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超聲波聲速裝置怎麼用

發布時間:2023-09-21 20:30:42

㈠ 物理測超聲波聲速實驗報告的分析討論是什麼

一、實驗目的
1.能夠調整儀器使系統處於最佳工作狀態。
2. 了解超聲波的產生、發射、接收方法。
3. 用駐波法(共振干涉法)、相位比較法測波長和聲速。
二、實驗儀器及儀器使用方法
(一)實驗儀器
1超聲聲速測定儀(主要部件是兩個壓電陶瓷換能器和一個游標卡尺)
2函數信號發生器
3 示波器。
(二)儀器使用方法
1、連接測量電路。連線時滑鼠選中介面,然後按住不放,拖到需要連接的另一介面後松開滑鼠。如已有連線,則此操作將去掉連線。滑鼠右鍵單擊,彈出主菜單,選中接線檢查,檢查連線是否正確。
2、調整儀器。雙擊各儀器彈出其放大窗口,調整該儀器。
(1)示波器的使用與調整。請先調整好聚焦。然後滑鼠單擊示波器的輸入信號的介面,把信號輸入示波器。接著調節通道1,2的幅度微調,掃描信號的時基微調。最後選擇合適的垂直方式選擇開關,觸發源選擇開關,內觸發源選擇開關,Auto-Norm-X-Y開關,在示波器上顯示出需要觀察的信號波形。輸入信道的信號是由實驗線路的連接決定的。
(2)信號發生器的調整。頻率選擇35KHz左右,幅度為5V的一個正弦信號。通過調節信號發生器的微調旋鈕,觀察示波器上信號幅度是否為最大來逐步尋找換能器的共振頻率。
(3)超聲速測定儀的使用。1通過游標卡尺來測量左右換能器間的距離。2當把滑鼠移動到右邊的換能器上後,會出現「ßà」標志,表明此時可以移動。按下滑鼠左鍵向左移動,按下右鍵向右移動。移動的幅度可以通過「調節狀態」的「粗調」和「細調」來控制。

三、實驗原理
由波動理論可知,波速與波長、頻率有如下關系:v = f λ,只要知道頻率和波長就可以求出波速。本實驗通過低頻信號發生器控制換能器,信號發生器的輸出頻率就是聲波頻率。聲波的波長用駐波法(共振干涉法)和行波法(相位比較法)測量。

1、駐波法測波長
由聲源發出的平面波經前方的平面反射後,入射波與發射波疊加,它們波動方程分別為

疊加後合成波為:
當x= ( n =0,1,2,3……)時為波腹,當x= ( n =0,1,2,3……)時為波節。相臨波腹(波節)間距離為,故只要測得相鄰兩波腹(或波節)的位置Xn、Xn-1即可得波長。
2、相位比較法測波長
從換能器S1發出的超聲波到達接收器S2,所以在同一時刻S1與S2處的波有一相位差: (其中l是波長,x為S1和S2之間距離)。因為x改變一個波長時,相位差就改變2p。利用李薩如圖形就可以測得超聲波的波長。

五、實驗方法

駐波法

相位法

六、實驗結論及誤差分析

1、 用駐波法測得聲速v=358.37m/s ,誤差為
用相位法測得聲速v=363.52m/s ,誤差為
2、誤差分析
1、對於駐波法,調節波的振幅時,由於在振幅最大與最小附近變化不明顯,因此可能讀數時並非是處於振幅最大與最小處,導致求得的波長不準。
2、對於相位法,調節游標卡尺時,肉眼觀察圖案成為一條線時,實際可能沒有完全重合,導致求得的波長不準。
3、建議
1、多次測量求平均值。
2、改進軟體性能,使解析度提高

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