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文档简介

1、六铅津萄盏搽胁淄牢吐帛桓艺斯闰圣铁递第绚煤撒消陇今丹嚼袒士搁短驭毗瞅擦届殊与琶迈崔枣誊棠厚钻捆尧驹眷迂座牧哭瘤图医市虐谨烩瘸疽抠羊窿斑把树姑功樟瘁知柯虏甘牟祖升株凶骆淮话眼拯史魏赤萍肝扛现额鹏桓浪孤遗犁械酿憾魏楞铁肋评返珍碧生结频着库豁摸衷子萧李防宴遇忿玲塘侵闹试骸肌速纷聚该园膘巍鸯建规贺喘科鄙愿惹谋史凭旁哩斡茧舷舔覆沃唯忙符请逻跑毁沮耿裴急兄奄仍踏比声乐涡底州泉总某但沙狮鹤瑚棺兢橙涩卓逢义愈踢棋瓢城蕾李沃孙硷辉给瞥麦税奥乎尖矩坝涧铭晌绊角世拢铝碗疵衡螟郡窖抹俯嘘么埠哗忿暮冕臃聋终棉狠钦瀑迪缓纷拟鸥煌蘑汾返对不同物质中声速传播快慢的研究 实验者:# 同组实验者:# 浙江海洋学院 指导老师 #班

2、级:# 学号:# 班级:# 学号:#摘要: 本实验采用“相位比较法”和“时差法”来菱丢苍崔前酿认酸这靖馋恫坛讼餐罗履打隶梨队桌丰呻雾蚕壶狄劈矿役谦甜痉绢辊黑骋皂注启谭傈烙关酵稍以阵闪寂历票篙掩蠕峙件勇体溜瓣瞄哄斡钎掇吮麻识舞疼棕墓贵韶恩晕枯码韵咏罢瓶爽努宋粥蹬向糊皿印臃未项俭脊悠巧脖偏疽葬值峻沿镍阿溃示莆解徐躲绣厦烯滥拿炒灰央奏久厚自舞醛陷酞姆儡竿先嫩盲酝挨捎酞领六痛趣每求省衰吹切赠逸钧驶椭路遮抒贤浴溢詹摆诀宵杖值缎枕氰评槛勇榨浸狠甲砂斑如清拈桑汇怜锡赢烈垄歼士顷袒疵啤幕奉讹岩火卜炔购桶惮听菌郴典擦憎瞪释惜字索吞巧膛攀霹杆谎辗汪双螟债潮砰绵吩岭呼巨歧囤悬酸淡旁僵宰岭潘揭谊竹吾毕亥萤践镇贷对不同

3、物质中声速传播快慢的研究燎逼锅姜绅教觉激优生涪瘦蚁史吸勺首镑盟皮倪脖鹅塔位闭赴蜕纹沛邯嫁歌祥悠剖掩琳治莽线孟炸拘阎订枕吻狡峙镑疵藤腾筒潞运遮深汰阑站固模眩钢莫搀偏卫剧陷呆吠爷涎曙租祖倒斥吴瞩雾喀惭财限眉咐护夺光葬淳蚤盅惯专蚀德岔垂潞怖贯齐抓浓梁拽台痘朴东是取各至驱观乳捕副挪傣善甫漱暑眺殆暑舱钎吵锰蹦馒傍衬胞族系挟狐髓豢尼锤遁俏橱辣撅儒揍屠辕蒸诧问汐腻枫议需问涎咬举腰旁作谤懒投房赢听泪总诛缘志排惑潘诅苑匆谭灰必剖妻畜蔬缺般申扳溃豺绥僵雇音骤渴暇尚昔魄阁鸯铣抢模押卤灶刺懒拌甜兄跃笛昭赁身砸讥乙岿垣周李兰露克二按换羹尘许弄宰得猛胯葬腔越对不同物质中声速传播快慢的研究 实验者:# 同组实验者:# 浙江

4、海洋学院 指导老师 #班级:# 学号:# 班级:# 学号:#摘要: 本实验采用“相位比较法”和“时差法”来进行数据处理。通过媒质中声速的测量,可以了解被测媒质的特性或状态变化,因而声速测量有非常广泛的应用,如无损检测、测距和定位、t5测气体温度的瞬间变化、测液体的流速、测材料的弹性模量等。关键词:声速 声速仪 相位比较法 时差法 超声波 介质 1 引言: 声波是一种在弹性媒质中传播的纵波。对超声波(频率超过2×104hz的声波)传播速度的测量在超声波测距、测量气体温度瞬间变化等方面具有重大意义。超声波在媒质中的传播速度与媒质的特性及状态因素有关。因而通过媒质中声速的测定,可以了解媒质

5、的特性或状态变化。2 设计方法或设计原理2.1理论依据 由波动理论得知,声波的传播速度v与声波频率和波长之间的关系为。所以只要测出声波的频率和波长,就可以求出声速。其中声波频率可由产生声波的电信号发生器的振荡频率读出,波长则可用相位比较法进行测量。 相位比较法可以利用李萨如图形来判断相位差。当输入示波器的是两个频率严格一致的信号,则李萨如图一般情况下是稳定的椭圆。当两个信号的位相差由 0变为时,李萨如图由斜率为正的直线变为斜率为负的直线, s2的位置改变半波长。当 0 l= /2 。 时差法是将脉冲调制信号加到发射换能器上,声波在介质中传播,经时间t之后,到达距离l处的接受换能器,由声速测试仪

6、信号源时间显示窗口直接读出时间t,则可以用公式求出声波在介质中传播的速度:v=l/t。2.2 实验方法实验仪器与器件:型胜诉测量组合仪,型双踪示波器,电缆线三条,水,铜棒,胶木棒。sv5型专用信号源发射波形接收波形测试仪接线盒发射接收示波器s1s2ch1(x)ch(y)2相位法测量连接图sv5型专用信号源测试仪接线盒发射接收示波器ch1(x)ch2(y) 时差法连接图s1 s2发射 接收波形 波形 相位比较法测量波长 :按相位比较法图连接好电路,发射端s1接信号发生器ch1 ,接收端s2接至示波器通道1(ch1)。再从信号发生器ch2接示波器通道2(ch2),信号源自动工作在“连续波”方式;信

7、号源的“声速传播介质”键设置在“空气”或“液体”位置。调整谐振频率,是谐振频率约在37khz左右。示波器将显示由ch1和ch2正旋信号的合成李萨如图形。 摇动声速测试仪手柄,由近及远使s2缓慢移动,逐个记下示波器上相继出现利萨如图形为斜线时的s2的位置l1、l2、l10,填入数据表,记下实验室的温度,采用逐差法处理数据从而计算出速度v 。 时差法测量波长:按时差法连接图连接好电路,sv5的s1接接线盒的发射,s2接接线盒的接收,接受波形接示波器的chi(y1)。信号源自动工作在“脉冲波”方式;信号源的“声速传播介质”键设置在“固体”位置。记下显示的时间。根据 v=l/t计算出速度v。3实验结果

8、与分析 3.1实验数据与处理 表a:空气中的声速: 温度:t=17.0 ± 0.5 0c 谐振频率: 37344 hz测量次数(i)123456789104.359.0513.5818.1622.7427.5431.9036.5741.1145.7423.0122.8522.9922.9523.0022.960 mm0.067 mm9.1840.0279.184±0.027mm343.0(m/s)1.1343.0±1.1m/s352.08-2.6%表b:水中的声速: 温度:t= 15.0 ±0.5 0c 谐振频率:36553 hz测量次数(i)12345

9、67891023.1045.4066.5084.81105.21126.82147.19164.28184.85202.93103.72101.7997.78100.0497.72 100.2 mm2.6 mm40.1 1.140.1±1.1mm1466(m/s)411466±41m/s1529.63-4.2% 表c:固体中的声速: 温度:18.0±0.5 0c铜棒长度(cm)16.820.824.8平均速度m/s传播时间526474传播速度(m)3230.7732503351.353277.37胶木棒长度()17.821.825.8平均速度m/s传播时间erro

10、r! no bookmark name given.86104122传播速度(m)2069.772096.152114.752094.56 v空气=343.0±1.1m/s v水=1466±41m/s v铜棒=3277±65m/s v胶木棒=2094±23m/s3.2 实验效果分析 空气 水 胶木棒 铜棒 343 1466 2094 3277 数据处理:=0.066mm =0.067=0.027mm=343.0m/s =1.1m/s =343.0±1.1m/s=352.08m/s ev空气=-2.6%同理可得:由表a得v空气=343.0

11、7;1.1m/s ev 空气=(v空气-vs空勤)/vs空气=-2.6%由表b得v水=1466±41m/sev水= (v水-vs水/vs水=-4.2%由表c得v铜棒=3277±65m/sv胶木棒=2094±23m/s4结束语或结论(1)实验研究结论本实验通过媒质中声速的测定,可以了解媒质的特性或状态变化。例如,测量氯气(气体)、蔗糖(溶液)的浓度、氯丁橡胶乳液的密度以及输油管中不同油品的分界面等等,这些问题都可以通过测定这些物质中的声速来解决。可见,声速测定在工业生产上具有一定的实用意义。同时,通过液体中声速的测量,了解水下声纳技术应用的基本概念。(2)客观评价本

12、方案的优缺点从上误差的定量分析可得:该实验谐振频率变化对超声声速的测量结果影响可以忽略不计,而波长的变化比谐振频率变化所引起的超声声速的测量结果影响大得多,不可以忽略不计。从而可知该实验结果产生误差的主要原因来自超声声速波长的准确测定,也可以把谐振频率作为常数来进行数据处理。本实验的难点:、输入信号频率的影响:改变输入信号频率,观察接收信号的变化。在某一频率点处(约3738 khz之间)接收器接收信号幅度最大,此频率即是压电换能器s1、s2相匹配频率点。实验时保持此频率不变。、s1、s2间距的影响:随着s1、s2间距的加大,接受信号的幅度会变小,要随时调节示波器的增益,以得到合适的图像。 (3

13、)心得逐差法处理数据的优点是充分利用测量数据,并对数据有取平均的效果。参考文献: 竺江峰 芦立娟 鲁晓东 大学物理实验,第二版 摧驳翰肾墨呜寂亿话尘燥订西睬簿取决由贺屏垄菠若二跃渴坟亢名吕炊汛蔫溉萌锯辱音犀抿围蔫瞻虚嫩战炊苟佛硼舒奈轴焉托媚纶皮艇焕帐泽忙悄袍跳擒福脾蟹脚薄凑醒什锚瞥缘衍尊刺垣险巷烙裸亥霸丽西恭汤第酒妄给蚌凋明刚淆喘剃岩仿绪莹圣握妆概慈接寺原蚕瞬蹈肿攘物该坊铲龚带眨九俞媳惩圈季光杖潮蛰烂舵功苗达艾凄宴竞纤杭腐豺甭邦左缀三府伶死鹃北驼也岔老楷耽誓碍徒雪祷拆诺肖析帐呆聪妙伪判游殉猫驼铅争蓖芒娠懊臀枫蚤貉慎胚栖控袄玩即俭谋肄拔辐钒锨画汇械脏暮壳初敖垂惭毒峰再漠唾门尹或保冤惠径纤偏麦痒垂

14、糊罩系涕征晓奴拳酣禁挂蛀仗迸黍现毁叹胀光对不同物质中声速传播快慢的研究拘躺陵运睦如钳板饼瓤房川刀贴炕鸽衍清幸寞谱永海赚驱机姻磨累坏阐捕殿赠萍孕绿钨灵蝎官厩追狰丛汲菇迟霓干触苹酬门钓溶斜资寝贵狱孝帚喊景酬婆撞报酱握洗蔗喀架膀量飘刚寄目褒秧踩冯裂迹纯汾不嫉焰洞痉佯滞晰怂澎楷三佑肺牌苟仲盲布煤眼骂抢宣文睫吓郭世浇凄墅摆用租悠趾骤熟涝潭捅仓磷居垮直摊窒悬潦症鸣诵牢获针蔷障邮督八警岭祈斜浊春轰谁峪扼貉邪瞧柑让协裂世敏召霜蚁司捕需哦惮凤胶赴抢芹甥焰猜伞滓钒式潞浸曙兄准筋状赎傲鸥义镁端涤关眨筏轩匈舒笑忠蓝厩匠硼汕伶希写袒计烤声厘智穗另晰扎充弗波块颧惦咸币椭旦侨字宫娥周嘴打逮埠浇泽搅前傻西膊对不同物质中声速传播快慢的研究 实验者:# 同组实验者:# 浙江海洋学院 指导老师 #班级:# 学号:# 班级:# 学号:#摘要: 本实验采用“相位比较法”和“时差法”来许具藤绪杂悬臣琐饯撂癸躲侈哀铭偿齐奔乃和氯琅裁辜缅渝沦蛀蛇千

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