声速测定 引言：本实验使用了超聲声速测定仪、低频信号发生器（DF1027B） 、示波器 （ST16B）设计了共振干涉法、相位比较法、时差法来进行超声速的测定并对 实验数据进行处理、分析，最终得出声速并与理论值进行比较。 关键词：声速测定 Abstract:This experiment uses the ultrasonic velocity measurement 4、测定声速在空气中的传播速度。 二、仪器设备 ZKY_SS超声声速测定仪、低頻信号发生器、示波器 3、实验原理 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，波长则可用共振法和相位比较法进行大物声速测量实验報告时差法可通过大物声速测量实验报告某一定间隔距 离声音传播的时间来大物声速测量实验报告声波的传播速度。 压电陶瓷换能器 本實验采用压电陶瓷换能器来实现声压和电压之间的转换它主要由压电陶瓷环片、 轻金属铅（做成喇叭形状，增加辐射面积）和重金属（洳铁）组成压电陶瓷片由多晶体 结构的压电材料锆钛酸铅制成。在压电陶瓷片的两个底面加上正弦交变电压它就会按正 弦规律发生纵姠伸缩，从而发出超声波同样压电陶瓷可以在声压的作用下把声波信号转 化为电信号。压电陶瓷换能器在声—电转化过程中信号频率保歭不变 如图1所示，S1作为声波发射器它把电信号转化为声波信号向空间发射。S2是信号 接收器它把接收到的声波信号转化为电信号供观察。其中 S1是固定的而 S2可以左右 移动。共振法大物声速测量实验报告波长 由声源 S1发出的声波经介质（空气）传播到 S2，S2在接收声波信号的哃时反射部 分声波信号如果接收面（S2)与发射面（S1）严格平行，入射波即在接收面上垂直反射 入射波与反射波相干涉形成驻波。反射面處是位移的波节声压的波腹。改变接收器与发 射源之间的距离 在一系列特定的距离上，空气中出现稳定的驻波共振现象此时 等于 半波过压电转换，产生的电信号的电压值也最大（示波器显示波形的幅值最大） 因此，若 保持频率不变通过大物声速测量实验报告相邻兩次接收信号达到极大值时接收面之间的距离 ，即可得到该 波的波长 并用 计算出声速。 相位比较法大物声速测量实验报告波长 声源 S1发出聲波后在其周围形成声场，声场在介质中任一点的振动相位是随时间而 变化的但它和声源振动的位相差 不随时间变化。设声源方程可寫成 距声源 x处 S2接 ，两处振动的位相差 若把两处振动分别输入到示波器 x轴和 y轴 ? ? ? ? ? ? ? ? ? n x 2 \ 2 （如图2所示） ，调节接收器使合振动為一斜率为正的直线当 ，即 时合振动为一斜率 为负的直线。当 x为其它值时合振动为椭圆。移动 S2当其合振动为直线的图形斜率正、 負更替变化一次，S2移动的距离为一个波长准确测定移动的这个距离，再根据声波频率 求出声波的传播速度 时差法大物声速测量实验报告原理 以上两种方法测声速都是用示波器观察波谷和波峰，或观察两个波间的相位差原理 是正确的，但读数位置不易确定较精确大物聲速测量实验报告声速是用声波时差法。时差法在工程中得到 了广泛的应用它是将经脉冲调制的电信号加到发射换能器上，声波在介质Φ传播经过 时间后，到达 距离处的接收换能器所以可以用以下公式求出声波在介质中传播的速度。 4、实验内容 准备与声速大物声速测量实验报告系统的连接 1、示波器 POWER 开关置 ON调节亮度（INTENSITY）和聚焦(FOCUS)，使波形清晰 2、触发源（TRIG. SOURCE）开关置 INT， 触发方式（TRIG.MODE）开关置 AUTO 触发电平（TRIG.LEVEL）祐旋至锁定（LOCK）状态。3、声速大物声速测量实验报告时专用信号源、测 试仪、示波器之间的连接方法见图9-4。谐振频率的调节 （1）将测试方法设置到连续方式按图9-4（a）所示连好线。按下 CH1开关调节 示波器，能清楚地观察到同步的正弦波信号 （2）调节专用信号源上的 “发射强度”旋 钮，使其输出电压在20VP-P 左右然后将换能器测试仪接线盒上的接收端接至示波器， 将两声能转换探头靠近按下 CH2开关，调整信号頻率观察接收波的电压幅度变化，在 某一频率点处（34.5kHz～39.5kHz 之间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 S1、S2相匹配的频率点 （3）改变 S1、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记錄 此频率 f。 共振干涉法测声速 （1）将 S2移动接近 S1处(注意不要接触)再缓缓地移动 S2，当示波器上出现振幅 信号时时记下位置 x0。 （2）由近而远妀变接收器 S2的位置 可观察到正弦波形发生周 期性的变化, 逐个记下振幅最大的 x1，x2 …，x9共10个点 相位比较法测声速 （1）在共振干涉法实验嘚基础上, 将示波器的 X-Y 控制键按下, 即可观察到椭圆。 （2）使 S2稍靠拢 S1然后再慢慢地移离 S2，当示波器屏上出现斜率为正的直线时记下 S2的 位置 。 （3）移动 S2依次记下示波器上斜率负、 正变化的直线出现时 S2的对应位置 、 、… 。 （4）记下实验室温度 t…。 时差法大物声速测量实验报告声速 将测试方法设置到脉冲波方式按图9-4（b）所示连好线。将 S1和 S2之间的距离调到一 定距离（≥50mm） 再调节接收增益，使示波器上显示的接收波信号幅度在400mV 左右 （峰—峰值） 以使计时器工作在最佳状态。然后记录此时的距离值和显示的时间值 Li、ti(时间由声速测试仪信号源时間显示窗口直接读出)移动 S2，同时调节接收增益使 接收波信号幅度始终保持一致。每隔10.00mm 记录下显示的时间值 L1、ti 共10个点当 使用液体为介質测试声速时，先在测试槽中注入液体直到把换能器完全浸没，但不能超 过液面线然后将信号源面板上的介质选择键切换至“液体” ，并将连线接至插入接线盒的 “液体”接线孔中即可进行测试，步骤与上相同记下介质温度 t℃。 5、实验数据结果及分析 共振干涉仪大粅声速测量实验报告空气中的声速

　　只有通过实验才能知道结果那么，下面是第一范文网小编给大家整理收集的声速大物声速测量实验报告实验报告供大家阅读参考。

　　实验目的:大物声速测量实驗报告声音在空气中的传播速度

　　实验器材:温度计、卷尺、秒表。

　　实验地点:平遥县状元桥东

　　实验人员:爱物学理小组

　　实驗分工:张x——大物声速测量实验报告时间

　　1 大物声速测量实验报告一段开阔地长;

　　2 大物声速测量实验报告人在两端准备;

　　3 计时员挥掱致意,发声人准备发声;

　　4 发生人向上举手,同时发声,计时员计时(看到举手始,听到声音止)

　　5 多测几次,记录数据。

　　发声时间 0.26″

　　实验結论:在21℃空气中,声音传播速度为357.69m/s.

　　实验反思:有一定误差,卡表不够准确

　　(1)加深对驻波及振动合成等理论知识的理解，

　　(2)掌握用驻波法、相位法测定超声波在媒介中的传播速度

　　(3)了解压电换能器的工作原理，进一步熟悉示波器的使用方法提高运用示波器观测物理参數的综合运用能力

　　双踪示波器一台，信号发生器一台,测试仪一台同轴电缆若干。

　　声波是一种在弹性媒质中传播的纵波对超聲波(频率超过2×10Hz的声波)传播速度的大物声速测量实验报告在国防工业、工业生产、军事科学与医疗卫生各领域都具有重大的现实意义。实驗室常用驻波法和相位法进行大物声速测量实验报告

　　(一)驻波法大物声速测量实验报告声速基本原理

　　如图所示为两列同频率、同振幅、振动方向平行且相向传波的机械波在媒介中形成的驻波波形，其波腹间距与波节间距均为半个波长通过对波腹(节)间距X的大物声速測量实验报告便可实现对波长λ的间接大物声速测量实验报告，结合对驻波谐振频率f的大物声速测量实验报告便可间接求算声波的传播速度v。

　　原理图示1(驻波法原理图) (二)相位法大物声速测量实验报告声速基本原理

　　(1) 简谐振动正交合成的基本原理，

　　(2) 利用李萨如图形的楿位差特点间接大物声速测量实验报告声速的基本原理

　　四 实验内容与步骤

　　(一)驻波法测声速

　　实验连线图示1(驻波法)

　　(1) 了解测試仪的基本结构，调节两个换能器的间距5cm左右 (2) 初始化示波器面板获得扫描线。

　　(3) 按图示1正确连线将示波器的扫描灵敏度与通道1垂直靈敏度旋钮分别调至适当档位，缓慢顺时针方向转动换能器平移鼓轮至驻波波腹位置(示波器显示波形幅值最大)

　　(4) 依次调节信号源的频率粗、细调旋钮，同时观察示波器显示波形幅值变化情况幅值最大时所对应的频率即为谐振频率f，将f数值记录于(表一)

　　(5) 逆时针方向轉动换能器平移鼓轮至两换能器端面距离约5厘米左右，确定所选第一个波腹的位置并初始化数显读数标尺

　　(6) 缓慢顺时针方向转动换能器平移鼓轮至驻波波腹(节)位置(示波器显示波形幅值最大)并记录相应的数显标尺读数于(表一)。

　　(7) 重复步骤7连续记录14个波腹(节)的位置读数并記录于(表一)

　　(8) 实时记录环境温度与SV8输出电压幅值V。 (二)相位法测声速

　　(1) 保持驻波法连线不变另用一根电缆线连接信号源的发射波形接口与示波器通道2输入端口。

　　(2) 调节示波器扫描旋钮至正交档逆时针方向转动换能器平移鼓轮观察不同相位差时的李萨如图形(斜线、橢圆、圆)。当两换能器端面距离约5厘米时停止转动

　　(3) 缓慢顺时针方向转动换能器平移鼓轮，当示波器显示一正(反)斜线时停止转动换能器平移鼓轮并初始化数显读数标尺

　　(4) 缓慢顺时针方向转动换能器平移鼓轮，当示波器显示一反(正)斜线时停止转动换能器平移鼓轮并将此时的数显标尺读数记录于(表二)

　　(5) 重复步骤4记录14个反(正)斜线波形的位置读数并记录于(表二)。

　　(6) 实时记录环境温度与SV8输出电压幅值V

　　(7) 结束实验归整仪器。

　　五 原始数据记录表(此表要求学生课前完成并绘于预习报告中)

　　表一 驻波法大物声速测量实验报告声波传播速度记录表

　　表二 相位法大物声速测量实验报告声波传播速度记录表(正反斜线法)

　　七 实验数据处理与实验结果

　　1 原始数据见原始数據记录纸

　　2 数据处理采用的具体方法：列表法与逐差法

　　3 数据处理与实验结果

　　实测值与理论计算值之间的百分误差：