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驻波法测量声速
声波是一种在弹性媒质中传播的机械波,频率低丁20Hz的声波称为次声波;频率在20。
1) 测试架上的换能器与声速测试仪信号源之间的连接
信号源面板上的发射端换能器接口(S1),用丁输出相应频率的功率信号,接至测试架左边的发射换能器(S1);仪器面板上的接收端的换能器接口(S2),请连接测试架右边的接收换能器(S2)。
2)示波器与声速测试仪信号源之间的连接
信号源面板上的发射端的发射波形(Y1),接至双踪示波器的CH1(X),用于观察发射波形;信号源面板上的接收端的接收波形(Y2),接至双踪示波器的CH2(Y),用于观察接收波形。
共振频率的调试测量(详细操作见实验室的说明书)只有当换能器S1和S2发射面与接收面保持平行时才有较好的接收效果;为
了得到较活晰的接收波形,应将外加的驱动信号频率调节到发射换能器S1谐振
频率点处,才能较好地进行声能与电能的相互转换,提高测量精度,以得到较好的实验效果。
超声换能器工作状态的调节方法如下:各仪器都正常工作以后,首先调节声速测试仪信号源输出电压(100m\^500mQ|、0]),调节信号频率(在25〜45kHz),观察频率调整时接收波的电压幅度变化,在某一频率点处(〜)电压幅度最大,同时声速测试仪信号源的信号指示灯亮,此频率即是压电换能器S1、S2相匹配的频率点,记录频率vi,改变S1和S2之间的距离,适当选择位置(即:至示波器屏上呈现出最大电压波形幅度时的位置),再微调信号频率,如此重复调整,再次测定工作频率,共测5次,取平均值一0。
2. 十涉法(驻波法)测量波长(详细操作见实验室的说明书)
1)按图2所示连接好电路;
2)将测试方法设置到连续波方式,把声速测试仪信号源调到共振工作频率(根据共振特点观察波幅变化进行调节)。
3)在共振频率下,将S2移近S1处,依次记下各振幅最大时的读数标尺位置L1、L2…共10个值;
4)记下室温t;
5)用逐差法处理数据。
3. 用相位比较法(李萨如图形)测量波长(详细操作见实验室的说明书)
1)将测试方法设置到连续波方式,连好线路,把声速测试仪信号源调到最佳工作频率f。
2)调节示波器:把“扫描时间”旋扭旋至“X-Y”方式;
3)移动S2,依次记下示波器上波形由图3中(a)变为图3中(e)时,读数标尺位置的读数Li、L2…共10个值;
4)记下室温t;
5)用逐差法处理数据。
六、注意事项:
1)换能器发射端与接收端间距一般要在5cm以上测量数据,距离近时可把信号源面板上的发射强度减小,随着距离的增大可适当增大;
2)示波器上图形失真时可适当减小发射强度;
3)测试最佳工作频率时,应把接收端放在不同位置处测量5次,取平■均值。
七、数据记录及数据处理:
驻波法t==
波幅最大位置
l1
l2
l3
l4
l5
li(mm)
波幅最大位置
l6
l7
l8
l9
l10
li+5(mm)
lili5li(mm)