【課件】聲速測(cè)量

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心聲速測(cè)量

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心聲速測(cè)量1、聲波是在彈性媒質(zhì)中傳播的一種機(jī)械波、縱波，傳播速度與媒質(zhì)的特性及狀態(tài)等因素有關(guān)。2、通過媒質(zhì)中聲速的測(cè)量，可以了解被測(cè)媒質(zhì)的特性或狀態(tài)變化，因而聲速測(cè)量有非常廣泛的應(yīng)用，如無損檢測(cè)、測(cè)距和定位、測(cè)液體的流速、測(cè)材料的彈性模量等。3、超聲波是頻率為104~109Hz的機(jī)械波，它具有波長(zhǎng)短，能定向傳播的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)測(cè)量超聲波的聲速。一、引言

1、聲波是在彈性媒質(zhì)中傳播的一種機(jī)械波、縱波，傳播速度與媒質(zhì)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、熟悉示波器的使用；2、了解壓電陶瓷換能器的功能；3、用共振干涉法和相位比較法測(cè)量空氣中的超聲波聲速。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉示波器的使用；三、實(shí)驗(yàn)原理正壓電效應(yīng)FF＋＋＋＋＋＋－－－－－－壓電效應(yīng)具有可逆性1、超聲波的產(chǎn)生和測(cè)量———壓電換能器三、實(shí)驗(yàn)原理正壓電效應(yīng)FF＋＋＋＋＋＋－－－三、實(shí)驗(yàn)原理2、超聲波聲速測(cè)量方法(1)聲波頻率可由產(chǎn)生聲波的信號(hào)發(fā)生器的頻率讀出。(2)波長(zhǎng)則可用共振干涉法和相位比較法進(jìn)行測(cè)量。

三、實(shí)驗(yàn)原理2、超聲波聲速測(cè)量方法3、波長(zhǎng)的測(cè)量——共振干涉法（駐波法）p三、實(shí)驗(yàn)原理結(jié)論：每?jī)蓚€(gè)相臨波腹（波節(jié)）間的距離為S1發(fā)射S2反射干涉而成駐波L3、波長(zhǎng)的測(cè)量——共振干涉法（駐波法）p三、實(shí)驗(yàn)原理結(jié)論：每4、波長(zhǎng)的測(cè)量——相位比較法三、實(shí)驗(yàn)原理接CH1通道,接CH2通道，移動(dòng)結(jié)論：每次出現(xiàn)重復(fù)圖形移動(dòng)的距離為得到如下李薩如圖形：4、波長(zhǎng)的測(cè)量——相位比較法三、實(shí)驗(yàn)原理接CH1通道,接CHSS7802示波器四、實(shí)驗(yàn)儀器(實(shí)驗(yàn)前七個(gè)紅色旋鈕先調(diào)到中位)SS7802示波器四、實(shí)驗(yàn)儀器Zky-ss聲速測(cè)量信號(hào)源配套的聲速測(cè)量裝置Zky-ss聲速測(cè)量信號(hào)源配套的聲速測(cè)量裝置步驟一：共振干涉法測(cè)波長(zhǎng)1、按圖接線（檢查接線），調(diào)節(jié)儀器，使示波器顯示接收信號(hào)電壓的波形;2、測(cè)定壓電陶瓷換能器系統(tǒng)諧振頻率;3、測(cè)定波長(zhǎng)。五、實(shí)驗(yàn)步驟步驟一：共振干涉法測(cè)波長(zhǎng)1、按圖接線（檢查接線），調(diào)節(jié)儀器，接到示波器CH21.儀器連接及調(diào)節(jié)接到示波器CH1凸起缺口

連接時(shí),將信號(hào)線的接頭缺口處對(duì)準(zhǔn)儀器接口的凸起,插入后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到鎖定狀態(tài)。

斷開時(shí)先逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),再拔出。接到示波器CH21.儀器連接及調(diào)節(jié)接到示波器CH1凸起缺口

首先顯示歡迎界面，自動(dòng)進(jìn)入按鍵說明界面.按確認(rèn)鍵進(jìn)入模式選擇界面，選擇正弦波模式按確認(rèn)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)測(cè)量界面。

正弦波模式接收增益發(fā)射增益調(diào)節(jié)增益光標(biāo)切換按鈕首先顯示歡迎界面，自動(dòng)進(jìn)入按鍵說明界面.按確認(rèn)鍵CH1顯示CH2顯示CH1電壓衰減CH1選擇開關(guān)CH2電壓衰減CH2選擇開關(guān)觸發(fā)源顯示時(shí)基模式觸發(fā)源選擇觸發(fā)電平調(diào)節(jié)X—Y模式時(shí)基調(diào)節(jié)時(shí)基顯示觸發(fā)耦合模式觸發(fā)耦合模式調(diào)節(jié)觸發(fā)電平CH1顯示CH2顯示CH1電壓衰減CH1選擇開關(guān)CH2電壓衰(2)接收波的觀測(cè)按壓CH2，調(diào)電壓衰減使電稱值100mv或200mv,時(shí)間標(biāo)稱值5或者10us(1)選擇時(shí)基模式A(3)調(diào)節(jié)觸發(fā)源使觸發(fā)信號(hào)為發(fā)射信號(hào)CH1，調(diào)整觸發(fā)電平使信號(hào)穩(wěn)定注意：此處不是信號(hào)源頻率(2)接收波的觀測(cè)按壓CH2，調(diào)電壓衰減使電稱值100mv或(1)移動(dòng)兩換能器距離到大于50-100mm處，調(diào)節(jié)頻率旋鈕，使頻率在35-38kHz內(nèi)變化，觀察示波器接收波電壓幅度變化，找出電壓幅度最大時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率。(2)調(diào)節(jié)換能器距離，使接收幅度最大，再細(xì)調(diào)頻率，記錄數(shù)值。2.測(cè)定諧振頻率(1)移動(dòng)兩換能器距離到大于50-100mm處，調(diào)節(jié)頻率旋鈕在實(shí)驗(yàn)中有可能出現(xiàn)波形失真方法：可減少發(fā)射或接收增益使波形回復(fù)正弦波。在實(shí)驗(yàn)中有可能出現(xiàn)波形失真方法：可減少發(fā)射或接收增益使波形回3.共振法測(cè)量聲波波長(zhǎng)(1)將頻率固定在諧振頻率處。(2)改變換能器之間距離，同時(shí)觀察示波器上聲壓振幅變化，記下出現(xiàn)正弦振幅最大的位置（測(cè)量時(shí)單方向轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪）。(3)用逐差法計(jì)算出聲波波長(zhǎng)。注意:聲波強(qiáng)度隨著距離減弱,可調(diào)節(jié)電壓衰減（靈敏度）旋鈕，使接收波形在示波器上的形狀及幅度大小合適。逆時(shí)針3.共振法測(cè)量聲波波長(zhǎng)(1)將頻率固定在諧振頻率處。注意:讀數(shù)裝置由主尺和鼓輪讀數(shù)組成。例：[1]如圖所示主尺讀數(shù)取

53mm[2]鼓輪讀數(shù)取0.785mm[3]總的讀數(shù)為53.785mm注意：現(xiàn)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化估讀位省

略為53.78mm[3]格內(nèi)數(shù)據(jù)保留到小數(shù)點(diǎn)后3位5.378cm讀數(shù)裝置由主尺和鼓輪讀數(shù)組成。例：步驟二：相位比較法測(cè)量聲速

1.接線不變，諧振頻率不需調(diào)節(jié)，換能器距離調(diào)回5～10cm再開始測(cè)量。2.按壓鍵，選擇X-Y模式。調(diào)節(jié)CH1電壓和CH2電壓靈敏度開關(guān)，使李薩如圖形大小合適。3.改變換能器之間的距離，以斜率正直線圖形作為測(cè)量點(diǎn)，當(dāng)李圖出現(xiàn)斜率為正的直線記錄動(dòng)子位置，連續(xù)記錄十二組。

步驟二：相位比較法測(cè)量聲速要有顯示X軸靈敏度Y軸靈敏度選擇X—Y模式(3)要有顯示X軸靈敏度Y軸靈敏度選擇X—Y模式(3)1.注意回程差的存在測(cè)量過程中要求單方向轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪。多轉(zhuǎn)幾圈再記錄第一個(gè)數(shù)據(jù)。六、其他注意事項(xiàng)及要求2.本實(shí)驗(yàn)兩個(gè)人合作，必須把同組者名字寫上。3.完成實(shí)驗(yàn)后儀器保留在最后一個(gè)數(shù)據(jù)讀數(shù)時(shí)的位置，以便檢查，檢查過后才能關(guān)閉電源。4.整理儀器。逆時(shí)針1.注意回程差的存在測(cè)量過程中要求單方向轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪。多轉(zhuǎn)幾圈七、實(shí)驗(yàn)中常見錯(cuò)誤1.調(diào)節(jié)諧振頻率時(shí)兩換能器距離沒有調(diào)節(jié)到讓接受波幅度最大的位置。2.實(shí)驗(yàn)中隨著換能器距離增加，沒有調(diào)節(jié)示波器CH2(接收信號(hào))電壓靈敏度使接受波形和利薩如圖形有合適的垂直幅度。3.觀察利薩如圖形時(shí)直線傾角沒有調(diào)到合適值(30~60度)，或者水平/垂直幅度過小。七、實(shí)驗(yàn)中常見錯(cuò)誤1.調(diào)節(jié)諧振頻率時(shí)兩換能器距離沒有調(diào)節(jié)到大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心聲速測(cè)量

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)中心聲速測(cè)量1、聲波是在彈性媒質(zhì)中傳播的一種機(jī)械波、縱波，傳播速度與媒質(zhì)的特性及狀態(tài)等因素有關(guān)。2、通過媒質(zhì)中聲速的測(cè)量，可以了解被測(cè)媒質(zhì)的特性或狀態(tài)變化，因而聲速測(cè)量有非常廣泛的應(yīng)用，如無損檢測(cè)、測(cè)距和定位、測(cè)液體的流速、測(cè)材料的彈性模量等。3、超聲波是頻率為104~109Hz的機(jī)械波，它具有波長(zhǎng)短，能定向傳播的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)測(cè)量超聲波的聲速。一、引言

1、聲波是在彈性媒質(zhì)中傳播的一種機(jī)械波、縱波，傳播速度與媒質(zhì)二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、熟悉示波器的使用；2、了解壓電陶瓷換能器的功能；3、用共振干涉法和相位比較法測(cè)量空氣中的超聲波聲速。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉示波器的使用；三、實(shí)驗(yàn)原理正壓電效應(yīng)FF＋＋＋＋＋＋－－－－－－壓電效應(yīng)具有可逆性1、超聲波的產(chǎn)生和測(cè)量———壓電換能器三、實(shí)驗(yàn)原理正壓電效應(yīng)FF＋＋＋＋＋＋－－－三、實(shí)驗(yàn)原理2、超聲波聲速測(cè)量方法(1)聲波頻率可由產(chǎn)生聲波的信號(hào)發(fā)生器的頻率讀出。(2)波長(zhǎng)則可用共振干涉法和相位比較法進(jìn)行測(cè)量。

三、實(shí)驗(yàn)原理2、超聲波聲速測(cè)量方法3、波長(zhǎng)的測(cè)量——共振干涉法（駐波法）p三、實(shí)驗(yàn)原理結(jié)論：每?jī)蓚€(gè)相臨波腹（波節(jié)）間的距離為S1發(fā)射S2反射干涉而成駐波L3、波長(zhǎng)的測(cè)量——共振干涉法（駐波法）p三、實(shí)驗(yàn)原理結(jié)論：每4、波長(zhǎng)的測(cè)量——相位比較法三、實(shí)驗(yàn)原理接CH1通道,接CH2通道，移動(dòng)結(jié)論：每次出現(xiàn)重復(fù)圖形移動(dòng)的距離為得到如下李薩如圖形：4、波長(zhǎng)的測(cè)量——相位比較法三、實(shí)驗(yàn)原理接CH1通道,接CHSS7802示波器四、實(shí)驗(yàn)儀器(實(shí)驗(yàn)前七個(gè)紅色旋鈕先調(diào)到中位)SS7802示波器四、實(shí)驗(yàn)儀器Zky-ss聲速測(cè)量信號(hào)源配套的聲速測(cè)量裝置Zky-ss聲速測(cè)量信號(hào)源配套的聲速測(cè)量裝置步驟一：共振干涉法測(cè)波長(zhǎng)1、按圖接線（檢查接線），調(diào)節(jié)儀器，使示波器顯示接收信號(hào)電壓的波形;2、測(cè)定壓電陶瓷換能器系統(tǒng)諧振頻率;3、測(cè)定波長(zhǎng)。五、實(shí)驗(yàn)步驟步驟一：共振干涉法測(cè)波長(zhǎng)1、按圖接線（檢查接線），調(diào)節(jié)儀器，接到示波器CH21.儀器連接及調(diào)節(jié)接到示波器CH1凸起缺口

連接時(shí),將信號(hào)線的接頭缺口處對(duì)準(zhǔn)儀器接口的凸起,插入后順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到鎖定狀態(tài)。

斷開時(shí)先逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),再拔出。接到示波器CH21.儀器連接及調(diào)節(jié)接到示波器CH1凸起缺口

首先顯示歡迎界面，自動(dòng)進(jìn)入按鍵說明界面.按確認(rèn)鍵進(jìn)入模式選擇界面，選擇正弦波模式按確認(rèn)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)測(cè)量界面。

正弦波模式接收增益發(fā)射增益調(diào)節(jié)增益光標(biāo)切換按鈕首先顯示歡迎界面，自動(dòng)進(jìn)入按鍵說明界面.按確認(rèn)鍵CH1顯示CH2顯示CH1電壓衰減CH1選擇開關(guān)CH2電壓衰減CH2選擇開關(guān)觸發(fā)源顯示時(shí)基模式觸發(fā)源選擇觸發(fā)電平調(diào)節(jié)X—Y模式時(shí)基調(diào)節(jié)時(shí)基顯示觸發(fā)耦合模式觸發(fā)耦合模式調(diào)節(jié)觸發(fā)電平CH1顯示CH2顯示CH1電壓衰減CH1選擇開關(guān)CH2電壓衰(2)接收波的觀測(cè)按壓CH2，調(diào)電壓衰減使電稱值100mv或200mv,時(shí)間標(biāo)稱值5或者10us(1)選擇時(shí)基模式A(3)調(diào)節(jié)觸發(fā)源使觸發(fā)信號(hào)為發(fā)射信號(hào)CH1，調(diào)整觸發(fā)電平使信號(hào)穩(wěn)定注意：此處不是信號(hào)源頻率(2)接收波的觀測(cè)按壓CH2，調(diào)電壓衰減使電稱值100mv或(1)移動(dòng)兩換能器距離到大于50-100mm處，調(diào)節(jié)頻率旋鈕，使頻率在35-38kHz內(nèi)變化，觀察示波器接收波電壓幅度變化，找出電壓幅度最大時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率。(2)調(diào)節(jié)換能器距離，使接收幅度最大，再細(xì)調(diào)頻率，記錄數(shù)值。2.測(cè)定諧振頻率(1)移動(dòng)兩換能器距離到大于50-100mm處，調(diào)節(jié)頻率旋鈕在實(shí)驗(yàn)中有可能出現(xiàn)波形失真方法：可減少發(fā)射或接收增益使波形回復(fù)正弦波。在實(shí)驗(yàn)中有可能出現(xiàn)波形失真方法：可減少發(fā)射或接收增益使波形回3.共振法測(cè)量聲波波長(zhǎng)(1)將頻率固定在諧振頻率處。(2)改變換能器之間距離，同時(shí)觀察示波器上聲壓振幅變化，記下出現(xiàn)正弦振幅最大的位置（測(cè)量時(shí)單方向轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪）。(3)用逐差法計(jì)算出聲波波長(zhǎng)。注意:聲波強(qiáng)度隨著距離減弱,可調(diào)節(jié)電壓衰減（靈敏度）旋鈕，使接收波形在示波器上的形狀及幅度大小合適。逆時(shí)針3.共振法測(cè)量聲波波長(zhǎng)(1)將頻率固定在諧振頻率處。注意:讀數(shù)裝置由主尺和鼓輪讀數(shù)組成。例：[1]如圖所示主尺讀數(shù)取

53mm[2]鼓輪讀數(shù)取0.785mm[3]總的讀數(shù)為53.785mm注意：現(xiàn)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化估讀位省

略為53.78mm[3]格內(nèi)數(shù)據(jù)保留到小數(shù)點(diǎn)后3位5.378cm讀數(shù)裝置由主尺和鼓輪讀數(shù)組成。例：步驟二：相位比較法測(cè)量聲速

1.接線不變，諧振頻率不需調(diào)節(jié)，換能器距離調(diào)回5～10cm再開始測(cè)量。2.按壓鍵，選擇X-Y模式。調(diào)節(jié)CH1電壓和CH2電壓靈敏度開關(guān)，使李薩如圖形大小合適。3.改變換能器之間的距離，以斜率正直線圖形作為測(cè)量點(diǎn)，當(dāng)李圖出現(xiàn)斜率為正的直線記錄動(dòng)子位置，連續(xù)記錄十二組。

步驟二：相位比較法測(cè)量聲速要有顯示X軸靈敏度Y軸靈敏度選擇X—Y模式(3)要有顯示X軸靈敏度Y軸靈敏度選擇X—Y模式(3)1.注意回程差的存在測(cè)量過程中要求單方向轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪。多轉(zhuǎn)幾圈再記錄第一個(gè)數(shù)據(jù)。六、其他注意事項(xiàng)及要求2.本實(shí)驗(yàn)兩個(gè)人合作，必須把同組者名字寫上。