王烁的实验日志



将输出文件格式改为csv。每次读取端口数据,在csv文件(以开始时间命名)输出一行数据。

晚上去了实验室一趟想更新一下程序,很尴尬,到了才发现没拷到U盘里,明天再去更新一下。

主要功能已经实现,接下来进行数据采集和分析,整理出一些结果。

  • 程序实测出现内存错误,经过艰苦地排查发现是超过了动态数组的上界。
  • 测试WIN7下驱动出现问题。
  • 实现了n个脉冲间时间间隔分布。

接下来一步完善界面和功能。

收到厂家修改过的DLL文件。

GUI_V0.2

新增加功能:

  • 设备新增WIN7下驱动,程序可在WIN7下运行。
  • 增加设备未连接时的异常处理机制。
  • 加入TAB CONTROL,使程序增加脉冲数统计和随机数发生功能。
  • 程序运行时自动保存数据至程序所在目录,文件名为当前时间,如“0511-0209.txt”,记录每次从设备获取的数据。

和厂家联系了一下:

  1. 得到了WIN7下的设备驱动。
  2. 确认时间最小间隔是1.0μs。
  3. 厂家会给DLL接口函数中增加异常处理机制再反馈给我。

微分档位无计数是由于没有焊接电容的原因,并不是设备故障。

下面着手给对话框加标签页实现多种功能。接下来做n个时间间隔的概率密度分布和单位时间脉冲数的泊松分布图。

前一段时间来看了两本Visual C++的书,经过一些简单地练习,已基本掌握基于对话框的可视化程序设计。

目前已初步开发出绘制GM脉冲分析仪时间间隔概率密度分布的模块。 开发环境Windows 7+VS2010,生成exe文件可在XP下运行。

GUI_V0.1

已实现功能:

  • 作图模块采用High-speed Charting Control控件,支持缩放拖动等功能。
  • 每隔2s刷新图片和计数率。
  • 改变Δt设定bin的大小,改变Tmax设定最大刻度。
  • 暂停后可重新设置参数。
  • 纵坐标支持自动刻度和固定刻度功能。

待解决的问题:

  • 厂家提供的驱动只能在XP系统下使用,WIN7下无法与硬件通讯。
  • 厂家提供的接口函数在dll文件里,仪器连接时调用正常,仪器未连接时调用异常,未找到合适地异常处理手段。
  • 仪器在微分档位不提供计数功能,接口得不到值。
  • 需对端口接收到的数据作统计分析,确认数据的分辨率,以便确定作图是的锯齿是由于涨落随机误差还是系统误差。
第一个问题可以装个虚拟机来解决。 — 沈金辉 2013/05/04 07:33
的确,我在win7下写好程序后放到虚拟机里的xp或者实验室里的电脑测试。但我想解决的是让程序在win7依旧可以使用。 — 王烁 2013/05/04 09:54

更新后的G-M脉冲分析仪的硬件部分输出端口作了变化:

硬件部分采集分析波形,每过1s或者此次识别的脉冲数达到了1000(存储器限制),向电脑更新一组数据。

该组数据的第一个数n0(< =1000)代表此组数据包含的脉冲数,之后第n个数据表示采集到的第n个脉冲和第n-1个脉冲间的时间间隔,单位是ms.

调用厂家提供的函数即可得到该组数据,考虑到传输的时间,每隔2s调用一次比较合适。

剩下来就是我的事情,编写GUI和程序,实现统计功能。

今天组会上继续接着上次讲完了信号与系统的知识,过程力求严谨一些,尽量把自己所学到的和理解到的知识分享给大家。 准备PPT过程中,把 FS|DFS|FT|DFT|DTFT|FFT 的概念和用途回顾了一遍。 一个理解上的收获是:周期串脉冲采样得到的连续时间脉冲信号和相对应的幅度离散时间序列信号的傅里叶变换后的频谱是相似的,只差一个尺度变换。 这是一个连接连续信号与离散信号的桥梁。

准备写程序产生随机数做一些对正态分布拟合的研究,发现之前有点想的简单了。

回顾一下滑移平均的想法:我们得到一组满足指数衰减数据,但每个数据点都包含涨落,将相邻的数据叠加得到一组新的数据,此数据依旧满足指数衰减规律,直观地感觉每个数据的相对涨落变小,拟合出来的结果可能更好。

但有一个要求是叠加后数据满足的规律应该便于拟合,比如指数关系和线性关系。而正态分布的表达式中e方上存在二次项,相邻的数据相加后不再满足正态分布,得不到方便拟合的函数,滑移平均法无法进行下去。

可以把滑移平均看作一个滤波器,y[n]=x[n-1]+x[n]+x[n+1],可以滤去高频成分。

关于本底的处理,一组数据(xn,yn)满足y=a*e^(b*x)+c,相邻项相减可减去c,化为y=a'*e^(b'*x)形式的拟合。

检验是否掌握一块知识的最好方法,就看你是否能简短地跟一个新手讲清楚。

准备PPT的过程中几乎又把信号与系统的东西重新复习了一般,以前傅里叶变换里没搞懂跳过去的地方搞清楚了,因为总不能站在黑板前忽悠观众。

可惜没有准备充分,没有讲好。组会挂黑板了,要吸取教训:下次讲东西之前一定要预先演练一下,把握好时间。

准备组会的PPT,去图书馆借《信号与系统》的书,看到旁边一本将信号统计理论的书,翻看了前几页有讲估计的评价的。

μ子试验中,我们根据实验数据进行寿命的拟合,其实就是利用现有样本对寿命进行估计。 如果估计是无偏的,那么估计值的期望就是真值,换句话说,如果还有很多组同样规模的样本来估计,把这些估计出来值的平均就接近真值。 对于我拿到的样本,有很多种无偏估计的方法,期望是真值,但是方差不一样,那本书上写道存在一个下限。

我想用滑移平均之后的数据进行拟合比直接拟合,得到的估计量应该方差较小,期望相同。如果这样,我们就有理由采用这种办法处理数据。 具体结果需要等待数值试验检验。

乐老师有了一个新想法,利用张强提出的滑移平均对正态分布的参数进行拟合,看是否可能用小范围的数据得到像长时间积累的数据一样好的结果。 今天开了物理楼门禁,以后进出可以不用等人了。8-)

草画了GM输出脉冲随机特性研究软件的界面:draw.pdf,打算采用VC++开发,嵌入之前的程序里。接下来就是在一边等数据接口部分源码,一边自己熟悉VC++开发过程,根据需求修改界面。

  • 准备流体力学实验,从头看了下量纲分析和π定理。
    1. 不同单位物理量不能加减。
    2. 用小尺度模型模拟大尺度的实验需要运动相似和动力学相似,可以通过量纲分析得到相似准则,如流体力学试验中的雷诺数、普朗特数等。
    3. 当相似数出现矛盾时,根据实际问题的主要影响因素确定。
  • 思考随机数发生器实验软件应包含的内容。基于G-M管产生的脉冲作为物理源,产生随机数的方法有两种:一段时间内的脉冲数和脉冲时间间隔,理论上分别对应泊松分布和负指数分布。
    1. 基于脉冲数的泊松分布。设计实验得到在不同时间和不同照射率下的泊松分布,采集时间由用户指定。
    2. 基于脉冲间隔的负指数分布。主要得到n个脉冲时间间隔的概率分布图。理论上相邻两个脉冲间的时间间隔呈负指数分布,但由于GM的死时间和仪器的分辨时间,概率密度图将会变形。n越大,分布应越向正态靠近。用户设定n数字。

开始建设本页,作实验日志,整理实验结果,记录灵感和思考,督促自己。

留言板

欢迎留言讨论,对我的工作提出指正和建议。 — 王烁 2013/03/17 19:11

我个人觉得,讨论“GM的死时间和仪器的分辨时间,概率密度图将会变形”会是很有意思的课题。 — 乐永康 2013/03/17 20:33
在具备相似性的简单系统来模拟较难实现的复杂系统行为,应该是一种常用且很有价值的研究方法。明确相似性、讨论模拟的有效性应该是实验设计中的重要一环。 — 乐永康 2013/03/17 20:34
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  • 最后更改: 2013/05/24 21:56
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