超聲波多普勒效應(yīng)測(cè)速儀的設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 率范圍更廣。具體電路見(jiàn)單片機(jī)系統(tǒng)。其原理如圖11所示。LED指示燈用以指示T1/T0的工作狀態(tài)，便于實(shí)驗(yàn)人員掌握它們的運(yùn)行狀況，判斷是否按照控制要求工作。系統(tǒng)默認(rèn)模式為模式1。兩種模式的資源配置與控制見(jiàn)表 所示。讀取供手工計(jì)算測(cè)得的信號(hào)頻率f。（2）打開(kāi)頻率計(jì)及超聲波發(fā)射器開(kāi)關(guān)。模式2的操作過(guò)程：（1）調(diào)節(jié)好發(fā)射頭與接收頭的位置，使中心線始終保持在同一直線上。（5）計(jì)算不確定度，分析誤差來(lái)源。對(duì)于發(fā)射裝置，需要檢查電池能量是否充沛。測(cè)試結(jié)果表2 兩光電門之間的距離 測(cè)量次數(shù) 12345長(zhǎng)度cm平均距離cm表3 超聲波聲源頻率測(cè)量次數(shù) 123456頻率Hz389703897038980389803900038990平均值Hz表4 聲源遠(yuǎn)離時(shí)測(cè)得數(shù)據(jù)與分析結(jié)果時(shí)間ms302296305298306311308脈沖數(shù)11745115201186811590118721210611984計(jì)算速度m/s平均速度A類不確定度=B類不確定度=合成不確定度=速度=177。六、結(jié)論經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本多普勒超聲波效應(yīng)測(cè)速儀能夠準(zhǔn)確的完成超聲波頻率的測(cè)量并驗(yàn)證了多普勒效應(yīng)。參考文獻(xiàn)[1] 李光仲，劉俊英，閆 鵬等， 基于數(shù)字存儲(chǔ)示波器的超聲多普勒效應(yīng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用[J]. 大學(xué)物理. 2009, Vol. 28(12),P3335.[2] 郭天祥. 新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程－入門、提高、開(kāi)發(fā)、拓展全攻略[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，[3] 童詩(shī)白，華英成. 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版）[M]. 北京：高等教育出版社，[4] 孫存英,俞嘉隆,喬衛(wèi)平. 超聲波探測(cè)技術(shù)原理實(shí)驗(yàn)[J]. 大學(xué)物理實(shí)驗(yàn). 2010， ：P13.[5] 李光仲,劉俊英. 基于模擬乘法器的超聲多普勒黏度測(cè)量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)[J]. 物理實(shí)驗(yàn). 2010， ：P47。由于實(shí)驗(yàn)裝置以單片機(jī)為控制核心，只需對(duì)程序作一定修改即可很方便的改進(jìn)以滿足多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量測(cè)量，增強(qiáng)了其可操作性與擴(kuò)展性。通過(guò)上述數(shù)據(jù)對(duì)比分析，可知該裝置的測(cè)量精度較高。l 小車通過(guò)砝碼牽引，如果裝置沒(méi)有進(jìn)行平衡摩擦力處理，實(shí)際上為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，而數(shù)據(jù)處理時(shí)卻近似為勻速直線運(yùn)動(dòng)。l 注意用電安全。（3）準(zhǔn)備好后，釋放砝碼，測(cè)試開(kāi)始，儀器自動(dòng)記錄小車通過(guò)時(shí)間t及該時(shí)間內(nèi)接收到的脈沖個(gè)數(shù)。（4）讀取100ms內(nèi)的脈沖數(shù)。圖13 控制流程圖五、數(shù)據(jù)分析與測(cè)試驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)分兩個(gè)測(cè)量任務(wù)：一個(gè)為測(cè)量信號(hào)源隨物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的頻率測(cè)量（模式2）；另一個(gè)為測(cè)定信號(hào)源自身的頻率（模式1）。供手工計(jì)算信號(hào)頻率f0。有關(guān)實(shí)際頻率，為強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與和掌握誤差來(lái)源，選用人工計(jì)算。圖12 電路仿真結(jié)果17 學(xué)生實(shí)踐與科技創(chuàng)新中心
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