超声波声速测定学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-13 格式:PPTX 页数:20 大小:361KB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学二、实验(shíyàn)原理1.相位比较法相位比较法测声速(shēnɡsù)连线图如图所示从S1发出的正弦波与S2收到的正弦波之间的相位差为S1与S2之间变化一个波长λ,φ相位差变化2π,示波器上所观察到的李萨如图随之变化一个周期,测出波长,从而可以(kěyǐ)计算出波速。2.驻波法(驻波共振(gòngzhèn)法)驻波法测声速示意图:沿x方向的入射波和反射(fǎnshè)波相遇干涉时,在空间某点的合振动方程为:y=y1+y2=(2Acos2πx/λ)cos2πft,波腹处振幅最大,波节处振幅为零,由纵波的性质可以知道,当接收换能器端面位于振动的波节时,正好声压值最大。移动S2,可看到示波器上显示的声压值不断地由最大变到最小再变到最大,呈周期性变化。二相邻的振幅最大点之间移动过的距离亦为两相邻波节的距离,即3.时差(shíchā)法时差(shíchā)法测声速连线图如图所示:时差法是将脉冲调制信号加到发射器上,声波在介质中传播,经过时间后,到达距离处的接收换能器,可以用以下(yǐxià)公式求出声波在介质中的传播速度三、实验(shíyàn)仪器超声声速测定仪声速测定仪是由压电换能系统S1、S2、游标卡尺、固定支架等部件组成,仪器装置如图所示。S1、S2是两个压电陶瓷超声换能器,S1为发射换能器,它通过逆压电效应把电信号转换成以电信号频率的机械振动,从而推动空气分子振动产生平面声波(shēnɡbō);S2为接收换能器,它通过正压电效应把声信号转换为电信号以接收声波(shēnɡbō),其端面也是声波(shēnɡbō)的反射界面,它们的结构完全相同,有共同的谐振频率,只有当外界输入信号的频率等于其谐振频率时,才能产生最佳的机械振动。压电陶瓷(táocí)换能器内部结构四、实验内容(nèiróng)与步骤/2.驻波法测定声速(1)按图接好电路(2)调整发射换能器的发射面与接收换能器的接收面保持平行。(3)调整超声信号源的输出信号频率,观察示波器y轴信号的振幅,使振幅达到最大。此时表示发射换能器处于谐振状态。(4)沿着同方向转动距离调节鼓轮,使发射面和接收面之间的距离逐渐增加,可观察到示波器中y轴振幅的大小会有周期性变化,依次记录示波器电压值幅值最大时,接受器S2的位置即为驻波的波节位置。(5)记下(jìxià)连续10次出现幅度最大时接受器S2的位置,用逐差法处理数据,计算不确定度。/3.时差法(选做)(1)将测试方法设置到脉冲波方式。(2)将S1和S2之间的距离调到。(3)再调节接收增益,使示波器上显示的接收波信号幅度在300~400mV左右(峰-峰值),以使计时器工作在最佳状态,然后记录此时S2的读数。(4)沿着相同方向转动距离调节鼓轮,改变(gǎibiàn)发射面与接收面之间的距离,同时调节接收增益使接收波信号幅度始终保持一致。每隔10µs左右记录下S2的读数。(5)记下室温,并用逐差法对实验数据进行处理。/五、注意事项六、思考题感谢您的观看(guānkàn)。