人工智能及其应用实验指导书

《人工智能及其应用》

实验指导书

工业大学计算机科学与技术学院—人工智能课程组

2011年9月

前言

本实验是为了配合《人工智能及其应用》课程的理论学习而专门设置的。本实验的目的是巩固和加强人工智能的基本原理和方法，并为今后进一步学习更高级课程和信息智能化技术的研究与系统开发奠定良好的基础。

全书共分为八个实验：1.产生式系统实验；2.模糊推理系统实验；3.A*算法求解8数码问题实验；4.A*算法求解迷宫问题实验；5.遗传算法求解函数最值问题实验；6.遗传算法求解TSP问题实验；7.基于神经网络的模式识别实验；8.基于神经网络的优化计算实验。每个实验包括有：实验目的、实验容、实验条件、实验要求、实验步骤和实验报告等六个项目。

本实验指导书包括两个部分。第一个部分是介绍实验的教学大纲；第二部分是介绍八个实验的容。

由于编者水平有限，本实验指导书的错误和不足在所难免，欢迎批评指正。

人工智能课程组

2011年9月

目录

实验教学大纲 (1)

实验一产生式系统实验 (4)

实验二模糊推理系统实验 (7)

实验三A*算法实验I (12)

实验四A*算法实验II (15)

实验五遗传算法实验I (17)

实验六遗传算法实验II (22)

实验七基于神经网络的模式识别实验 (25)

实验八基于神经网络的优化计算实验 (29)

实验教学大纲

一、学时：16学时，一般安排在第9周至第16周。

二、主要仪器设备及运行环境：PC机、Visual C++ 6.0、Matlab 7.0。

三、实验项目及教学安排

序号实验名称实验

平台实验容学

时

类型教学

要求

1 产生式系统应用VC++ 设计知识库，实现系统识别或

分类等。

2 设计课

2 模糊推理系统应

用Matlab 1）设计洗衣机的模糊控制器；

2）设计两车追赶的模糊控制

器。

2 验证课

3 A*算法应用I VC++ 设计与实现求解N数码问题的

A*算法。

2 综合课4 A*算法应用II VC++ 设计与实现求解迷宫问题的A*

算法。

2 综合课5 遗传算法应用I Matlab 1）求某一函数的最小值；

2）求某一函数的最大值。

2 验证课6 遗传算法应用II VC++ 设计与实现求解不同城市规模

的TSP问题的遗传算法。

2 综合课

7 基于神经网络的

模式识别Matlab 1）基于BP神经网络的数字识

别设计；

2）基于离散Hopfiel神经网络

的联想记忆设计。

2 验证课

8 基于神经网络的

优化计算VC++ 设计与实现求解TSP问题的连

续Hopfield神经网络。

2 综合课

四、实验成绩评定

实验课成绩单独按五分制评定。凡实验成绩不及格者，该门课程就不及格。学生的实验成绩应以平时考查为主，一般应占课程总成绩的50%，其平时成绩又要以实验实际操作的优劣作为主要考核依据。对于实验课成绩，无论采取何种方

式进行考核，都必须按实验课的目的要求，以实际实验工作能力的强弱作为评定成绩的主要依据。

评定各级成绩时，可参考以下标准：

（一）优秀

能正确理解实验的目的要求，能独立、顺利而正确地完成各项实验操作，会分析和处理实验中遇到的问题，能掌握所学的各项实验技能，能较好地完成实验报告及其它各项实验作业，有一定创造精神和能力。有良好的实验室工作作风和习惯。

（二）良好

能理解实验的目的和要求，能认真而正确地完成各项实验操作，能分析和处理实验中遇到的一些问题。能掌握所学实验技能的绝大部分，对难点较大的操作完成有困难。能一般完成实验报告和其它实验作业。有较好的实验习惯和工作作风。

（三）中等

能粗浅理解实验目的要求，能认真努力进行各项实验操作，但技巧较差。能分析和处理实验中一些较容易的问题，掌握实验技能的大部分。有30%掌握得不好。能一般完成各项实验作业和报告。处理问题缺乏条理。工作作风较好。能认真遵守各项规章制度。学习努力。

（四）及格

只能机械地了解实验容，能一般按图、或按实验步骤“照方抓药”完成实验操作，能完成60%所学的实验技能，有些虽作但不准确。遇到问题常常缺乏解决的办法，在别人启发下能作些简单处理，但效果不理想。能一般完成实验报告，能

认真遵守实验室各项规章制度，工作中有小的习惯性毛病（如工作无计划，处理问题缺乏条理）。

（五）不及格

盲目地“照方抓药”，只掌握50%的所学实验技能。有些实验虽能作，但一般效果不好，操作不正确。工作忙乱无条理。一般能遵守实验室规章制度，但常有小的错误。实验报告较多的时候有结果，遇到问题时说不明原因，在教师指导下也较难完成各项实验作业。或有些小聪明但不努力，不求上进。

实验一产生式系统实验

一、实验目的：

熟悉一阶谓词逻辑和产生式表示法，掌握产生式系统的运行机制，以及基于规则推理的基本方法。

二、实验容

运用所学知识，设计并编程实现一个小型人工智能系统（如分类、诊断、预测等类型）。

三、实验条件：

产生式系统实验程序，如下图1所示。

图1 产生式系统实验程序界面

四、实验要求

1. 具体应用领域自选，具体系统名称自定；但所做系统绝对不能雷同。

2. 用一阶谓词逻辑和产生式规则作为知识表示，利用如图1所示的产生式系统实验程序，建立知识库，分别运行正、反向推理。

3. 系统完成后，提交实验报告。

五、实验步骤：

1. 基于如图1所示的产生式系统实验程序，设计并实现一个小型人工智能系统：

1）系统设置，包括设置系统名称和系统谓词，给出谓词名及其含义。

2）编辑知识库，通过输入规则或修改规则等，完成整个规则库的建立。

3）建立事实库（综合数据库），输入多条事实或结论。

4）运行推理，包括正向推理和反向推理，给出相应的推理过程、事实区和规则区。

2. 撰写实验报告。

六、实验报告

下面是实验报告的基本容和书写格式。

递交的报告文件名：班级_学号__实验名称

———————————————————————

实验名称

班级：学号：：

一、实验目的

二、实验容

三、实验步骤

四、实验结果

1. 系统名称及谓词定义

2. 系统知识库

3. 系统正、反向推理过程、事实区和规则区。

五、实验总结———————————————————————

实验二 模糊推理系统实验

一、实验目的

理解模糊逻辑推理的原理及特点，熟练应用模糊推理，了解可能性理论。 二、实验原理

模糊推理所处理的事物自身是模糊的，概念本身没有明确的外延，一个对象是否符合这个概念难以明确地确定，模糊推理是对这种不确定性，即模糊性的表示与处理。模糊逻辑推理是基于模糊性知识(模糊规则)的一种近似推理，一般采用Zadeh 提出的语言变量、语言值、模糊集和模糊关系合成的方法进行推理。 三、实验条件

Matlab 7.0 的Fuzzy Logic Tool 。

四、实验容及要求

1. 设计洗衣机洗涤时间的模糊控制。已知人的操作经验为：

“污泥越多，油脂越多，洗涤时间越长”； “污泥适中，油脂适中，洗涤时间适中”； “污泥越少，油脂越少，洗涤时间越短”。

要求：

（1）假设污泥、油脂、洗涤时间的论域分别为[0,100]、[0,100]和[0,120]，设计相应的模糊推理系统，给出输入、输出语言变量的隶属函数图，模糊控制规则表和推论结果立体图。

（2）假定当前传感器测得的信息为00

(60,70x y ==污泥）（油脂），采用面积重心法反模糊化，给出模糊推理结果，并观察模糊推理的动态仿真环境，给出其动态仿真环境图。

提示：模糊控制规则如下表1所示，其中SD （污泥少）、MD （污泥中）、LD （污泥多）、NG （油脂少）、MG （油脂中）、LG （油脂多）、VS （洗涤时间很短）、S （洗涤时间短）、M （洗涤时间中等）、L （洗涤时间长）、VL （洗涤时间很长）。

图1 洗衣机的模糊控制规则表 x y z SD NG VS SD MG M SD LG L MD NG S MD MG M MD LG L LD NG M LD MG L LD LG VL

2．假设两汽车均为理想状态，即2

Y()4

U()20.724

s s s s =+??+，Y 为速度，U 为油门控制输入。

（1）设计模糊推理系统控制2号汽车由静止启动，追赶200m 外时速90km 的1号汽车并与其保持30m 的距离。

（2）在25时刻1号汽车速度改为时速110km 时，仍与其保持30m 距离。 （3）在35时刻1号汽车速度改为时速70km 时，仍与其保持30m 距离。 要求：

（1）如下图1所示，设计两输入一输出的模糊推理系统作为2号汽车的模糊

控制器，其中输入为误差e 和误差的变化e

，输出为1号汽车的油门控制u ，采用面积等分法反模糊化，给出输入、输出语言变量的隶属函数图，模糊控制规则表，推论结果立体图和模糊推理的动态仿真环境图。

相对距离e

图1 两车追赶的模糊控制系统框图

（2）用SIMULINK 仿真两车追赶的模糊控制系统，给出目标车（1号汽车）的速度曲线图，以及追赶车（2号汽车）的速度曲线图和与目标车（1号汽车）相对距离变化图。

提示：模糊控制规则如下表2所示，r 、θ和

油门控制u 的论域分别为[0,1]、[-3,3]和

表2 模糊控制规则表

r \θ NB ZE PB PB ZE NM NB PM ZE PM PB ZE ZE PM PB NM ZE NM NB NB

ZE NM NB

图2 r的隶属函数图

五、实验报告要求：

1. 按照实验要求，给出相应结果。

2．分析隶属度、模糊关系和模糊规则的相互关系。

下面是实验报告的基本容和书写格式。

实验名称

班级：学号：：

一、实验目的

二、实验容

三、实验结果

按照实验要求，给出相应结果。

四、实验总结

1. 分析隶属度、模糊关系和模糊规则的相互关系。

2. 总结实验心得体会——————————————————————————————————

实验三A*算法实验I

一、实验目的

熟悉和掌握启发式搜索的定义、估价函数和算法过程，并利用A*算法求解N 数码难题，理解求解流程和搜索顺序。

二、实验原理

A*算法是一种启发式图搜索算法，其特点在于对估价函数的定义上。对于一般的启发式图搜索，总是选择估价函数f值最小的节点作为扩展节点。因此，f 是根据需要找到一条最小代价路径的观点来估算节点的，所以，可考虑每个节点n的估价函数值为两个分量：从起始节点到节点n的实际代价g(n)以及从节点n 到达目标节点的估价代价h(n),且)

h ，)

(*n

h为n节点到目的结点的最

n

h

(*

)

(n

优路径的代价。

八数码问题是在3×3的九宫格棋盘上，摆有8个刻有1～8数码的将牌。棋盘中有一个空格，允许紧邻空格的某一将牌可以移到空格中，这样通过平移将牌可以将某一将牌布局变换为另一布局。针对给定的一种初始布局或结构（目标状态），问如何移动将牌，实现从初始状态到目标状态的转变。如下图1表示了一个具体的八数码问题求解。

图1 八数码问题的求解

三、实验容

1. 参考A*算法核心代码，以8数码问题为例实现A*算法的求解程序（编程语言不限），要求设计两种不同的估价函数。

2. 设置相同的初始状态和目标状态，针对不同的估价函数，求得问题的解，并比较它们对搜索算法性能的影响，包括扩展节点数、生成节点数等。

3. 设置与上述2相同的初始状态和目标状态，用宽度优先搜索算法（即令估计代价h(n)＝0的A*算法）求得问题的解，以及搜索过程中的扩展节点数、生成节点数。

*4. 参考A*算法核心代码，实现A*算法求解15数码问题的程序，设计两种不同的估价函数，然后重复上述2和3的实验容。

5. 提交实验报告和源程序。

四、实验报告要求

1. 分析不同的估价函数对A*算法性能的影响。

2. 根据宽度优先搜索算法和A*算法求解8、15数码问题的结果，分析启发式搜索的特点。

下面是实验报告的基本容和书写格式。

实验名称

班级：学号：：

一、实验目的

二、实验原理

三、实验结果

按照实验容，把结果填入表1。

表1 不同启发函数h(n)求解8数码问题的结果比较

*表2 不同启发函数h(n)求解15数码问题的结果比较

四、实验总结

1. 画出A*算法求解N数码问题的流程图

2. 完成实验报告要求1和2。

3. 总结实验心得体会——————————————————————————————————

实验四A*算法实验II

一、实验目的

熟悉和掌握A*算法实现迷宫寻路功能，要求掌握启发式函数的编写以及各类启发式函数效果的比较。

二、实验原理

A*（A-Star)算法是一种静态路网中求解最短路最有效的方法。公式表示为：f(n)=g(n)+h(n)，其中f(n)是节点n从初始点到目标点的估价函数，g(n)是在状态空间中从初始节点到n节点的实际代价，h(n)是从n到目标节点最佳路径的估计代价。保证找到最短路径（最优解的）条件，关键在于估价函数h(n)的选取：

h，这种情况下，搜索的点估价值h(n)小于等于n到目标节点的距离实际值)

(*n

数多，搜索围大，效率低，但能得到最优解。如果估价值大于实际值，搜索的点数少，搜索围小，效率高，但不能保证得到最优解。

寻路问题常见于各类游戏中角色寻路、三维虚拟场景中运动目标的路径规划、机器人寻路等多个应用领域。迷宫寻路问题是在以方格表示的地图场景中，对于给定的起点、终点和障碍物（墙），如何找到一条从起点开始避开障碍物到达终点的最短路径。

假设在一个n*m的迷宫里，入口坐标和出口坐标分别为(1,1)和(5,5)，每一个坐标点有两种可能：0或1，其中0表示该位置允许通过，1表示该位置不允许通过。

如地图：

0 0 0 0 0

1 0 1 0 1

0 0 1 1 1

0 1 0 0 0

0 0 0 1 0

最短路径应该是

A B 0 0 0

1 C 1 0 1

E D 1 1 1

F 1 J K L

G H I 1 M

即：(1,1)-(1,2)-(2,2)-(3,2)-(3,1)-(4,1)-(5,1)-(5,2)-(5,3)-(4,3)-(4,4)-(4,5)-(5,5)

三、实验容

1．参考迷宫求解的核心代码，观察求解过程与思路，画出用A*算法求解迷宫最短路径的流程图。

2．设置不同的地图，以及不同的初始状态和目标状态，记录A*算法的求解结果，包括最短路径、扩展节点数、生成节点数和算法运行时间。

3．对于相同的初始状态和目标状态，设计不同的启发式函数，比较不同启发式函数对迷宫寻路速度的提升效果，包括扩展节点数、生成节点数和算法运行时间。

4．提交实验报告和源程序。

四、实验报告要求：

1．画出A*算法求解迷宫最短路径问题的流程图。

2．试分析不同启发式函数h(n)对迷宫寻路求解的速度提升效果。

3．分析A*算法求解不同规模迷宫最短路径问题的性能。

下面是实验报告的基本容和书写格式。

实验名称

班级：学号：：

一、实验目的

二、实验原理

三、实验结果

按照实验容，给出相应结果。

四、实验总结

1. 完成实验报告要求2和3。

2. 总结实验心得体会——————————————————————————————————

实验五遗传算法实验I

一、实验目的

熟悉和掌握遗传算法的原理、流程和编码策略，并利用遗传求解函数优化问题，理解求解流程并测试主要参数对结果的影响。

二、实验原理

遗传算法( Genetic Algorithms, GA )是基于生物界自然选择和基因遗传学原理的一种广为应用的、高效的随机搜索算法，20世纪60年代由美国的密执根大学的Holland教授首先提出。该算法将优化问题看作是自然界中生物的进化过程，通过模拟大自然中生物进化过程中的遗传规律，来达到寻优的目的。近年来，遗传算法已广泛地应用于作业调度与排序、可靠性设计、车辆路径选择与调度、成组技术、设备布置与分配、交通问题等等。

用遗传算法求解优化问题，首先对优化问题的解进行编码，编码后的一个解称为一个染色体，组成染色体的元素称为基因。一个群体由若干个染色体组成，染色体的个数称为群体的规模。在遗传算法中用适应度函数表示环境，它是已编码的解的函数，是一个解适应环境程度的评价。当适应度函数确定后，自然选择规律以适应度函数值的大小来决定一个染色体是否继续生存下去的概率。生存下来的染色体成为种群，它们中的部分或全部以一定的概率进行交叉、变异，从而得到下一代群体。

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现代(传感器)检测技术实验 实验指导书 目录 1、THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介 2、实验一金属箔式应变片——电子秤实验 3、实验二交流全桥振幅测量实验 4、实验三霍尔传感器转速测量实验 5、实验四光电传感器转速测量实验 6、实验五 E型热电偶测温实验 7、实验六 E型热电偶冷端温度补偿实验 西安交通大学自动化系 2008.11

THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介 一、概述 “THSRZ-2 型传感器系统综合实验装置”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合，开发成功的新一代传感器系统实验设备。 实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理（模块）、数据采集卡组成。 1.主控台 (1)信号发生器：1k～10kHz 音频信号，Vp-p=0～17V连续可调； (2)1～30Hz低频信号，Vp-p=0～17V连续可调，有短路保护功能； (3)四组直流稳压电源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五档输出、0～5V可调，有短路保护功能； (4)恒流源：0～20mA连续可调，最大输出电压12V； (5)数字式电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级； (6)数字式毫安表：量程0～20mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能； (7)频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm； (8)计时器：0～9999s，精确到0.1s； (9)高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度±0.50C。 2.检测源 加热源：0～220V交流电源加热，温度可控制在室温～1200C； 转动源：0～24V直流电源驱动，转速可调在0～3000rpm； 振动源：振动频率1Hz～30Hz（可调），共振频率12Hz左右。 3.各种传感器 包括应变传感器：金属应变传感器、差动变压器、差动电容传感器、霍尔位移传感器、扩散硅压力传感器、光纤位移传感器、电涡流传感器、压电加速度传感器、磁电传感器、PT100、AD590、K型热电偶、E型热电偶、Cu50、PN结温度传感器、NTC、PTC、气敏传感器（酒精敏感，可燃气体敏感）、湿敏传感器、光敏电阻、光敏二极管、红外传感器、磁阻传感器、光电开关传感器、霍尔开关传感器。包括扭矩传感器、光纤压力传感器、超声位移传感器、PSD位移传感器、CCD电荷耦合传感器：、圆光栅传感器、长光栅传感器、液位传感器、涡轮式流量传感器。 4.处理电路 包括电桥、电压放大器、差动放大器、电荷放大器、电容放大器、低通滤波器、涡流变换器、相敏检波器、移相器、V/I、F/V转换电路、直流电机驱动等 5.数据采集 高速USB数据采集卡：含4路模拟量输入，2路模拟量输出，8路开关量输入输出，14位A/D 转换，A/D采样速率最大400kHz。 上位机软件：本软件配合USB数据采集卡使用，实时采集实验数据，对数据进行动态或静态处理和分析，双通道虚拟示波器、虚拟函数信号发生器、脚本编辑器功能。

《人工智能及其应用》(蔡自兴)课后习题答案第3章

第三章搜索推理技术 3-1什么是图搜索过程?其中，重排OPEN表意味着什么，重排的原则是什么? 图搜索的一般过程如下： (1) 建立一个搜索图G(初始只含有起始节点S)，把S放到未扩展节点表中（OPEN表）中。 (2) 建立一个已扩展节点表（CLOSED表），其初始为空表。 (3) LOOP：若OPEN表是空表，则失败退出。 (4) 选择OPEN表上的第一个节点，把它从OPEN表移出并放进CLOSED表中。称此节点为节 点n，它是CLOSED表中节点的编号 (5) 若n为一目标节点，则有解并成功退出。此解是追踪图G中沿着指针从n到S这条路径 而得到的(指针将在第7步中设置) (6) 扩展节点n，生成不是n的祖先的那些后继节点的集合M。将M添入图G中。 (7) 对那些未曾在G中出现过的(既未曾在OPEN表上或CLOSED表上出现过的)M成员设置一 个通向n的指针，并将它们加进OPEN表。 对已经在OPEN或CLOSED表上的每个M成员，确定是否需要更改通到n的指针方向。 对已在CLOSED表上的每个M成员，确定是否需要更改图G中通向它的每个后裔节点的指针方向。 (8) 按某一任意方式或按某个探试值，重排OPEN表。 (9) GO LOOP。 重排OPEN表意味着，在第(6)步中，将优先扩展哪个节点，不同的排序标准对应着不同的搜索策略。 重排的原则当视具体需求而定，不同的原则对应着不同的搜索策略，如果想尽快地找到一个解，则应当将最有可能达到目标节点的那些节点排在OPEN表的前面部分，如果想找到代价最小的解，则应当按代价从小到大的顺序重排OPEN表。 3-2 试举例比较各种搜索方法的效率。

基于人机工程学的产品改良设计课程实验研究_0

基于人机工程学的产品改良设计课程实验 研究 [摘要]本文为《工业产品再设计》课程设计了一套基于人机工程学原理的产品改良设计实验方案。实验原理是运用人体生理结构反形与目标产品形态进行合成，得出新的产品造型。实验运用逆向工程技术与Morphing设计方法得出产品形态设计结果。本实验已应用于教学实践中，教学反馈证明学生容易掌握实验方法，且结论与设计效果良好。 [关键词]逆向工程；人机工程学；改良设计；实验 [DOI]10.13939/https://www.sodocs.net/doc/3016681958.html,ki.zgsc.2015.20.251 为了能够在市场竞争中取得优势，很多企业不断改良产品设计，推出新产品。因此，产品改良设计的原理与方法是工业设计专业学生所必须掌握的。《工业产品再设计》课程即是针对如何改进现有产品的工业设计专业课程。[1]人机工程学是工业设计中重要的辅助手段。[2]在工业设计领域，人机工程学为衡量产品使用舒适度提供了参考和评价标准。而在人机工程学应用于工业设计实践方面，Shenchang Eric Chen提出形态混合迁变的方法，即可以运用人体尺度数据与产品数据合成新产品造型。本文所介绍的实验方案，运用逆向工程[1][3]的方法：首先用油泥、发泡泡沫等材料

制作人体生理构造反形，再利用shape averaging[3]（Morphing）法对人体反形与产品形态进行混合迁变，得出新的产品形态。本文列举两例自行车把改良设计实验。 1 实验1 本实验运用手掌持握反形（有手指凹陷）与目标车把合成新的车把造型，目的在于改良和优化现有车把与手掌生理结构的吻合度。使用带有手指凹陷构造的手掌持握反形，可以得出持握稳定的车把设计结果。 （1）利用油泥手工制作手掌持握反形（有手指凹陷），并利用数字化三维扫描仪和Stereo 3D获取其三维数据（图1）。 （2）利用数字化三维扫描仪获取目标车把（图2）三维数据。 （3）分别抽离等量的手掌持握反形（有手指凹陷）与目标车把的截面轮廓线。 （4）将两组截面轮廓线置于同一坐标系，并缩放调整位置与尺度。 （5）将两组轮廓线进行混合运算，并采取不同的Morphing比例，选择最佳混合迁变结果，其加权比例为3∶7；图4左侧为目标车把局部截面轮廓线，右侧为油泥手掌持握反形（有手指凹陷）局部截面轮廓线，红色为所选最佳结果。 （6）以步骤（5）中的结果，创建新曲面，生成最终

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实验一压力测量实验 实验目的： 1．了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 2．比较半桥与单臂电桥的不同性能，了解其特点，了解全桥测量电路的优点。 3．了解应变片直流全桥的应用及电路标定。 二、基本原理： 1．电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为： ΔR/R=Kε 式中ΔR/R为电阻丝的电阻相对变化值，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，用它来转换被测部位的受力大小及状态，通过电桥原理完成电阻到电压的比例变化，对单臂电桥而言，电桥输出电压，U01=EKε/4。（E为供桥电压）。 2．不同受力方向的两片应变片接入电桥作为邻边，电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善。当两片应变片阻值和应变量相同时，其桥路输出电压 U02=EK/ε2，比单臂电桥灵敏度提高一倍。 3．全桥测量电路中，将受力状态相同的两片应变片接入电桥对边，不同的接入邻边，应变片初始阻值是R1= R2= R3=R4，当其变化值ΔR1=ΔR2=ΔR3=ΔR4

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安全人机工程学实验指导书

安全人机工程学实验指导书 安全人机工程学 验指导湖南工学院20XX年3月 实验六深度知觉测定实验八记忆广度测量实验 实验九动作速度测定实验 实验七手指灵活性、手腕动觉方位能力测定实验六深度知觉测定实验目的 深度知觉测试是测试人的视觉在深度上的视锐程度，通 过测试可以了解双眼对距离或深度的视觉误差，也可以比较双眼和单眼在辨别深度中的差异。 实验仪器简介 采用EP503A深度知觉测试仪。主要技术指标: 1比较刺激移动速度分快慢二档: 快档50mm/s慢档25mm/s 2比较刺激移动方向可逆。±200mm 3比较刺激移动范围：400mm 4比较刺激与标准刺激的横向距离为55mm 5工作电压

220V 50HE 工作原理: 1 EP503A深度知觉测试仪结构如图2所示: 图 2 EP503A深度知 觉测试仪结构移动比较刺激，使之与标准刺激三点成一直线，在 实验 过程中，可测出被试者视觉在深度上的差异性。 2遥控键如图3所示: 图3 EP503A深度知觉测试遥控器面板示意 3面板布置如图4所示: 图4 EP503A深度知觉测试面板示意三实 验步骤 1、被试在仪器前，视线与观察窗保持水平，固定头部， 能看到仪器内两根立柱中部。2、以仪器内其中根立柱为 标准刺激，距离被试2米，位置固定。另一根可移动的立柱为变异刺激，被试可以操纵电键前后移动。 3、正式实验时，先主试将变异刺激调至任意位置，然 后要求被试仔细观察仪器内两根立柱，自调整，直至被试认为两根立柱在同一水平线上，离眼睛的距离相等为止。被试 调整后，主试记录两根立柱的实际误差值，填入下表中 4、正式实验时，先进行双眼观察20次，其中:有10吃是变异刺激在前，近到远调整; 有10次是变异刺激在后，远到近调整。顺序和距离随 机安排。

人机交互技术实验二熟悉认知心理学和人机工程学

重庆邮电大学移通学院学生实验报告 实验名称：熟悉认知心理学和人机工程学 专业班级：数字媒体技术 02141401 姓名：罗钧 学号： 2014210xxx 实验日期：

实验二：熟悉认知心理学和人机工程学 一、实验目的 （1）了解人机交互技术的研究内容； （2）熟悉认知心理学的基本概念和主要内容； （3）熟悉人机工程学的基本概念和主要内容。 二、工具/准备工作 需要准备一台带有浏览器，能够访问因特网的计算机。 三、实验内容与步骤 1.认知学的概念 （1）分析“人机界面学”的主要研究内容。 人机界面（Human Machine Interaction，简称HMI），又称用户界面或使用者界面，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介，它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。 （2）给出“认知心理学”的定义。 认知心理学是二十世纪50年代中期在西方兴起的一种心理学思潮，是作为人类行为基础的心理机制，其核心是输入和输出之间发生的内部心理过程。它与西方传统哲学也有一定联系，其主要特点是强调知识的作用，认为知识是决定人类行为的主要因素。 认知心理学是最新的心理学分支之一，从1950至1960年代间才发展出来的，到70年代成为西方心理学的主要流派。1956年被认为是认知心理学史上的重要年份。这一年几项心理学研究都体现了心理学的信息加工观点。如Chomsky的语言理论和纽厄尔（Alan Newell）和西蒙（Herbert Alexander simon）的“通用问题解决者”模型。“认知心理学”第一次在出版物出现是在1967年Ulrich Neisser的新书。而唐纳德·布罗德本特于1958年出版的《知觉与传播》一书则为认知心理学取向立下了重要基础。此后，认知心理取向的重点便在唐纳德·布罗德本特所指出的认知的讯息处理模式--一种以心智处理来思考与推理的模式。因此，思考与推理在人类大脑中的运作便像电脑软件在电脑里运作相似。认知心理学理论时常谈到输入、表征、计算或处理，以及输出等概念。 （3）给出“软件心理学”的定义。 软件心理学（software psychology）用实验心理学的技术和认知心理学的概念来进行软件生产的方法，即将心理学和计算机系统相结合而产生的新学科。 (4)为什么说“了解并遵循认知心理学的原理是进行人机交互界面设计的基础”？请简单阐述之。 人机界面设计，主要用理论来指导设计，了解认知心理学，一方面防止出错，另一方面用以提高工作效率。了解认知心理学，可以使设计者对用户，即使用计算机的人，有一个较为清晰的认识，也就是说对人的心理基础要有所了解，以提高人机界面设计的水平，

传感器实验指导书(实际版).

实验一 金属箔式应变片性能实验 （一）金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 二、基本原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为： εK R R =? 式中R R ?为电阻丝电阻相对变化， K 为应变灵敏系数， l l ?=ε为电阻丝长度相对变化， 金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受 力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。对单臂电桥输出电压4 1ε EK U O =。 三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器、砝码、数显表、士15V 电源、土4V 电源、万用表（自备）。 四、实验步骤： 1．应变式传感器已装于应变传感器模板上。传感器中各应变片已接入模板的左上方的1R 、2R 、3R 、4R 。加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别， Ω====3504321R R R R ，加热丝阻值为Ω50左右。 2．接入模板电源上15V （从主控箱引入），检查无误后，合上主控箱电源开关，将实验模板调节增益电位器3W R 顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显表电压输入端i V 相连，调节实验模板上调零电位器4W R ，使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V 档）。关闭主控箱电源。 3．将应变式传感器的其中一个应变片1R (模板左上方的1R )接入电桥作为一个桥臂与5R 、6R 、7R 接成直流电桥（5R 、6R 、7R 模块内已连接好） ，接好电桥调零电位器4W R ，接上桥路电源上4V （从主控箱引入）如图1—2所示。检查接线无误后，合上主控箱电源

人机工程学实验

实验一：双手调节器 1.实验目的 2.实验介绍和实验思路：双手调节器是一种典型的动作技能操作仪器。它是通过双手的操 作合作完成设定的曲线轨迹的运动，即是右手完成目标的上下移动，左手完成目标的左右移动。以被试完成任务所用的时间及偏离轨迹的次数，作为衡量其多次练习后的进步水平。 3.实验过程：分两项实验 第一种：自变量：同一个人的被实验次数即练习遍数。（每人四次，左右单程各两次）因变量：走完单程过程中个出错次数和时间 双手协调能力测试实验中的被试者完成实验的时间及错误次数数据统计分析如下：

根据实验结果绘制的练习曲线如下，用练习遍数作横坐标，用完成任务所用时间及出错次数为纵坐标，做出示意图为： 4.实验结论：完成任务所用的时间及每遍练习中的错误次数随着练习遍数的增加总体趋势 偶尔也会错误次数和时间略有增加。 实验二：瞬时记忆 1.实验目的：证实瞬时记忆的现象及其性质。 2.实验（方案一）思路：恒定变量设为1，自变量为设定秒数，因变量为报对码数目。 方案一数据：

根据图表可知，在设定时间不断减少的情况下，学生答对的图码数目不断减少。 （方案二）实验思路：恒定变量为时间（0.4秒），自变量为图码行数不同，因变量为记忆图码正确数量。 方案二数据：

根据图表可知，当被测试者接收一行图码信息时，思路清晰，记忆较快，当被测试者接收两行图码信息时，记忆速度不如一行图码快。 3.实验总结：1. 在设定时间不断减少的情况下，学生答对的图码数目不断减少。 2. 瞬间记忆在0.4秒情况下，记忆的合理码数在 3.2—3.5之间。 实验三：记忆广度 1.实验目的：学习测定光简单反应时的程序，比较光简单反应时的个体差异，通过测定闪光融合领率．学习使用阶梯法测定感觉阈限 2. 实验介绍和实验思路： 影响短时记忆广度的因素很多，组块的大小，熟悉性，复杂性等都会影响短时记忆的容量设自变量为计位数，因变量为正确个数，测试正确率： 3.根据数据分析结果： 随着计位数的不断增加，实验者按对的个数不断减少，正确率越来越低， 这说明人的记忆广度有限，所以在适当的记忆时间内，应设计相应的可记忆的内容，严防记忆过载。从另一方面讲了解短时记忆的特点，选择正确的方法加以训练，有助于个人记忆的

(完整word版)实验二人体上肢动作特性实验.doc=安全人机工程学=湖南工学院

实验二人体上肢动作特性实验 人体上肢动作特性涉及到灵活性、稳定性及准确性。人体动作的灵活性是指操作时的动作速度与频率。动作速度是指肢体在单位时间内移动的路程；动作频率是指每秒钟或每分钟动作重复的次数。人体动作的准确性可从动作形式（方向和动作量）、速度和力量三个方面考察。这三个方面配合恰当，动作才能与客观要求相符合，才能准确。通过以下实验可了解人体上肢动作的特性以及影响动作灵活性、准确性、稳定性的因素。 实验二-1 手指的灵活性测定 一、实验目的 人体动作的灵活性是指操作时的动作速度与频率。手指灵活性测试可用于测定手指、手、手腕的灵活性，也可测定手和眼的协调能力。 二、实验原理 通过将金属细棒插入实验板的圆孔中所需时间，测试手指动作灵活性以及手眼协调能力。比较手指插棒的运动顺序不同的所需时间验证人体上肢运动特性受影响的因素。 三、实验装置与测试仪器 采用BD-II-601型手指灵活性测试仪（见图2-1），该仪器的主要技术参数如下： 1．实验板圆孔：直径1.6mm，100个，各孔中心距20mm； 2．金属插棒：直径1.5mm，长度20mm，110个； 3．记时：1ms～9 999s，4位数字显示，内藏式整体结构； 4．记时开始与结束可按键，也可以由金属棒插入左上角第1个孔与右上角后1个孔自动进行； 5.实验用镊子：1把。 图2-1 手指灵活性测试仪

图2-2 手指灵活性测试仪面板示意图 四、实验内容 1.金属插棒放入左侧槽中，优势手拿起右侧槽中的镊子； 2.被试用镊子将左侧槽中的金属棒插入实验板的圆孔中，插入顺序分以下四种： ①先插开始位，从上至下，再从下至上，……依次逐列插入，最后插终止位； ②先插开始位，从上至下，再从第2列开始由上至下，……依次逐列插入，最后插终止位； ③先插开始位，从左至右，再从第2行由右边第一个开始至左，……依次逐行插入，最后插终止位； ④先插开始位，从左至右，再从第二行开始由左至右，……依次逐行插入，最后插终止位； 记时会自动开始，到插终止位时结束，并记录插入100个棒所需时间于表2-2； 3.每次重新开始需按“复位”键清零 五、数据整理与分析 1.测量数据 表2-2 手指的灵活性测定数据 顺序 ①②③④ 次数 1 2 3 4 平均时间

传感器原理实验指导书

《传感器原理及应用》实验指导书闻福三郭芸君编著 电子技术省级实验教学示范中心

实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 一、 实验目的 了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 二、 实验仪器 1、传感器特性综合实验仪 THQC-1型 1台 2、万用表 MY60 1个 三、 实验原理 金属丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值会发生变化，这就是金属的电阻应变效应。 金属的电阻表达式为： S l R ρ = （1） 当金属电阻丝受到轴向拉力F 作用时，将伸长l ?，横截面积相应减小S ?，电阻率因晶格变化等因素的影响而改变ρ?，故引起电阻值变化R ?。 用应变片测量受力时，将应变片粘贴于被测对象表面上。在外力作用下，被测对象表面产生微小机械变形时，应变片敏感栅也随同变形，其电阻值发生相应变化。通过转换电路转换为相应的电压或电流的变化，可以得到被测对象的应变值ε，而根据应力应变关系 εσE = （2） 式中：ζ——测试的应力； E ——材料弹性模量。 可以测得应力值ζ。通过弹性敏感元件，将位移、力、力矩、加速度、压力等物理量转换为应变，因此可以用应变片测量上述各量，从而做成各种应变式传感器。电阻应变片可分为金属丝式应变片，金属箔式应变片，金属薄膜应变片。 四、 实验内容与步骤 1、应变式传感器已装到应变传感器模块上。用万用表测量传感器中各应变片R1、R 2、R 3、R4，R1=R2=R3=R4=350Ω。 2、将主控箱与模板电源±15V 相对应连接，无误后，合上主控箱电源开关，按图1-1顺时针调节Rw2使之中间位置，再进行放大器调零，方法为：将差放的正、负输入端与地短接，输出端与主控箱面板上数显电压表输入端Vi 相连，调节实验模板上调零电位器Rw3，使数显表显示为零，（数显表的切换开关打到2V 档）。关闭主控箱电源。（注意：当Rw2的位置一旦确定，就不能改变。） 3、应变式传感器的其中一个应变片R1（即模板左上方的R1）接入电桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥，（如四根粗实线），把电桥调零电位器Rw1，电源±5V ，此时应将±5V 地与±15V 地短接（因为不共地）如图1-1所示。检查接线无误后，合上主控箱电源开关。调节Rw1，使数显表显示为零。 4、按表1-1中给出的砝码重量值，读取数显表数值填入表1-1中。

棒框仪实验报告

棒框仪实验报告 Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

人机工程学 报告书 姓名：董思洋 班级：工业设计10-3班学号： 二零一二年

棒框仪实验指导书 陈亚明编 艺术与设计学院 二0一二年二月

棒框仪实验 一、实验目的 本仪器可测量一个倾斜的框对判断一根棒的垂直性影响的程度。被试的判断受倾斜的框的影响，相当于周围环境条件变化的影响，所以此 本仪器可以通过被试的认知方式来测量人格特性。 二、实验方法 两人一组，正确使用棒框仪进行测量： 1、一个放在平台上的观察筒被试观察面为圆白背景面板上有一个黑色正方形框和黑色棒。棒的倾斜度可由被试通过旋钮调节。 2、主试面有一个半圆形的刻度，圆弧内指针指示框的倾斜度，中央指针指示棒的倾斜度。主试调节面板上旋钮改变框与棒的倾斜度。 3、在平台上有一个水平仪，可通过旋转平台下面的螺丝将平台调整到水平的位置。此棒框仪的优点在于没有电源的条件下可以使用。 三、测量器具 人体形体测量尺350×165×215mm的棒框仪 四、实验内容 （1）将平台调到水平位置。 （2）根据实验的要求，主试将框和棒调到在一定的倾斜度。 （3）要求被试通过观察筒进行观察，并根据自己感觉将棒调整得与地面垂直。（4）从刻度上读出的棒的倾斜度，即记录下误差的度数和方向。 （5）主试调节不同的方框的倾斜度，即不同的场条件下，重复实验。由被试调整出的棒倾斜度总结出框对棒的影响，从而研究被试的场依存性。 五、实验要求 1.每位同学都要参与测量、被测量过程； 2.记录数据以度为单位 3.测量数据要准确，测量精确；

人工智能及其应用(蔡自兴)课后答案

第二章知识表示方法 2-1 状态空间法、问题归约法、谓词逻辑法和语义网络法的要点是什么？它们有何本质上的联系及异同点? 答：状态空间法：基于解答空间的问题表示和求解方法，它是以状态和算符为基础来表示和求解问题的。一般用状态空间法来表示下述方法：从某个初始状态开始，每次加一个操作符，递增的建立起操作符的试验序列，直到达到目标状态为止。 问题规约法：已知问题的描述，通过一系列变换把此问题最终变成一个子问题集合：这些子问题的解可以直接得到，从而解决了初始问题。问题规约的实质：从目标（要解决的问题）出发逆向推理，建立子问题以及子问题的子问题，直至最后把出示问题规约为一个平凡的本原问题集合。 谓词逻辑法：采用谓词合式公式和一阶谓词算法。要解决的问题变为一个有待证明的问题，然后采用消解定理和消解反演莱证明一个新语句是从已知的正确语句导出的，从而证明这个新语句也是正确的。 语义网络法：是一种结构化表示方法，它由节点和弧线或链组成。节点用于表示物体、概念和状态，弧线用于表示节点间的关系。语义网络的解答是一个经过推理和匹配而得到的具有明确结果的新的语义网络。语义网络可用于表示多元关系，扩展后可以表示更复杂的问题 2-2 设有3个传教士和3个野人来到河边，打算乘一只船从右岸渡到左岸去。该船的负载能力为两人。在任何时候，如果野人人数超过传教士人数，那么野人就会把传教士吃掉。他们怎样才能用这条船安全地把所有人都渡过河去? 用S i(nC, nY) 表示第i次渡河后，河对岸的状态，nC表示传教士的数目，nY表示野人的数目，由于总人数的确定的，河对岸的状态确定了，河这边的状态也即确定了。考虑到题目的限制条件，要同时保证，河两岸的传教士数目不少于野人数目，故在整个渡河的过程中，允许出现的状态为以下3种情况： 1. nC=0 2. nC=3 3. nC=nY>=0 (当nC不等于0或3) 用d i(dC, dY)表示渡河过程中，对岸状态的变化，dC表示，第i次渡河后，对岸传教士数目的变化，dY表示，第i次渡河后，对岸野人数目的变化。当i为偶数时，dC,dY同时为非负数，表示船驶向对岸，i为奇数时，dC, dY同时为非正数，表示船驶回岸边。

传感器实验指导书

传 感 器 实 验 指 导 书 实验一电位器传感器的负载特性的测试 一、实验目的： 1、了解电桥的工作原理及零点的补偿； 2、了解电位器传感器的负载特性； 3、利用电桥设计电位器传感器负载特性的测试电路,并验证其功能。 二、实验仪器与元件： 1、直流稳压电源、高频毫伏表、示波器、信号源、数字万用表； 2、电阻若干（1k, 100K）；电位器(10k)传感器（多圈线绕）； 3、运算放大器LM358；

4、电子工具一批（面包板、斜口钳、一字螺丝刀、导线）。 三、基本原理： ?电位器的转换原理 ?电位器的电压转换原理如图所示，设电阻体长度为L，触点滑动位移量为x，两端输入电压为U i，则滑动端输出电压为 电位器输出端接有负载电阻时，其特性称为负载特性。当电位器的负载系数发生变化时，其负载特性曲线也发生相应变化。 ?电位器输出端接有负载电阻时，其特性称为负载特性。 四、实验步骤： 1、在面包板上设计负载电路。 3、改进电路的负载电阻RL，用以测量的电位器的负载特性。 4、分别选用1k电阻和100k电阻，测试电位器的负载特性，要求每个负载至少有5个测试点，并计入所设计的表格1，如下表。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8

五、实验报告 1、 画出电路图，并说明设计原理。 2、 列出数据测试表并画出负载特性曲线。电源电压5V ，测试表格1. 曲线图：画图说明，x 坐标是滑动电阻器不带负载时电压；y 坐标是对应1000欧姆（负载两端电压）或100k 欧姆（负载两端电压），100欧和100K 欧两电阻可以得到两条曲线。 O 1 2 3 4 5 UK UR1UR2 3、 说明本次设计的电路的不足之处，提出改进思路，并总结本次实验中遇到困 难及解决方法。

(完整word版)安全人机工程学综合实验指导书20131

《安全人机工程学》实验指导书 杨轶芙编 实验学时：6学时

目录 实验一手指灵活性测试 ................................................................... - 1 -实验二动觉方位辨别能力的测定 ..................................................... - 3 -实验三暗适应测试实验 ..................................................................... - 5 -实验四明度适应测试 ......................................................................... - 8 -实验五选择、简单反应时测定实验............................................... - 10 -实验六听觉实验 ............................................................................... - 15 -实验七动作稳定性测试 ................................................................... - 22 -

实验一手指灵活性测试 『实验目的』 测定手指、手、手腕灵活性以及手眼协调能力。 『实验仪器』 采用EP707A型手指灵活性测试仪。 该仪器的主要技术参数如下： 1、手指灵活性测试100孔 2、指尖灵活性测试M6、M5、M4、 M3螺栓各25个 3、计时范围0～9999.99秒 4、电源电压220V 50HZ 5、消耗功率10W 6、外形尺寸505×310×48 7、重量3.5千克（净重） 『实验内容』 （一）手指灵活性测试（插孔插板） 1、使用者接上电源打开电源开关，此时计时器即全部显示为0000. 00。然后插上手指灵活性插板（有100个φ 1.6mm 孔），按复位按键被试即可进行测试。 2、被试用优势手拿住镊子钳住φ1.5针，插入开始位，计时器开始计时 3、依次用镊子（从左至右，从上至下）钳住φ1.5针插满100个孔，最后插终止位，计时会自动结束，记录下插入100个棒所需要的时间； 4、每次重新开始需按“复位”键清零。 （二）指尖灵活性测试 1、使用者接上电源打开电源开关，此时计时器即全部显示为0000. 00。然后插上指尖灵活性插板（M6、M5、M4、M3螺栓各25个），按复位按键被试即可进行测试。 2、当被试用优势手放入起始点第一个M6垫圈起，计时器开始计时，然后

人机工程学实验报告资料

人机工程学实验报告Hust工业设计专业，人机工程课程实验报告

必做实验（7个）： 一、镜画仪： 是一项目动作技能迁移的实验。因通过镜子反射，和原图形相比镜中图像是上下倒置而左右不变。 实验一 实验二 自变量：试验次数 因变量：出错次数、使用时间 实验数据分析结果：1.随着实验次数的增加，实验者不变，但是其所用时间及错误次数都在变少，熟练程度明显增加。 2.在同样的情况和同样的图案上，实验的后一次测验比前一次的测验有所进步，就为正迁移效果。

二、光亮度辨别仪 光亮度辨别仪的作用：心理学中常用的一种视觉实验仪器。它可以测定明度差别阈限，也可以制作明度量表。 自变量：光亮度真实值 因变量：实际测量值、差值 实验数据分析结果：随着光亮度的增加，实验者对于光的敏感度下降，误差变大。 应用范围：可调节亮度的台灯，它的优点在于调节亮度的装置消耗的电能极少，节约了电能，减少了不必要的损耗，灯的亮度可根据不同的天气，不同的时间，人们不同的需求，调节不同的亮度，方便人们的生活。

三、瞬时记忆实验仪 仪器同时呈现一组随机数字或字母，在部分报告法实验中，要求被试再现当时指定的一部分，然后在指定的时间内通过大脑记录下来。 自变量：瞬时刺激时间 因变量：记忆保存量 实验数据分析结果：人的大脑在瞬时记忆中，记忆的时间越长，准确率越高。

四、记忆广度测试仪 适用于心理特点测定中的数字记忆广度实验和提高记忆力的训练。并具有同时测量被试视觉、记忆、反应速度三者结合能力的功能，是一种常用的心理学测量仪器。 自变量：不同的实验者 因变量：记忆广度分数、出错位数 实验数据分析结果：因为人与人的不同，其记忆能力不同，有记忆广度大的，也有记忆广度小的。 应用范围：用在小孩子的智力玩具上，刺激小孩子对数字的认识和敏感性，提高记忆力和反映能力，同时可以很好的帮助小孩子注意力的集中。

传感器实验指导书11

实验平台介绍 传感器教学实验系列nextsense是针对传感器教学，虚拟仪器教学等基础课程设计的教学实验模块。nextsense系列配合泛华通用工程教学实验平台nextboard使用，可以完成热电偶、热敏电阻、RTD热电阻、光敏电阻、霍尔元件等传感器的课程教学。课程提供传感器以及调理电路，内容涵盖传感器特性描绘、电路模拟以及实际测量等。 图1 nextboard实验平台 nextboard具有6个实验模块插槽；提供两块标准尺寸的面包板，用户可自搭实验电路；为NI 数据采集卡提供信号路由，可完全替代NI数据采集卡接线盒功能，轻松使用数据采集卡资源；还为实验模块和自搭电路提供电源，既可用于有源电路供电，也可作为外接设备供电。 实验模块区共有6个插槽，分别为4个模拟插槽Analog Slot 1-4，2个数字插槽Digital Slot 1-2。数据采集卡的模拟通道和数字通道分配到实验模块区的Analog Slot 和Digital Slot 上。Analog Slot 模拟插槽用于那些需要使用模拟信号的实验模块。Digital Slot 数字插槽用于那些需要同时使用多个数字信号或脉冲信号的实验模块。 图2 模拟插槽和数字插槽

特别需要注意的是： （1）在使用所有模块之前，都要先区分模块的类型：带有正弦波标记的为模拟实验模块，需要插在Analog Slot 上使用；带有方波标记的为数字模块，需要查在Digital Slot 上使用。如果插错插槽，会导致模块工作不正常，甚至损坏模块。 （2）插拔实验模块前关闭nextboard电源。 （3）开始实验前，认真检查模块跳线连接，避免连接错误而导致的输出电压超量程，否则会损坏数据采集卡。 Nextboard的连线： （1）电源线，把220V的电源通过一个15V的直流变压器，送到实验台上。 （2）数据采集卡，将数据采集卡的插头与实验台可靠连接。

视野测定实验指导书

安全人机工程实验指导书 ——视野范围测试实验 一、实验简介 视野是指当人的头部和眼球不动时，人眼能观察到的空间范围通常以角度表示。人的视野范围，在垂直面内，最大固定视野为115°，扩大的视野范围为150°；在水平面内，最大固定视野为180°，扩大的视野为190°。 人眼最佳视区上下，左右视野均为只有1.5°左右；良好视野范围，位于在垂直面内水平视线以下30°和水平面内零线左﹑右两侧各15°的范围内；有效视野范围，位于垂直面内水平视线以上25°，以下35°，在水平面内零线左右各35°的视野范围。 在垂直面内，实际上人的自然视线低于水平视线，直立时低15°，放松站立时低30°，放松坐姿时低40°，因此，视野范围在垂直面内的下界限也应随放松坐姿，放松立姿而改变。 色觉视野，不同颜色对人眼的刺激不同，所以视野也不同。白色视野最大，黄﹑蓝﹑红﹑绿的视野依次减小。 仪器名称：BD-Ⅱ-108型彩色分辨视野计。 本仪器用于测定各种彩色和白色的视野范围。 组成与技术规格： 1﹑一个可以转动的黑色半圆弧。直径480mm，弧长+90°—–90°。弧的背面有以中点为0°，左、右分别有10、20、…、90°刻度，表示视点位置。 2、视点：位于在弧上能滑动的装置中。可分别呈现不同大小和颜色。试点直径：10、6、5、 3、1.5mm，颜色：红、黄、绿、蓝及白色。 3、在弧的中心有一黄色注视点。 4、固定头部的下巴支架。被试的左或右眼固定于中心位置。 5、一个与弧同轴的圆盘位于视野计的背面，圆盘上有放视野图纸的装置。并附有记录用的标尺。 6、视野图纸有以中点为0°，左、右分别标有10、20、…、90°的同心圆，并有标有0-360°位置的放射线。随机附视野图纸10张。 二、实验程序 1、把视野图纸安放在视野计背面圆盘上，学习在图纸上做记录的方法。（记录时与被试

传感器实验指导书

传感器实验指导书 Revised at 2 pm on December 25, 2020.

传 感 器 实 验 指 导 书 实验一电位器传感器的负载特性的测试 一、实验目的： 1、了解电桥的工作原理及零点的补偿； 2、了解电位器传感器的负载特性； 3、利用电桥设计电位器传感器负载特性的测试电路,并验证其功能。 二、实验仪器与元件： 1、直流稳压电源、高频毫伏表、示波器、信号源、数字万用表； 2、电阻若干（1k, 100K）；电位器(10k)传感器（多圈线绕）； 3、运算放大器LM358； 4、电子工具一批（面包板、斜口钳、一字螺丝刀、导线）。 三、基本原理： ?电位器的转换原理 ?电位器的电压转换原理如图所示，设电阻体长度为L，触点滑动位移量为x，两端输入电压为U i，则滑动端输出电压为

电位器输出端接有负载电阻时，其特性称为负载特性。当电位器的负载系数发生变化时，其负载特性曲线也发生相应变化。 ?电位器输出端接有负载电阻时，其特性称为负载特性。 四、实验步骤： 1、在面包板上设计负载电路。 3、改进电路的负载电阻RL，用以测量的电位器的负载特性。 4、分别选用1k电阻和100k电阻，测试电位器的负载特性，要求每个负载至少有5个测试点，并计入所设计的表格1，如下表。 五、实验报告 1、画出电路图，并说明设计原理。 2、列出数据测试表并画出负载特性曲线。电源电压5V，测试表格1.

曲线图：画图说明，x坐标是滑动电阻器不带负载时电压；y坐标是对应1000欧姆（负载两端电压）或100k欧姆（负载两端电压），100欧和100K欧两电阻可以得到两条曲线。 3、说明本次设计的电路的不足之处，提出改进思路，并总结本次实验中遇到困难及 解决方法。 实验二声音传感器应用实验-声控LED旋律灯 一、实验目的： 1、了解声音传感器的工作原理及应用； 2、掌握声音传感器与三极管的组合电路调试。 二、实验仪器与元件： 1、直流稳压电源、数字万用表、电烙铁等； 2、电子元件有： 声音传感器（带脚咪头）1个；弯座1个；线1个；5MM白发蓝LED 5个；9014三极管 2个1M电阻 1个；10K电阻 1个；电阻 1个；1UF电解电容 1个；47UF电解电容1个；万能电路板一块。 三、基本原理： 声控LED旋律灯工作电压。其功能为：本电路制作成功后5只LED会随着音乐或是其它声音的节奏闪动起来，可放置于音响附近，让灯光为音乐伴舞！电路原理图如图1所示。 图1 声控LED旋律灯 当发出声音时，声音波传入声音传感器，声音传感器把声音波转换成电压波动。 这个电压波动可以通过电容C2，传到Q1三极管的基极。然后这个电压波变Q1和Q2两级放大之后，输出较大的电压波。最后这个电压波使得5只LED闪动起来。

人机工程学实训课题报告

目录 1.课题研究的背景和意义 (1) 2.产品用途及其现有基本情况 (1) 3.现有座椅的人机问题 (2) 4.现有产品的部分人机问题 (4) 5.人椅的相关人机数据 (5) 6.该产品的优秀设计实例 (6) 7.寝室座椅的改良建议 (7) 8.座椅的手绘草图及效果图 (8) 9.课题调研心得 (13)

课题研究的背景及意义: 现今社会的竞争越来越激烈，我们可以看到学生的压力也越来越大，更甚至于小学生就开始住校上晚自习，十分辛苦，从学生的角度来考虑，在一天忙碌而劳累的学习以后，回到宿舍看到自己温暖的小家当然是一件无比温馨的事情，人一下子就可以放松下来，而现实却并非如此，我们可以看到，现在很多学生宿舍的生活用具存在很多问题，在设计方面不太合理，例如椅子和书桌的高度不协调，床与天花板的距离高度不协调，还有插孔，网线接口等。这些缺陷都严重影响着学生的寝室生活，进而影响学生的学习。因此一个好的舒适的生活环境对一个学生来说显得尤为重要了。这也是进行此次寝室座椅课题研究的初衷所在！ 通过这次的课题研究，可以更好地了解我们生活中存在的缺陷，进而根据这些缺陷来设计出符合人机工程学的完美的产品。力求减少学生宿室生活用具的不合理设计。为学生打造一个真正温馨的家！ 椅子用途及其现有基本情况 椅子是一种有靠背、有的还有扶手的坐具。古代席地而坐，原没有椅子，“椅”本是木名。《诗经》有“其桐其椅”，“椅”即“梓”，是一种树木的名称。 椅子发展至今，已经有1800多年的历史了。现在几乎家家户户都有椅子了。随着生活水平的提高，我们对椅子的需求不仅仅只是坐的功能了。而是舒适，美观，多功能的椅子了。不同的环境，不同的人，不同的用途对椅子的要求也就不同了。 目前椅子的大概分类 按材质分类：实木椅,钢木椅,板式椅,玻璃椅,铁艺椅,塑料椅,布艺椅,皮艺椅, 椅子皮革椅,发泡椅等 按使用分类：办公椅,餐椅,吧椅,休闲椅,躺椅,专用椅等 按行业分类:酒店椅子,酒吧椅子,西餐厅椅子,咖啡厅椅子,办公椅子，家用椅子等 按物理性能分类：绝缘椅、防静电椅、导电椅等 按结构分类：固定木脚椅、固定四脚钢管椅、带升降五星爪轮椅、带升降五星爪固定脚等 目前学生宿室椅子多为实木椅，钢木椅。

传感器与检测技术指导书

传感器与检测技术实验指导书 学生姓名： 学号： 所在班级： 黑龙江八一农垦大学信息技术学院

实验一金属箔式应变片及电桥性能实验 一金属箔式应变片――单臂电桥性能实验 一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 二、基本原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR／R＝Kε式中ΔR ／R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数,ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化，金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。，对单臂电桥输出电压 U o1= EKε/4。 三、需用器件与单元：应变式传感器实验模板、应变式传感器－电子秤、砝码、数显表、±15V电源、±4V电源、万用表（自备）。 四、实验步骤： 1、根据图（1－1）应变式传感器（电子秤）已装于应变传感器模板上。传 感器中各应变片已接入模板的左上方的R1、R2、R3、R4。加热丝也接于模板上，可用万用表进行测量判别，R1＝R2＝R3＝R4＝350Ω，加热丝阻值为50Ω左右

图1－1 应变式传感器安装示意图 2、接入模板电源±15V（从主控台引入），检查无误后，合上主控台电源 开关，将实验模板调节增益电位器R W3顺时针调节大致到中间位置，再进行差动放大器调零，方法为将差放的正负输入端与地短接，输出端与主控台面板上数显表输入端V i相连，调节实验模板上调零电位器R W4，使数显表显示为零（数显表的切换开关打到2V档）。关闭主控箱电源（注意：当R w3、R w4的位置一旦确定，就不能改变。一直到做完实验三为止）。 3、将应变式传感器的其中一个电阻应变片R1（即模板左上方的R1）接入电 桥作为一个桥臂与R5、R6、R7接成直流电桥（R5、R6、R7模块内已接好），接好电桥调零电位器R W1，接上桥路电源±4V（从主控台引入）如图1－2所示。检查接线无误后，合上主控台电源开关。调节R W1，使数显表显示为零。