Лабораторная работа по дисциплине: Основы обработки данных. Общий вариант

Лабораторная работа

Тема: Определение параметров характеристики диода методом наименьших квадратов на основе экспериментальных данных

Теоретические положения

Обработка экспериментальных данных при измерении вольт - амперной характеристики полупроводниковых диодов обычно сводится к нахождению теоретической кривой, которая должна наилучшим образом приближаться к экспериментальной. Наиболее распространенным методом для решения этой задачи является метод наименьших квадратов. В данном случае суть метода наименьших квадратов заключается в подборе таких коэффициентов линейной функции F((a,b), при которых она принимает минимальное значение.

Описание лабораторной установки

Лабораторная работа выполняется с помощью лаборатории с удаленным доступом. Используется реальное оборудование, установленное в лаборатории электронных средств обучения СибГУТИ. Это оборудование (регулируемые источники напряжения, измерители тока и напряжения, осциллографы и графопостроители) доступны студентам по сети Internet.
Для выполнения лабораторной работы необходимо на Вашем компьютере установить свободно распространяемую программу LabView Run-Time и запустить клиентскую программу El_client.exe, которые можно скачать с сайта лаборатории, расположенного по адресу: http://leso.sibsutis.ru/ в разделе поддержка (скачать).

Пользовательский интерфейс лабораторного комплекса

Рассмотрим взаимодействия элементов на примере измерения характеристик полупроводникового диода. Студент должен запустить на своем компьютере специальную клиентскую программу. В результате на экране появится меню

Задание к работе и ход выполнения

1. С помощью лаборатории с удаленным доступом измерить 10 значений напряжений и соответствующие им токи для германиевого диода Д7Ж. Отсчеты значений производить по цифровым индикаторам (не по стрелочным). Желательно точки, в которых производятся измерения располагать равномерно по всему графику. Скопировать график в отчет. Результаты измерений занести в таблицу 1:

Таблица 1


Заполнить все столбцы таблицы.
Значение Xi равно напряжению Ui
Xi = Ui

Yi = ln(I) логарифм натуральный.

На основе значений таблицы 1 рассчитаем параметры теоретической характеристики диода.

a= (∑▒〖(x∙y)-(∑▒x∙∑▒y)/n〗)/(∑▒x^2 -(∑▒x)^2/n)

b= (∑▒y)/n - a (∑▒x)/n

Здесь n=10
Индекс i в обозначениях сумм для простаты записи опущен, т.е необходимо суммировать значения параметров Xi и Yi для i=1÷10.

Записать формулу теоретической характеристики, подставив в нее конкретные значения параметров:

I= I_0∙e^((a∙U) )

Т.к. b= ln〖I_0 〗, то I0 = exp(b)

Рассчитать и построить теоретический график диода по формуле (7).
Сравнить теоретический график с графиком, измеренным экспериментально.
Рассчитать среднеквадратическую погрешность между теоретической кривой ВАХ и экспериментальными значениями последующей формуле:

σ=√((∑_(i=1)^n▒ρ_i )/n)
i - расхождения между теоретическим и измеренном значением токов при заданном напряжении.

Содержание отчета

Отчет должен содержать:
а. Цель работы
б. Расчетные формулы
в. Таблицу с результатами измерений
г. График экспериментальной характеристики
д. График теоретической характеристики
е. Среднеквадратическую погрешность
в. Выводы

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Основы обработки данных
Вид работы: Лабораторная работа 1
Оценка: Зачет
Дата оценки: 12.03.2023
Рецензия: Уважаемый ...............................................,

Борисов Александр Васильевич