下載本文檔
版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
1、1、 實驗項目名稱:聲速測量2、 實驗目的:1. 學會測量超聲波在空氣中傳播速度的方法。2. 理解駐波和振動合成理論。3. 學會逐差法進行數(shù)據(jù)整理。4. 了解壓電換能器的功能和培養(yǎng)綜合使用儀器的能力。三、實驗原理:1. 聲波在空氣中的傳播速度:在標況下,干燥空氣中的聲速為v=331.5m/s, T=273.15K。室溫t時,干燥空氣的聲速為v=v o (1+t/T。)八(1/2)2.測量聲速的實驗方法:v=f入 式中,v聲速,f聲源震動頻率,波長。I 相位法波是震動狀態(tài)的傳播,即相位的傳播。若超聲波發(fā)生器發(fā)出的聲波是平面波,當接受器端面垂直于波的傳播方向時,其端面上各點都具有相同的相位。沿傳播
2、方向移動接收器時,總可以找到一個位置使得接受到的信號與發(fā)射器的激勵電信號同相。繼續(xù)移動接受器,直到找到的信號再一次與發(fā)射器的激勵電信號同相時,移過的這段距離就等于聲波的波長。需要說明的是,在實際操作中,用示波器測定電信號時,由于換能器振動的傳遞或放大電路的相移,接受器端面處的聲波與聲源并不同相,總是有一定的相位差。為了判斷相位差并測量波長, 可以利用雙蹤示波器直接比較發(fā)射器的信號和接收器的信號,進而沿聲波傳播方向移動接收器尋找同相點來測量波長;也可以利用李薩如圖形尋找同相或反相時橢圓退化成直線的點。II 駐波法按照波動理論,超聲波發(fā)生器發(fā)出的平面聲波經(jīng)介質(zhì)到接收器,若接收面與發(fā)射面平行,聲波在
3、接收面處就會被垂直反射,于是平面聲波在兩端面間來回反射并疊加。當接收端面與當接受端面與發(fā)射頭間的距離恰好等于半波長的整數(shù)倍時,疊加后的波就形成駐波。此時相鄰兩波節(jié)(或波腹)間的距離等于半個波長(即) 。當發(fā)生器的激勵頻率等于駐波系統(tǒng)的固有頻率(本實驗中壓電陶瓷的固有頻率)時,會產(chǎn)生駐波共振,波腹處的振幅達到最大值。聲波是一種縱波。由縱波的性質(zhì)可以證明,駐波波節(jié)處的聲壓最大。當發(fā)生共振時,接收端面處為一波節(jié),接收到的聲壓最大, 轉(zhuǎn)換成的電信號也最強。移動接收器到某個共振位置時,示波器上又會出現(xiàn)了最強的信號,繼續(xù)移動接收器到某個共振位置,再次出現(xiàn)最強的信號,則兩次共振位置之間距離為入/2 。四、實
4、驗儀器:聲速測試儀、信號發(fā)生器、示波器。五、實驗內(nèi)容及步驟:用駐波法測聲速尸口鼻舷第t攜華路, I j=二儂腎率”-;_ - 管信號發(fā)注器的輸E端與聲速儀的輸出端S2相連,將聲速儀的輸出端 Sl與示波器的Y 端(或通道CH1相連,讓Sl和S2靠近弁留有適當?shù)目障?,?兩端面平行且與游標尺正交。(2)根據(jù)實驗室給出的壓電陶瓷換能器的振動頻率f ,將信號發(fā)生器的輸出頻率調(diào)至f附近,緩慢移動S2,當在示波器上看到正弦波首次出現(xiàn)振幅較大處,固定 S2,再仔細微調(diào)信號發(fā)生器 的輸出頻率,使熒光屏上圖形振幅達到最大,讀出共振頻率f.(3)在共振條件下,將S2移近S1,再緩慢移開S2,當示波器上出現(xiàn)振幅最大
5、時,記下 S2的位置x0.(4) 由近及遠移動S2,逐次記下各振幅最大時 S2的位置, 連續(xù)測20個數(shù)據(jù)xl , x20。(5) 用逐差法算出聲波波長的平均值。2 .用相位法測聲速(1)按圖連接電路。(2)將示波器“秒/格”旋鈕旋至 X-Y擋,信號發(fā)生器接示波器CH2通道,利用李薩如圖形觀察發(fā)射波與接收波的位相差,找出 同相點。(3)在共振條件下,使S2靠近S1,然后慢慢移開S2,當示波器 上出現(xiàn)45。傾斜線時,微調(diào)游標卡尺的微調(diào)螺絲, 使圖形穩(wěn)定, 記下S2的位置xo建(4)繼續(xù)緩慢移開S2,依次記下20個示波器上李薩如圖形為直 線時游標卡尺的讀數(shù)x1',,x20'。(5)用
6、逐差法算出聲波波長的平均值。六、數(shù)據(jù)記錄及處理1.駐波法項S2坐標/mm目X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10151151155156160165169174179183.47.38.97.92.03.52.34.80.57.89逐差(5x6-x1x7-x2X8-x3X9-x4X10-x5 x)14.0517.9618.8322.6523.862.相位法項目S2坐標/mmX1X2X3X4X5X6X7X8X9X10184.89189.38193.18198.74203.48207.18212.76217.51221.99226.67逐差(5 x)x6-x1x7-x2X8-x3X9-x4X1
7、0-x522.2923.3824.3323.2523.19七、實驗結(jié)果分析與小結(jié)實驗結(jié)果正常誤差分析:1 .由于兩金屬面弁非絕對平行,可能導致實驗結(jié)果有所誤差。2 .由于信號發(fā)生器頻率始終在變化之中,無法確定,導致實驗結(jié)果有所誤差。3 . 其他聲音造成的干擾。4 . 在觀察波形時, 無法準確的找到峰值和直線的位置。思考: 為什么要在諧振頻率條件下進行聲速測量?如何調(diào)節(jié)和判斷測量系統(tǒng)是否處于諧振狀態(tài)?諧振時超聲波的發(fā)射和接收效率均達到最高;保持其他條件不變,僅僅改變信號發(fā)生器的輸出頻率,觀察接收到得超聲波信號幅度,出現(xiàn)極大值時對應的頻率就是諧振頻率。聲速測量中共振干涉法、相位法、時差法有何異同?從波源上說,干涉法、相位法用的是連續(xù)波,時差法用的是脈沖波。從測量儀器上說,干涉法、相位法要用示波器、刻尺和頻率計,時差法用的是計時儀器和刻尺。從原理上說,干涉法、相位法原理相同,均是發(fā)射波和返回波形成駐波(在力學里對應的稱共振) ,測量波腹到波腹之間的距離或駐波相位差為2Pi (兩個波腹到波腹之間的距離)距離來計算波速(波腹到波腹之間的距離為聲波長的1/2, 用波長乘以頻率既得聲速),這種方法的優(yōu)點是通過示波器觀測波形直觀,又可以講解駐波和李薩如圖形,涉及知識點較多,一般學校都會選擇這兩種方法做測量,缺點是波腹和相位差所對應
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 課題組成員培訓
- 專科護士培訓收獲
- 3.1 水循環(huán)(分層練習)高一地理同步高效課堂(人教版2019必修第一冊)
- T-YNZYC 0083-2023 綠色藥材 云黃連種苗生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程
- T-YNAEPI 0001-2024 有機固廢低溫絕氧碳化處理工程技術(shù)規(guī)范
- 期中模擬試卷(1-4單元)(試題)2024-2025學年六年級上冊數(shù)學人教版
- 穿越刺繡的時尚語言-抽紗刺繡與現(xiàn)代時裝設(shè)計探索
- Windows Server網(wǎng)絡(luò)管理項目教程(Windows Server 2022)(微課版)9.2 任務1 安裝VPN服務器
- 幼兒教育繪本分享-幼兒教育專家
- 山東省滕州市2024-2025學年上學期中練習九年級英語試題(無答案)
- 工業(yè)機器人電機驅(qū)動
- 信用社(銀行)清產(chǎn)核資工作方案
- 撫仙湖流域水污染綜合防治
- 05S502閥門井圖集
- 金蝶kis使用的新會計準則資產(chǎn)負債表(帶公式)
- 煎餅公司創(chuàng)業(yè)的策劃方案書
- 放射科面試試題【精選文檔】
- 土地權(quán)屬糾紛處理決議(草案)
- 設(shè)備利用率統(tǒng)計表
- 儀表交工資料
- 走遍德國 A1(課堂PPT)
評論
0/150
提交評論