【课件】声速测量

大学物理实验中心声速测量

大学物理实验中心声速测量1、声波是在弹性媒质中传播的一种机械波、纵波，传播速度与媒质的特性及状态等因素有关。2、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、测液体的流速、测材料的弹性模量等。3、超声波是频率为104~109Hz的机械波，它具有波长短，能定向传播的优点。本实验测量超声波的声速。一、引言

1、声波是在弹性媒质中传播的一种机械波、纵波，传播速度与媒质二、实验目的

1、熟悉示波器的使用；2、了解压电陶瓷换能器的功能；3、用共振干涉法和相位比较法测量空气中的超声波声速。二、实验目的1、熟悉示波器的使用；三、实验原理正压电效应FF＋＋＋＋＋＋－－－－－－压电效应具有可逆性1、超声波的产生和测量———压电换能器三、实验原理正压电效应FF＋＋＋＋＋＋－－－三、实验原理2、超声波声速测量方法(1)声波频率可由产生声波的信号发生器的频率读出。(2)波长则可用共振干涉法和相位比较法进行测量。

三、实验原理2、超声波声速测量方法3、波长的测量——共振干涉法（驻波法）p三、实验原理结论：每两个相临波腹（波节）间的距离为S1发射S2反射干涉而成驻波L3、波长的测量——共振干涉法（驻波法）p三、实验原理结论：每4、波长的测量——相位比较法三、实验原理接CH1通道,接CH2通道，移动结论：每次出现重复图形移动的距离为得到如下李萨如图形：4、波长的测量——相位比较法三、实验原理接CH1通道,接CHSS7802示波器四、实验仪器(实验前七个红色旋钮先调到中位)SS7802示波器四、实验仪器Zky-ss声速测量信号源配套的声速测量装置Zky-ss声速测量信号源配套的声速测量装置步骤一：共振干涉法测波长1、按图接线（检查接线），调节仪器，使示波器显示接收信号电压的波形;2、测定压电陶瓷换能器系统谐振频率;3、测定波长。五、实验步骤步骤一：共振干涉法测波长1、按图接线（检查接线），调节仪器，接到示波器CH21.仪器连接及调节接到示波器CH1凸起缺口

连接时,将信号线的接头缺口处对准仪器接口的凸起,插入后顺时针旋转到锁定状态。

断开时先逆时针旋转,再拔出。接到示波器CH21.仪器连接及调节接到示波器CH1凸起缺口

首先显示欢迎界面，自动进入按键说明界面.按确认键进入模式选择界面，选择正弦波模式按确认进入实验测量界面。

正弦波模式接收增益发射增益调节增益光标切换按钮首先显示欢迎界面，自动进入按键说明界面.按确认键CH1显示CH2显示CH1电压衰减CH1选择开关CH2电压衰减CH2选择开关触发源显示时基模式触发源选择触发电平调节X—Y模式时基调节时基显示触发耦合模式触发耦合模式调节触发电平CH1显示CH2显示CH1电压衰减CH1选择开关CH2电压衰(2)接收波的观测按压CH2，调电压衰减使电称值100mv或200mv,时间标称值5或者10us(1)选择时基模式A(3)调节触发源使触发信号为发射信号CH1，调整触发电平使信号稳定注意：此处不是信号源频率(2)接收波的观测按压CH2，调电压衰减使电称值100mv或(1)移动两换能器距离到大于50-100mm处，调节频率旋钮，使频率在35-38kHz内变化，观察示波器接收波电压幅度变化，找出电压幅度最大时对应的频率。(2)调节换能器距离，使接收幅度最大，再细调频率，记录数值。2.测定谐振频率(1)移动两换能器距离到大于50-100mm处，调节频率旋钮在实验中有可能出现波形失真方法：可减少发射或接收增益使波形回复正弦波。在实验中有可能出现波形失真方法：可减少发射或接收增益使波形回3.共振法测量声波波长(1)将频率固定在谐振频率处。(2)改变换能器之间距离，同时观察示波器上声压振幅变化，记下出现正弦振幅最大的位置（测量时单方向转动鼓轮）。(3)用逐差法计算出声波波长。注意:声波强度随着距离减弱,可调节电压衰减（灵敏度）旋钮，使接收波形在示波器上的形状及幅度大小合适。逆时针3.共振法测量声波波长(1)将频率固定在谐振频率处。注意:读数装置由主尺和鼓轮读数组成。例：[1]如图所示主尺读数取

53mm[2]鼓轮读数取0.785mm[3]总的读数为53.785mm注意：现数据简化估读位省

略为53.78mm[3]格内数据保留到小数点后3位5.378cm读数装置由主尺和鼓轮读数组成。例：步骤二：相位比较法测量声速

1.接线不变，谐振频率不需调节，换能器距离调回5～10cm再开始测量。2.按压键，选择X-Y模式。调节CH1电压和CH2电压灵敏度开关，使李萨如图形大小合适。3.改变换能器之间的距离，以斜率正直线图形作为测量点，当李图出现斜率为正的直线记录动子位置，连续记录十二组。

步骤二：相位比较法测量声速要有显示X轴灵敏度Y轴灵敏度选择X—Y模式(3)要有显示X轴灵敏度Y轴灵敏度选择X—Y模式(3)1.注意回程差的存在测量过程中要求单方向转动鼓轮。多转几圈再记录第一个数据。六、其他注意事项及要求2.本实验两个人合作，必须把同组者名字写上。3.完成实验后仪器保留在最后一个数据读数时的位置，以便检查，检查过后才能关闭电源。4.整理仪器。逆时针1.注意回程差的存在测量过程中要求单方向转动鼓轮。多转几圈七、实验中常见错误1.调节谐振频率时两换能器距离没有调节到让接受波幅度最大的位置。2.实验中随着换能器距离增加，没有调节示波器CH2(接收信号)电压灵敏度使接受波形和利萨如图形有合适的垂直幅度。3.观察利萨如图形时直线倾角没有调到合适值(30~60度)，或者水平/垂直幅度过小。七、实验中常见错误1.调节谐振频率时两换能器距离没有调节到大学物理实验中心声速测量

大学物理实验中心声速测量1、声波是在弹性媒质中传播的一种机械波、纵波，传播速度与媒质的特性及状态等因素有关。2、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、测液体的流速、测材料的弹性模量等。3、超声波是频率为104~109Hz的机械波，它具有波长短，能定向传播的优点。本实验测量超声波的声速。一、引言

1、声波是在弹性媒质中传播的一种机械波、纵波，传播速度与媒质二、实验目的

1、熟悉示波器的使用；2、了解压电陶瓷换能器的功能；3、用共振干涉法和相位比较法测量空气中的超声波声速。二、实验目的1、熟悉示波器的使用；三、实验原理正压电效应FF＋＋＋＋＋＋－－－－－－压电效应具有可逆性1、超声波的产生和测量———压电换能器三、实验原理正压电效应FF＋＋＋＋＋＋－－－三、实验原理2、超声波声速测量方法(1)声波频率可由产生声波的信号发生器的频率读出。(2)波长则可用共振干涉法和相位比较法进行测量。

三、实验原理2、超声波声速测量方法3、波长的测量——共振干涉法（驻波法）p三、实验原理结论：每两个相临波腹（波节）间的距离为S1发射S2反射干涉而成驻波L3、波长的测量——共振干涉法（驻波法）p三、实验原理结论：每4、波长的测量——相位比较法三、实验原理接CH1通道,接CH2通道，移动结论：每次出现重复图形移动的距离为得到如下李萨如图形：4、波长的测量——相位比较法三、实验原理接CH1通道,接CHSS7802示波器四、实验仪器(实验前七个红色旋钮先调到中位)SS7802示波器四、实验仪器Zky-ss声速测量信号源配套的声速测量装置Zky-ss声速测量信号源配套的声速测量装置步骤一：共振干涉法测波长1、按图接线（检查接线），调节仪器，使示波器显示接收信号电压的波形;2、测定压电陶瓷换能器系统谐振频率;3、测定波长。五、实验步骤步骤一：共振干涉法测波长1、按图接线（检查接线），调节仪器，接到示波器CH21.仪器连接及调节接到示波器CH1凸起缺口

连接时,将信号线的接头缺口处对准仪器接口的凸起,插入后顺时针旋转到锁定状态。

断开时先逆时针旋转,再拔出。接到示波器CH21.仪器连接及调节接到示波器CH1凸起缺口

首先显示欢迎界面，自动进入按键说明界面.按确认键进入模式选择界面，选择正弦波模式按确认进入实验测量界面。

正弦波模式接收增益发射增益调节增益光标切换按钮首先显示欢迎界面，自动进入按键说明界面.按确认键CH1显示CH2显示CH1电压衰减CH1选择开关CH2电压衰减CH2选择开关触发源显示时基模式触发源选择触发电平调节X—Y模式时基调节时基显示触发耦合模式触发耦合模式调节触发电平CH1显示CH2显示CH1电压衰减CH1选择开关CH2电压衰(2)接收波的观测按压CH2，调电压衰减使电称值100mv或200mv,时间标称值5或者10us(1)选择时基模式A(3)调节触发源使触发信号为发射信号CH1，调整触发电平使信号稳定注意：此处不是信号源频率(2)接收波的观测按压CH2，调电压衰减使电称值100mv或(1)移动两换能器距离到大于50-100mm处，调节频率旋钮，使频率在35-38kHz内变化，观察示波器接收波电压幅度变化，找出电压幅度最大时对应的频率。(2)调节换能器距离，使接收幅度最大，再细调频率，记录数值。2.测定谐振频率(1)移动两换能器距离到大于50-100mm处，调节频率旋钮在实验中有可能出现波形失真方法：可减少发射或接收增益使波形回复正弦波。在实验中有可能出现波形失真方法：可减少发射或接收增益使波形回3.共振法测量声波波长(1)将频率固定在谐振频率处。(2)改变换能器之间距离，同时观察示波器上声压振幅变化，记下出现正弦振幅最大的位置（测量时单方向转动鼓轮）。(3)用逐差法计算出声波波长。注意:声波强度随着距离减弱,可调节电压衰减（灵敏度）旋钮，使接收波形在示波器上的形状及幅度大小合适。逆时针3.共振法测量声波波长(1)将频率固定在谐振频率处。注意:读数装置由主尺和鼓轮读数组成。例：[1]如图所示主尺读数取

53mm[2]鼓轮读数取0.785mm[3]总的读数为53.785mm注意：现数据简化估读位省

略为53.78mm[3]格内数据保留到小数点后3位5.378cm读数装置由主尺和鼓轮读数组成。例：步骤二：相位比较法测量声速

1.接线不变，谐振频率不需调节，换能器距离调回5～10cm再开始测量。2.按压键，选择X-Y模式。调节CH1电压和CH2电压灵敏度开关，使李萨如图形大小合适。3.改变换能器之间的距离，以斜率正直线图形作为测量点，当李图出现斜率为正的直线记录动子位置，连续记录十二组。

步骤二：相位比较法测量声速要有显示X轴灵敏度Y轴灵敏度选择X—Y模式(3)要有显示X轴灵敏度Y轴灵敏度选择X—Y模式(3)1.注意回程差的存在测量过程中要求单方向转动鼓轮。多转几圈再记录第一个数据。六、其他注意事项及要求2.本实验两个人合作，必须把同组者名字写上。