文档介绍:声速的测量(超声波法)
声波是一种在弹性媒质中传播的机械波。声波在媒质中传播时,声速,声强等诸多参量 都和媒质的特性与状态有关,通过测量这些声学量可以测知媒质的特性及状态变化。例如, 通过测量声速可求出固体的弹性模量:气体、液体的比重、成监测端口连接到示波器的丫输入端。
图4实验装置图
超声实验装置中发射器固定,摇动丝杆摇柄可使接收器前后移动,以改变发射器与接收 器的距离。丝杆上方安装有数字游标尺(可准确显示位移量。整个装置可方便的装入或拿出 水槽。
声速测定仪具有调节、输出超声发射器驱动信号;接收、放大处理超声接收器信号;显 示相关参数;提供发射监测和接收监测端口连接到示波器等其它功能。
QSSV- 2型超声波声速测定仪各键功能:
频率显示窗口: 6位LED数码管显示,显示本机频率单位:KHz;
电源开关键。
频率调节旋钮:用来调节信号源输出频率的大小;
输出强度旋钮:调节信号源输出频率幅值大小;
波形接收座:接收超声波接收器的信号,送至机内放大器,进行信号调制。
输出CH座:将放大调制后的信号输出至示波器;
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波形输出座:将本机信号源发生的频率信号送超声波发射器;
输出CH座:将本机内信号源信号送至示波器。
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声速测量仪是利用压电体的逆压电效应,即在信号发生器产生的交变电压下,使压电体 产生机械振动,而在空气中激发出声波,本仪器是采用锆钛酸铅制成的压电陶瓷管,或称压 电换能器,将它粘接在合金铝制成的阶梯形变幅杆上,再将它们与信号发生器连接组成声波
图5声波发生器
发生器。(如图5)所示。当压电陶瓷处于一交变电场时,会发生周期性的伸长与缩短。当 交变电场频率与压电陶瓷管的固有频率相同时振幅最大。这个振动又被传递给变幅杆,使它 产生沿轴向的振动,于是变幅杆的端面在空气中激发出声波。本仪器的压电陶瓷的振荡频率 在40KHz左右,相应的超声波波长约几毫米。由于它的波长短,定向发射性能好,本超声波 发射器是比较理想的波源。变幅杆端面直径为扩大直径另加一个环形薄片比波长大很多,可 近似地在发射面远处的声波看成是平面板,转化成电振动,为使此电振动增强。特加一选频 放大器加以放大,再经屏蔽线输出给示波器观测,接收器安装在可移动的机构上,这个机构 包括支架、丝杆、可移动底座,其上装有指针,并通过定位螺母套在丝杆上,由丝杆带动作 平移带刻度的手轮等。接收器的位置由主、标尺刻度手轮的位置决定。
【主要技术参数】
::0-300mm± mm
信号源频率范围:15KHz〜50KHz; :6位LED数码管显示
波形输出电压:10Vp-p :35W :100倍
【实验内容与步骤】
将实验装置与信号源按图la连接,将接收监测端口 CH2连接到示波器的丫输入端,CH 暂不连接,开机预热10分钟。
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调节信号源频率调节旋钮至40KHz左右,〈即换能器谐振频率〉,当示波器监测到的接收 信号振幅最大时,换能器之间频率匹配最好,换能器谐振,记录下此时谐振频率f。此后实 验中保持频率不变。
摇动超声实验装置丝杆摇柄,在发射器与接收器距离5厘米附