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超声波声速装置怎么用

发布时间:2023-09-21 20:30:42

㈠ 物理测超声波声速实验报告的分析讨论是什么

一、实验目的
1.能够调整仪器使系统处于最佳工作状态。
2. 了解超声波的产生、发射、接收方法。
3. 用驻波法(共振干涉法)、相位比较法测波长和声速。
二、实验仪器及仪器使用方法
(一)实验仪器
1超声声速测定仪(主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺)
2函数信号发生器
3 示波器。
(二)仪器使用方法
1、连接测量电路。连线时鼠标选中接口,然后按住不放,拖到需要连接的另一接口后松开鼠标。如已有连线,则此操作将去掉连线。鼠标右键单击,弹出主菜单,选中接线检查,检查连线是否正确。
2、调整仪器。双击各仪器弹出其放大窗口,调整该仪器。
(1)示波器的使用与调整。请先调整好聚焦。然后鼠标单击示波器的输入信号的接口,把信号输入示波器。接着调节通道1,2的幅度微调,扫描信号的时基微调。最后选择合适的垂直方式选择开关,触发源选择开关,内触发源选择开关,Auto-Norm-X-Y开关,在示波器上显示出需要观察的信号波形。输入信道的信号是由实验线路的连接决定的。
(2)信号发生器的调整。频率选择35KHz左右,幅度为5V的一个正弦信号。通过调节信号发生器的微调旋钮,观察示波器上信号幅度是否为最大来逐步寻找换能器的共振频率。
(3)超声速测定仪的使用。1通过游标卡尺来测量左右换能器间的距离。2当把鼠标移动到右边的换能器上后,会出现“ßà”标志,表明此时可以移动。按下鼠标左键向左移动,按下右键向右移动。移动的幅度可以通过“调节状态”的“粗调”和“细调”来控制。

三、实验原理
由波动理论可知,波速与波长、频率有如下关系:v = f λ,只要知道频率和波长就可以求出波速。本实验通过低频信号发生器控制换能器,信号发生器的输出频率就是声波频率。声波的波长用驻波法(共振干涉法)和行波法(相位比较法)测量。

1、驻波法测波长
由声源发出的平面波经前方的平面反射后,入射波与发射波叠加,它们波动方程分别为

叠加后合成波为:
当x= ( n =0,1,2,3……)时为波腹,当x= ( n =0,1,2,3……)时为波节。相临波腹(波节)间距离为,故只要测得相邻两波腹(或波节)的位置Xn、Xn-1即可得波长。
2、相位比较法测波长
从换能器S1发出的超声波到达接收器S2,所以在同一时刻S1与S2处的波有一相位差: (其中l是波长,x为S1和S2之间距离)。因为x改变一个波长时,相位差就改变2p。利用李萨如图形就可以测得超声波的波长。

五、实验方法

驻波法

相位法

六、实验结论及误差分析

1、 用驻波法测得声速v=358.37m/s ,误差为
用相位法测得声速v=363.52m/s ,误差为
2、误差分析
1、对于驻波法,调节波的振幅时,由于在振幅最大与最小附近变化不明显,因此可能读数时并非是处于振幅最大与最小处,导致求得的波长不准。
2、对于相位法,调节游标卡尺时,肉眼观察图案成为一条线时,实际可能没有完全重合,导致求得的波长不准。
3、建议
1、多次测量求平均值。
2、改进软件性能,使分辨率提高

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