超声波声速的测量实验报告

《超声波声速的测量实验报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划超声波声速的测量实验报告　　物理实验报告　　姓名：专业：班级：学号：　　实验日期：实验教室：5107指导教师：一、【实验名称】超声波声速的测量　　二、【实验目的】1、了解声速的测量原理　　2、学习示波器的原理与使用　　3、学习用逐差法处理数据　　三、【仪器用具】1、SV-DH-3型声速测定仪段　　2、双踪示波器　　3、SVX-3型声速测定信号源　　四、【仪器用具】　　1.超声波与压电陶瓷换能器　　频率20Hz-20kHz的机械振动在弹性

2、介质中传播形成声波，高于20kHz称为超声波，超声波的传播速度就是声波的传播速度，而超声波具有波长短，易于定向发射等优点，声速实验所采用的声波频率一般都在20～60kHz之间。在此频率范围内，采用压电陶瓷换能器作为声波的发射器、接收器效果最佳。　　后盖反　　压电陶瓷片辐射头正负电图1纵向换能器的结构简图目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　压电陶

3、瓷换能器根据它的工作方式，分为纵向换能器、径向换能器及弯曲振动换能器。声速教学实验中所用的大多数采用纵向换能器。图1为纵向换能器的　　结构简图。　　2.共振干涉法测量声速　　假设在无限声场中，仅有一个点声源S1和一个接收平面。当点声源发出声波后，在此声场中只有一个反射面，并且只产生一次反射。　　在上述假设条件下，发射波ξ1=Acoscos，你从示波器显示上会发现，当S2在某此位置时振幅有最小值。根据波的干涉理论可以知道：任何二相邻的振幅最大值的位置之间的距离均为λ/2　　。　　为了测量声波的波长，可以在一边观察示波器上声压振幅值的同时，缓慢的改变

4、S1和S2之间的距离。示波器上就可以看到声振动幅值不断地由最大变到最小再变到最大，二相邻的振幅最大之间的距离为λ/2；S2移动过的距离亦为λ/2。超声换能器S2至S1之间的距离的改变可通过转动鼓轮　　来实现，而超声波的频率又可由声速测试仪信号源频率显示窗口直接读出。　　图3用李萨如图观察相位变化目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　在连续多次测量

5、相隔半波长的S2的位置变化及声波频率f以后，我们可运用测量数据计算出声速，用逐差法处理测量的数据。　　3.相位法测量原理　　由前述可知入射波ξ1与反射波ξ2叠加，形成波束ξ3　　即ξ3=A1cos(2πx/λ)cosωt+A2cos为θ=2π△x/λ。如图5所示。因此能通过示波器，用李萨如图法观察测出声波的波长。　　4.时差法测量原理　　连续波经脉冲调制后由发射换能器发射至被测介质中，声波在介质中传播，经过t时间后，到达L距离处的接收换能器。由运动定律可知，声波在介质中传播的速度可由以下公式求出：　　速度V=距离L/时间t　　图4发射波与接收波　

6、　通过测量二换能器发射接收平面之间距离L和时间t,就可以计算出当前介质下的声波传播速度。　　五、【实验内容】　　1.仪器在使用之前，加电开机预热15min。在接通市电后，自动工作在连续波方式，选择的介质为空气的初始状态。　　2.驻波法测量声速。　　测量装置的连接：　　图5驻波法、相位法连线图目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　如图5所示，信号源

7、面板上的发射端换能器接口，用于输出一定频率的功率信号，请接至测试架的发射换能器；信号源面板上的发射端的发射波形Y1　　，请接至双　　踪示波器的CH1，用于观察发射波形；接收换能器的输出接至示波器的CH2　　测定压电陶瓷换能器的最佳工作点　　只有当换能器S1的发射面和S2的接收面保持平行时才有较好的接收效果；为了得到较清晰的接收波形，应将外加的驱动信号频率调节到换能器S1、S2的谐振频率点处时，才能较好的进行声能与电能的相互转换，以得到较好的实验效果。按照调节到压电陶瓷换能器谐振点处的信号频率，估计一下示波器的扫描时基t/div，并进行调节，使在示

8、波器上获得稳定波形。　　超声换能器工作状态的调节方法如下：各仪器都正常工作以后，首先调节发射强度旋钮，使声速测试仪信号源输出合适的电压，