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1、实验七超声声速测定制作人:胡燕扬易[目的要求]1学会用驻波法和位相法测定空气中的声速.2掌握用时差法测定介质中的声速.3了解压电陶瓷换能器的功能，熟悉信号源及双踪示波器的使用.4掌握用逐差法处理实验数据.[实验原理]声波是一种在弹性介质中传播的纵波.由波动理论得知，声波的传播速度V与声波频率ƒ和波长λ之间的关系为：V=ƒ.λ驻波法测声速示意图位相法测声速示意图位相法测声速示波器依次显示的李萨如图形时差法测声速的发射波与接受波驻波法：XN=nλ/2（n=1，2，3..)XN—间距λ-波长位相法:φ=(X/λ)2πφ—接受信号与发射信号之间的相位差时差法
2、:r=L/TL—距离,T—时间实验仪器简介[实验内容]1.驻波法测空气中的声速(1)开启声速测定仪信号源开关,调节“信号频率”旋钮,频率范围为35~37KHZ.(2)开启声速测定仪上的数显装置开关,起始点清零.注意两换能器的端面不能相碰,否则易损坏换能器.(3)开启示波器电源开关,调节“电压衰减”旋钮,使屏幕上出现波形幅度适中稳定的正弦波形,(4)记录室温T1.调节“信号频率”旋钮,观察示波器波形变化,调至波形幅值最大处,即共振频率的范围.共振频率调定后,在测数据过程中,不能再随意调节“信号频率”旋钮.(5)“接受增益”旋调至最大位置,“发射强度”旋
3、钮调至适当位置,不能太大,以免波形失真;有不能太小,以免信号太弱.测试方式---连续波,传播介质---气体.(6)将S2移动靠近S1附近位置为起始点,逐步移动S2,观察示波器波形的变化,增至波形幅值最大处,即为波节处,记录此时的波节位置X1,频率ƒ1,然后逐渐增大X,依次记录后15个波节的位置XN,及相应的频率ƒN,记录室温t2.位相法测空气中的声速(1）开启信号源,示波器,数显装置的开关,并将示波器上“X-Y”按钮按下,逐渐移动S2,观察示波器屏幕上是否出现直线-椭圆-直线的变化.记录室温t1.移动S2使示波器出现一正斜率直线“/”(或负斜率直线“
4、”),记下相应数显上的读数X1及ƒ1.逐渐增大X,使示波器屏幕上交替出现直线“/”和“”,依次记录后15个Xn及相应的频率ƒN,(3)记录室温t2.用时差法测量固体棒中的纵波速我们提供了与SV-DH系列声速测试仪配套的种材料的固体棒:塑料棒和铝棒.每种材料有长中短三根样品,其长度分别为220mm150mm,100mm.对于每种材料的固体棒,只需测两根样品,即可按下面的公式算出声速:Vi=(Lili+1)/(Ti-Ti+1)测量时,须将接收增益调到最大,传播介质设为“固体”.将测试架上的固定换能器用于发射,能移动的换能器用于接收.将测试方法设为“脉
5、波”.将固体棒放在专用支架上,再一起放入收发换能器中间,将固体棒两端对准收发换能器发射面和接收面的中心,再将固体棒夹紧.数据处理本实验数据包括以下内容:1.记录数据Xn,ƒn,t1,t2.2.计算ƒ,t,用逐差法求λ.3.计算:V测=ƒ.λ4.V理=331.451+t/273.15(m.S-1)5.计算百分误差百分误差.
