超声声速的测定.ppt
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1、超声声速仪 测声速,1、压电换能器的工作原理2、共振干涉法和相位比较法测声速的原理3、示波器的调整与使用4、逐差法处理数据的方法5、设计待测量的数据记录表格,一、预 习 提 要,1、了解超声压电换能器的结构和工作原理;2、熟悉示波器和低频信号发生器的使用;3、用共振干涉法和相位比较法测量空气中的 声速。4、学会用逐差法处理数据,并对结果的不确定度进行分析。,二、实验要求与目的,三、声波的基本知识,1、横波与纵波;超声波;声波是一种机械波。频率超过20KHz的声波称为超声波。声波的频率、波长、速度、相位等是声波的重要特性。2、理想气体中的声速值,-绝热系数,R-摩尔气体常数,-空气分子的摩尔质量
2、,T-绝对温度,三、声波的基本知识,由此可见,气体中的声速 v 和温度 T 有关,还与比热比及摩尔质量有关,后两个因素与气体成分有关。在标准状态下,时,声速 显然在 时,干燥空气中声速的理论值应为,由此可见,在极地和赤道,在冬天和夏天,声音的传播速度是不同的。,声波在生活和科技中的应用,1、地震预报(利用地震波中纵波与横波波速的不同);2、医学应用:B超与彩超(利用人体不同结构中声速的不同);3、无损检测(利用两种不同介质表面对声波的反射);4、海洋应用(声呐):鱼群探测,海底地貌,军舰与潜艇导航;,共振干涉法实验装置,四、实 验 装 置,相位比较法实验装置(相位比较法只需将信号发生器输出的信
3、号加在示波器的X端),四、实 验 装 置,开关,显示屏,第二通道,第一通道,一通道增益调节,二通道增益调节,时基扫描,聚焦,辉度,示波器,频率调节,频率范围选择,信号输出,波形选择,开关,信号发生器,声速测量仪,超声声速测定仪由两只相同的压电陶瓷换能器组成,分别用于超声波的发射和接收。,五、实 验 原 理,(一)、超声声速测定仪的工作原理 1、超声波的发射原理(逆压电效应);首先在发射端加一个正弦信号,压电陶瓷会发生周期性伸长缩短,这个振动被传递给变幅杆,当传到端面上时,就在空气中激发出超声波。2、超声波的接收原理(正压电效应)接受端的压电陶瓷将接收到的声振动转化为电信号 3、压电陶瓷换能器的
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