【正文】 央，可調節(jié)垂直或水平位移電位器；波形太?。赡懿环€(wěn)定）或太大，可調節(jié) Y 增益電位器 VARIABLE，使波形幅度適中。 8 由近至遠慢慢移動接收器 S2，逐個記下九個幅度最大的位置（即 Li 值）。 4）由近至遠，慢慢移動 S2,并注意觀察圖形變化，逐下記下每發(fā)生一次半周期變化（即圖形由“ /”直線變到“ \”直線）接收換能器S2 的位置讀數 Li 值，共測十個數據。 ： 1）共振頻率的不穩(wěn)定。 5）測量時會含有回程差。聲波的波長、強度、傳播速度、頻率、聲壓衰減、相位等是聲波的重要特性。 用于產生超聲波信號的信號發(fā)生器 ,輸出正弦波信號 ,送至發(fā)射器 ,將電信號轉換為機械振動 ,發(fā)射出超聲波 ,如圖 1 所示。 一般的信號發(fā)生器輸出頻率的相對誤差為 1%【 3】 ,發(fā)射器的固有頻率在 40K左右 ,所以絕對誤差為 400赫茲左右 ,可見 ,產生的影響是較大的。示波器的靈敏度越高 ,幅度線性越好 ,就越能反映超聲波強度大小的微小變化 ,測量結果也就越精確。 的影響 發(fā)射器探頭與接收器的探頭由于都有各自的固有頻率 ,并且很難做到相等 ,一般相差幾十至幾百赫茲。因此 ,當發(fā)射器與接收器的固有頻率相差較大時 ,宜采用相位比較法 ,不宜用共振干涉法。對利用相位比較法測量的結果影響不大 ,因為相位比較法 ,比較的是發(fā)射波與人射波的相位差 ,而不是能量的幅值 ,只要找到相位相等的相鄰點的位置 ,即可測量出波長的大小。一般示波器的最高靈敏度為 lmvldiv,誤差為 10%。 接收器接收到的超聲波 ,轉換為電信號后 ,送往示波器加在 y 偏轉板上 ,從而顯示超聲波的波形和幅度 ,如圖 1 所示。但當信號發(fā)生器輸出的正弦波頻率不穩(wěn)定 ,出現漂移 時 ,必然使發(fā)射器的振動頻率和強度也發(fā)生變化 ,從而使產生的波能量強度也隨之減少。 共振干涉法、相位比較法、時差法這三種方法的偶然誤差主要來源是讀數誤差 .在實驗過程中 ,雖然測試的距離值由數顯標尺來讀數 ,而且數顯標尺可自動讀數 .但是位置的確定要從示波器的波形位置來確定 .而示波器的波形位置直接決 定了數顯標尺觚的值 .波形最大或最穩(wěn)定則是人為認定的 .從這個角度來看 ,它們的偶然誤差也是一樣的 .以上四個方面比較表明 ,共振干涉法和相位比較法無論是原理、儀器、操作 ,還是誤差分析 ,有更多的共同之處 .而時差法則和前兩個方法的不同則更多一些 .共振干涉法和相位比較法一直是實驗室研究中經常用到的 ,而時差法則比較經常出現在工業(yè)測量上 .【 1】 聲速的測量方法有多種 ,實驗室常用方法是利用聲速與聲波頻率 ,及波長的關系進行測量 .諧振頻率 ,由頻率計直接讀出 ,關鍵是測出聲波的波長 .由于超聲波波長短、容易測量、不可聞等優(yōu)點 ,多 數實驗室選用超聲聲速測定儀 ,調節(jié)兩換能器互相平行進行測 量 .但在該實驗教學實踐中發(fā)現 ,聲速測定儀兩換能器互成某一角度時 , 接收換能器也能夠接收到交變信號 ,是否能夠利用這一交變信號測量聲速呢 ? 成任意角度 ,從而使接收換能器能在發(fā)射換能器的不同方位上測量聲波 ,必須在聲 速測定儀的基礎上進行簡單的改進 .聲速測定議的結構如圖 l 所示 ,一換能器固定在邊沿上 ,另一換能器固定在可移動底座上 ,但換能器的方向不能自由轉動 .據此 ,用鋁合金制成如圖 2 所 示的延長臂 A 和換能器套圈 ,裝上延長臂 ,并用套圈固定螺絲套緊 。測量方法分析 。 3）示波器上振幅極大值的不穩(wěn)。 ： 1)實驗測量結果與理論值接近，是誤差允許范圍。 2）把示波器的“ Yinput”接超聲波測速儀的接收器 S2,示波器“ X輸入”聯接到低頻信號發(fā)生器的電壓輸出（不能接同步輸出）。 7）向右稍移 S2，并調整游標卡尺的微調螺絲，同時觀察示波器上波形，使波形幅度最大，幅度如果超過屏幕，可調整 Y增益 VARIABLE，使波形滿屏。觀察示波器，當屏幕的波形幅度最大時，說明換能器 S1 處于共振狀態(tài)。 2）打開電源開關，把頻率倍乘按鈕 10K 壓入，調節(jié)幅度電位器，使數碼顯示屏讀數 58V 電壓 ,電壓衰減按鈕為 20dB；波形選擇為正弦波（彈出狀態(tài)）。發(fā)射器的平面端面用以產生平面聲波；接收器的平面端面則為聲波的接收面和反射面。因此，每移動半個波長，就會重復出現斜率符號相反的直線。當相位差 22 21 0 時，由（ 5）式，得 y A2xA1，即軌跡為一條處在于第一和第三象限的直線 [參見圖 16— 2(a)]。 移動 S2，可以連續(xù)地改變 L 的大小。當波源的頻率和駐波系統(tǒng)的固有頻率相等時，此駐波的振幅才達到最大值，此時的頻率為共振頻率。 實驗儀器 超聲聲速測定儀、低頻信號發(fā)生器 DF1027B、示波器 ST16B。 數據記錄與處理 【一】 測量系統(tǒng)的諧振頻率 f kHz 此時換能器間距 L mm【二】 用共振干涉法測波長（（ v公 =） 1L mm， 11L mm mm 聲速 v= 百分偏差 B= 【三】用相位比較法測波長 （ v 公 =） 數次數 iLi/mm數次數 i+6Li+6m/mm6()/6()iiLLmm +=()mm 1 7 2 8 3 9 4 10 5 11 6 12 聲速 v= 百分偏差 B= 思考題：用相位法測量波長時，指出本實驗用哪兩個圖形之間的距離： 測量波長：（在正確的圖下畫√） 進入實驗室后，按實驗指導老師要求撰寫。 為步長調節(jié)），直到接收波振幅最大。 實驗原始數據 第三篇：聲速測量實驗報告范文 實驗時間： 2021年 月 日，第 批簽到序號： 【進入實驗室后填寫】 福州大學 【實驗一】 聲速測量 （ 303 實驗室） 學學院 班班級 學學號 姓姓名 實驗前必須完成【實驗預習部分】 登錄下載預習資料 攜帶學生證提前 10 分鐘進實驗室 實驗預習部分【實驗目的】 】 【實驗儀器】 (名稱、規(guī)格或型號 ) 【實驗原理】（文字敘述、主要公式、原理圖） 實驗預習部分【實驗內容和步驟】 】 實驗預習部分 一、寫出示波器以下標號的功能（用中文表述），并復習它們的位置（