧振子运动的研究

    关键词: 不稳定约束  水平面  弹簧振子  matlab图形用户界面  

    利用拉格朗日方程推导出在水平面上受不稳定约束弹簧振子运动的动力学方程,运用Matlab软件对动力学方程进行数值求解,并通过Matlab图形用户界面(Graphical User Interface,GUI)对不同条件下弹簧振子运动进行仿真,绘制了弹簧振子坐标随时间变化的演化曲线、相图以及运动轨迹,得到了更为直观的弹簧振子运动规律。结果表明,弹簧振子运动与弹簧一...

  • 利用声速测量仪测量摩尔气体常量

    关键词: 声速  摩尔气体常量  气体比热容比  

    介绍了利用声速测量仪测量空气中的声速,根据声速与气体的摩尔质量、气体的比热容比之间的关系,间接测量了摩尔气体常量。首先确定了超声波换能器的最佳工作点,然后分别采用共振干涉法与相位比较法测量了声速,再根据声速与摩尔气体常量间的关系,得出了摩尔气体常量。本实验原理简单,方法可行,实验结果与标准值相比,其相对误差分别为1.93%和1.79%...

  • 疏水缔合两亲高分子的合成与表面活性

    关键词: 表面活性剂  疏水缔合  两亲高分子  表面活性  

    合成了3种含不饱和双键的阳离子型表面活性剂丙烯酸乙酯二甲基(辛基、十二烷基、十六烷基)溴化铵,并对产物进行了结构表征。以此种表面活性剂为疏水单体,丙烯酰胺为亲水单体,在过硫酸铵/亚硫酸氢钠复合引发剂作用下,聚合得到疏水缔合的两亲高分子。采用表面张力仪分别测量了单体表面活性剂和高分子表面活性剂的表面活性。实验结果表明了3种阳...

  • 沿墙走算法在竞赛灭火机器人中的应用

    关键词: 沿墙算法  超声波传感器  火焰传感器  优先级机制  灭火机器人  

    设计了一款自动寻找火源并进行灭火的机器人。以Makeblock推出的Me Auriga为主控板,Me Auriga是以Arduino Mega 2560为核心的控制板,运用了火焰传感器、超声波传感器、舵机以及风扇进行了设计组装,采用Arduino IDE开发环境进行编程。通过超声波传感器测距,运用左右手法则实现了机器人自动沿墙走,使用火焰传感器感测火源。程序设计中对避障转弯、...

  • Pt-竹叶基多孔碳催化剂在甲醇氧化中的应用

    关键词: 竹叶  铂基碳催化剂  甲醇氧化  

    以废弃竹叶为碳源制备了竹叶基碳材料(BBC),进一步用氟化氢溶液去除BBC中的二氧化硅后获得了多级孔碳材料(HPC)。通过BET、SEM、TEM和XPS等测试手段对样品进行了结构表征,表明HPC具有较高的比表面积和介孔微孔复合的多级孔道结构。以BBC和HPC为载体,制备了铂基碳催化剂Pt/BBC和Pt/HPC,通过电化学方法研究了其对甲醇氧化反应的催化活性和稳定...

  • 便携式电磁噪声采集及分析系统的设计

    关键词: 电磁噪声  数据采集系统  高增益放大  噪声分析  

    为对地面磁共振实验区域进行噪声的快速预评估,开发了一套便携式电磁噪声采集及分析系统。以数据采集卡Net0824为核心,对噪声采集传感器、前置高增益放大电路、选频电路等硬件进行了设计;采用Lab VIEW作为软件开发工具,通过网口通信实现了噪声采集过程的控制、用户交流界面的数据显示及存储。同时,设计了尖峰噪声、工频谐波噪声及随机噪声提取及...

  • 基于图像识别的“无人机遥感概论”教学实验平台设计

    关键词: 无人机遥感  四旋翼  飞行控制算法  图像识别  

    设计并搭建了基于光电图像处理的四旋翼无人机教学实验平台。该教学实验平台采用姿态传感器MPU6050以及摄像头OV7725作为主要机载传感器,ARM嵌入式系统芯片STM32F4系列作为主控芯片以及R5F100LEA系列作为辅控芯片。采用优化的单环PID控制算法,结合光电图像处理算法对特定目标物进行识别,实现了四旋翼无人机的自动控制实验。实验结果表明,提出的...

  • 智能车库车行引导系统实践教学装置的研发

    关键词: 车行引导  组态监控技术  工业控制网络  可编程序控制器  停车辅助  实践教学  

    "智能车库车行引导系统"实践教学装置是工业控制技术在职业教育教学技术方面的应用,涉及了电气控制技术、LED照明技术、组态技术、PLC技术、触摸屏技术和工业控制网络技术等。首先针对具有"智能车库车行引导系统"综合实践教学装置的设计实现过程进行剖析,包括装置的结构和控制要求、系统结构框图、系统网络控制、触摸屏选位功能、计算机远程...

  • 面向大规模定制的工业工程实验室操作夹具优化设计

    关键词: 夹具设计  人机工程  流水线装配  大规模定制  

    运用直接观察法观察并记录操作人员在装配过程中每一步的操作动作,找出其徒手操作过程中存在的问题。据此引入装配夹具,运用人机工程学领域知识对夹具进行优化设计,并利用Auto CAD与Solid Works等计算机辅助软件进行直观的表达,然后制作成夹具模型,最后在实验室装配车间的实际操作中引入该夹具进行操作实验。经多次实验测量结果表明,对夹具的合...

  • 永磁电动机转子温度无线监测系统设计

    关键词: 温度场  转子温度监测  无线供电  实时监测  

    针对永磁转子温度难以监测的问题,设计了一种基于无线电力和信号传输的转子温度无线监测方案。通过对转子温度场有限元分析,确定了转子温度监测位置;利用磁耦合共振原理,设计了无线供电电路和基于ARM芯片的无线温度监测的电路,并通过USB串口与PC端通信,将温度数据传输给上位机软件,实现温度的实时监测。通过实验验证了设计的有效性。

  • 悬挂式定位实验系统设计与实现

    关键词: 运动控制  步进电动机  悬挂式定位  实验系统  

    为了满足实验实践教学改革的相关要求,设计了一种悬挂式定位实验系统。该系统基于开环控制元件步进电动机、STM32单片机、红外光电传感器以及uc GUI等技术,能够实现物体在指定的范围内完成指定运动,比如循迹运动、画圆运动、定点运动等。实验操作者通过在触摸屏上选择运动模式并输入坐标即可观察到实验现象。本设计完成了该系统的硬件设计和软件...

  • 基于LVDS的高速数据存储系统优化设计

    关键词: 现场可控门阵列  lvds接口  高速存储  

    针对数据存储系统数据写入速率较低、不能与遥测系统的数据传输速率相匹配及数据回收读数存在回收速率慢、传输距离不足等问题,提出了采用LVDS接口及NAND FLASH的高速存储系统设计方案。系统以FPGA作为控制核心,采用双平面交替编程、流水线式操作方式提高数据写入速率;采用LVDS高速数据接口替代传统的并行数据回收读数接口,并配合数据均衡器及驱...

  • 单端口低频矢量网络分析仪的设计

    关键词: 网络分析仪  正交扫频  误差校准  

    随着无线通信应用的不断增多,现场测试环境也越来越复杂,便携式网络分析仪能够帮助工作人员进行现场测试、维修。设计了一种低频段的矢量网络分析仪,该矢量网络分析仪采用顺序正交测量方法,由扫频信号源、反射电桥、模拟乘法器、标准校准件、触控显示器等组成,能够测量50 k Hz至60 MHz频率范围内被测器件的驻波比,阻抗,反射损耗等参数,并将这些...

  • 基于ATT7022E多功能电力数据采集系统的设计

    关键词: 电力数据采集  坚强智能电网  att7022e计量芯片  gprs通信  

    以采集系统的整体设计方案和各模块实现的功能为基础,针对硬件电路和软件设计分析了部分电路的实现过程,特别是通信模块采用CAN通信和远程GPRS通信,提出一种基于ATT7022E和STM32的多功能电力数据采集系统。实验结果表明,设计的多功能电力数据采集系统测量精度高、实时性高、采集容量大、传输效率高、体积小、造价低,满足国家电网对智能电表的技...

  • 蓝牙与安卓平台的无线电子听诊器系统设计

    关键词: 压电传感器  电子听诊器  蓝牙传输  心音图  安卓软件  

    设计了一种可实现信号调理、无线传输、远距离监测并保存回放数据的电子听诊器系统。通过分析传统心音听诊器所存在的信号弱、易受干扰、须近距离使用等问题,采用蓝牙无线技术和安卓软件开发。经临床试验,该系统可准确识别不同类型心音和心率值。该系统为心血管系统疾病患者的病情监测提供重要依据,也为易传染、隔离监护提供了更安全的监测方法...

  • Multisim在核电子学虚拟仿真实验中的应用

    关键词: 峰值保持电路  核电子学  虚拟仿真  实验教学  

    核电子学是以探测器输出、信号、变换与处理,波形采集与控制为主要知识点,以电路分析与系统调试为主要内容。借助Multisim仿真软件,以核电子学中经典脉冲峰值采样保持电路为例,详细介绍了Multisim仿真软件,在核脉冲信号模拟、电路搭建、信号设置、波形分析上的应用。通过示波器在各个节点,输出波形的观察和对比,能够清楚的了解和掌握核脉冲峰值...

  • 屈曲梁Workbench仿真与试验分析

    关键词: 大变形  非线性屈曲  椭圆积分  workbench仿真  变刚度  

    研究弹性直梁在受轴向力作用下大变形非线性屈曲分析的方法,并对两端固支的梁进行非线性屈曲分析与仿真实验。根据材料力学,当此弹性直梁所受轴向力大于某一临界值时,梁才会产生大变形,即成为后屈曲梁。直接建立了此后屈曲梁的数学模型,推导出梁受轴向力的理论公式,用椭圆积分法以MATLAB编程求解数学模型,得出其非线性屈曲特征曲线。在Ansys Wor...

  • 动车组转向架检修工艺虚拟仿真实验系统开发

    关键词: 转向架  实验教学  虚拟仿真  

    目前轨道交通车辆虚拟仿真实验教学资源相对匮乏,综合利用虚拟现实、三维建模和网络技术的优势,采用Cortona 3D软件作为三维引擎,并基于B/S架构和IETM交互式电子技术手册的规范,开发出一套的适用于CRH380AL型动车组转向架检修工艺的虚拟仿真实验教学系统。该系统共包含10个学习模块,25个检修子项目,可以将动车组转向架的检修工艺流程在网页中以...

  • “虚实结合”交互平台在“信号与系统”案例教学中的应用

    关键词: 信号与系统  案例教学  虚实结合  arduino  adobe  flash  matlab  

    高校《信号与系统》课程教学的实践环节目前采用的实践模式往往以强化理论知识为目的,该模式难以满足培养学生工程实践应用能力和创新意识的更高要求。针对该问题,提出了将"虚实结合"交互平台应用于"信号与系统"实践教学中的案例教学模式,并以"心率测量交互系统"为例介绍其设计、实现和应用的过程和方法。实践证明,通过融合"虚实结合"互...

  • 基于Unity3d的消失模铸造虚拟现实系统研发

    关键词: 消失模铸造  实验教学  虚拟现实  交互设计  unity  3d  

    消失模铸造是一种应用广泛的铸造新工艺,而高等学校消失模铸造实验教学还停留在侧重理论讲解和实验观摩的教学阶段,无法真正满足实验教学中学生通过动手实践的主动认知性学习的需求。开发了应用于消失模铸造实验教学的虚拟现实系统,在Unity3d虚拟现实引擎下,通过对高等学校消失模铸造实验环境和实验生产流程进行虚拟仿真和交互设计,实现了基于鼠...

  • 干法水泥生产工艺虚拟教学平台的研究与实现

    关键词: 虚拟现实  干法水泥生产  教学平台  模型优化  交互  

    水泥是建材行业的支柱产业之一,国内外研究者在这一领域不断出现新的研究成果。但是,一直以来,传统的水泥工艺教学模式主要依靠文字、图片、视频等资源进行,这种教学方式存在内容抽象、学习效率低下等诸多问题。因此,研制开发水泥工艺虚拟现实教学平台,对解决上述问题具有现实意义。运用干法水泥工艺设计方法设计工艺参数,建立水泥生产的工艺设...

  • 企业级生产调度实验教学仿真系统——仿真实验系统的构建

    关键词: 石化企业  调度优化  仿真教学  

    随着企业级集成优化技术的广泛应用,结合国内外石化生产调度技术最新研究进展,基于企业级多层次集成仿真平台,构建了创新型的石化企业调度优化仿真实验系统。介绍企业级多层次集成仿真平台的主要功能组件及其关键技术,包括石化企业多层次生产模型、生产调度优化模型及求解器以及生产调度业务工作流模型。此系统不仅可用于高校过程控制相关专业实...

  • 破片侵彻钢质靶板实验及仿真研究

    关键词: 破片  侵彻钢靶  加速  仿真  

    破片初速度作为速度衰减规律研究时需考量的重要参数,通常采用工程理论计算和试验测试相结合的方法结合进行。实验中经常采用的实弹爆炸或弹道炮装置驱动方法往往装置复杂、危险性大,成本相对较高。随着计算机仿真技术的发展,数值模拟分析已在爆炸力学领域得到了的广泛应用。采用炸药药柱驱动立方体破片,加装树脂弹托增强破片飞行稳定性,获得破...

  • 基于云环境的科学工作流均衡调度算法

    关键词: 云环境  工作流调度  均衡调度  预算分配  

    为了优化云环境中预算约束下的科学工作流调度问题,提出一种工作流均衡调度算法BDWTS。算法以满足工作流预算约束并同步优化执行代价和执行时间为目标,将工作流调度划分为4个阶段:工作流分级、预算分割、任务选择和实例选择。工作流分级通过自顶向下的方式对所有工作流任务进行分级,预算分割中设计了6种用户预算在不同工作流分级上的子划分方法...

  • 基于软件无线电的通信系统实验平台研制(2)——片上系统

    关键词: 无线电通信  软件无线电  通用软件无线电外设  通信技术实践教学  

    为便于学生从系统角度全面领悟和体会现代无线电设备工作原理,研制出基于软件无线电的通信系统实验平台。从硬件资源、片上系统、控制方法、射频电路、API接口、VITA-49协议等六方面,对实验平台设计思想和工作原理进行全面剖析。资源的开放化和软件化、结构的层次化和模块化、信号的高速化和宽带化、接口的分类化和层级化、操作的可控化和网络化...

  • 基于TCC的经典算法互动实验平台设计

    关键词: 微型c编译器  算法  实验平台  人机互动  

    为了满足"算法设计与分析"课程教学的需求,设计基于TCC的经典算法互动实验平台。该平台的总体结构包括算法主题学习、算法实验练习、人机智能互动和实验过程管理等模块。详细阐述了实验平台的体系结构、核心功能及其实验平台的构建、人机智能互动、算法演示动画等关键技术,给出了关键程序的设计方法。

  • 基于遗传算法的多频最大功率匹配负载设计

    关键词: 最大功率匹配  多频率激励  电路设计  遗传算法  

    以3个不同频率激励时的最大功率传输问题为例,通过遗传算法求解最大功率匹配负载的元件参数,使得负载所获得的功率正好等于电源各谐波分量单独作用时负载所获得的最大功率之和。首先选择合适的最大功率匹配负载的电路形式,然后以负载所吸收的功率为适应度函数,再以遗传算法搜索负载吸收的可能最大功率,当该功率达到匹配的最大功率,则此时的元件...

  • 基于EVE-NG模拟器搭建网络互联技术实验仿真平台

    关键词: 虚拟仿真环境  网络互联  仿真  实验平台  

    《网络互联技术》是一门实践性较强的课程,学生既要掌握理论知识,又要通过实验验证理论,理论与实验相辅相成达到较好的教学效果。真实网络互联技术实验环境搭建存在投入大,专人维护,多用户共用一组设备,秩序管理麻烦,使用时间限制等问题,不易被高校采纳。搭建基于B/S结构EVE-NG仿真平台既培养学生的实验能力又解决了真实环境搭建存在的问题。该...

  • 基于GNS3与VPCS的帧中继网络实验的设计

    关键词: gns3软件  帧中继  广域网  实验设计  

    针对计算机网络课程中的广域网的教学内容,利用GNS3仿真软件设计了两个不同的实验案例。首先介绍了帧中继的基本概念和仿真软件的特点,然后讲述了在GNS3模拟器中实现设备环境的配置、搭建网络拓扑以及设备的配置,最后给出了实验的测试结果。实验表明,两个实验取得了相同的实验结果。在实验室条件有限的情况下,通过GNS3和VPCS软件构建虚拟实验平...

  • 信息电子技术虚拟仿真实验教学中心建设的探索与实践

    关键词: 国家级实验教学中心  信息电子技术  虚拟仿真  实践教学  

    结合国家级实验教学示范中心建设,介绍信息电子技术虚拟仿真实验教学中心在实验教学改革及教学体系建设方面的探索与实践。中心以实践能力提升为出发点,以创新能力和工程能力提升为目标,将实体和虚拟实验有机结合,形成了"虚实结合、校企结合、教研结合"的实验教学平台,完善了"基础与专业一体、理论与实验一体、设计与工程一体"的实践实验课...

  • 物理实验教学中心网络综合服务平台的建设

    关键词: 物理实验  网络平台  教学互动  自主学习  

    从物理实验教学开放性、规模化的特点出发,以提高教学效果和促进自主学习为主要目标,构建了物理实验教学中心的网络综合服务平台。提出了平台建设的设计原则,并进一步给出了基于B/S架构、以ASP.NET为编程技术、以SQL Server为后台数据库的技术开发路线。该平台的建成和运行,提升了物理实验教学资源的利用水平和管理水平,实现了教与学的良性互动,...

  • 石油化工与装备国家级虚拟仿真实验教学中心的构建与实践

    关键词: 石油化工与装备  虚拟仿真  实验教学  构建  

    虚拟仿真实验教学是高等教育信息化建设的重要组成部分,可以实现石油化工与装备相关专业传统实验教学无法完成的教学功能。石油化工与装备虚拟仿真实验教学中心本着"实践教学为主体、以科研开发为依托,教学科研一体化建设"的发展方针,依托虚拟现实、仿真装备与多媒体技术,融合多种互动硬件与数据库,对石油化工工艺流程及装备的各个真实环节进...

  • 基于预约系统的教师教育实验教学中心开放管理

    关键词: 教学示范中心  预约系统  实验室开放  

    教师教育实验教学中心普遍面临着服务专业广、学生人数多,管理人员少、开放时间长等突出问题。通过建立集成监控、门禁、预约功能于一体的预约系统,对实验室公共场所的音视频进行采集,方便对安全问题进行排查判定。通过安装门禁,方便对实验室的出入进行管理。通过预约系统,还可以帮助学生通过智能手机随时随地进行预约,协助管理员进行预约状态监...

  • 安全工程专业研究式实验教学方法探索与实践

    关键词: 安全科学与工程  实验教学  教学方法  研究式  

    结合江苏省"品牌专业建设"及"高校优势学科建设工程"资助项目,介绍了中国矿业大学安全科学与工程专业在实验教学改革方面的探索与实践。以"煤自燃倾向性测试"为例,阐述了研究式实验教学方法的构建与实施过程,分析了在实验教学中融入科学探索方法对激发学生的学习兴趣、培养其创新思维模式等方面的优越性。实践证明,研究式实验教学通过合理...

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