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实验序号:28实验题目:声速测定
实验室:
试验时间:2011彳18
班能器超声波的正弦电压信号由SV5声速测定专用信号源供给,换能器S2把接收到的超声波声压转换成电压信号,用示波器观察;时差法测虽时则还要接到专用信号源进行时间测虽,测得的时间值具有保持功能。
游标卡尺一把,用于测虽固体棒的长度。
实验时用户需自备示波器一台;
300mm
、相位法(上)、时差法(下)测虽连线图
【实验内容】,SV5专用信号源、SV6测试仪、示波器之间,。
2?皆振频率的调节根据测虽要求初步调节好示波器。将专用信号源输出的正弦信号频率调节到换能器的谐振频率,以使换能器发射出较强的超声波,能较好地进行声能与电能的相互转换,以得到较好的实验效果,方法如下:
(1)将专用信号源的“发射波形”端接至示波器,调节示波器,能清楚地观察到同步的正弦波信号;
(2)专用信号源的上“发射强度”旋钮,使其输出电压在20Vp』左右,然后将换能器的接收信号接至示波器,调整信号频率25kHz~45kHz,观察接收波的电压幅度变化,在某一频率点处(~,因不同的换能器或介质而异)电压幅度最大,此频率即是压电换能器S,、S2相匹配频率点,记录此频率fio
2. (3)改变S,、S2的距离,使示波器的正弦波振幅最大,再次调节正弦信号频率,直至示波器显示的正弦波振幅达到最大值。共测5次取平均频率fo共振干涉法、相位法、时差法测虽声速的步骤
(1)共振干涉法(驻波法)测虽波长将测试方法设置到连续方式。按前面实验内容二的方法,确定最佳工作频率。观察示波器,找到接收波形的最大值,记录幅度为最大时的距离,由数显尺上直接读出或在机械刻度上读出;记下S2位置X。。然后,向着同方向转动距离调节鼓轮,这时波形的幅度会发生变化(同时在示波器上可以观察到来自接收换能器的振动曲线波形发生相移),逐个记下振幅最大的X!,X,,X9共10个点,单次测虽的波长人=2?|Xj-Xj」。用逐差法处理这十个数据,即可得到波长k。
(2)相位比较法(李萨如图法)测虽波长将测试方法设置到连续波方式。确定最佳工作频率,单踪示波器接收波接到
“Y”,发射波接到“EXT”外触发端;双踪示波器接收波接到“CH1”,发射波接到“CH2”,打到“X-Y”显示方式,适当调节示波器,出现李萨如图形。转动距离调节鼓轮,观察波形为一定角度的斜线,记下S2的位置X。,再向前或者向后
(必须是一个方向)移动距离,使观察到的波形乂回到前面所说的特定角度的斜线,这时来自接收换能器S2的振动波形发生了2二相移。依次记下示波器屏上斜率负、正变化的直线出现的对应位置X1,X2,,X9。单次波长&i=2?|Xi-X』。多次测定用逐差法处理数据,即可得到波长’。
3)时差法测虽声速
空气介质测虽空气声速时,将专用信号源上“声速传播介质”置于“空气”位置,发射换能器(带有转轴)用紧定螺钉固定,然后将话筒插头插入接线盒中的插座中。
将测试方法设置到脉冲波方式。将Si和S2之间的