超聲波聲速測(cè)量實(shí)驗(yàn)中的誤差分析報(bào)告(編輯修改稿)
2024-08-30 07:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 波場(chǎng)。 由發(fā)射換能器的發(fā)射面發(fā)射的超聲波在空氣中傳播時(shí)并不是全以簡(jiǎn)諧波傳播 , 而在近場(chǎng)區(qū)表現(xiàn)出沒有周期性規(guī)律的特征 , 直到遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)才能近似認(rèn)為是簡(jiǎn)諧波 , 可是只有入射波為簡(jiǎn)諧波 , 經(jīng)反射疊加后才能形成駐波 , 從而測(cè)得兩相鄰極大值的間距。 當(dāng)發(fā)射面與反射面相距 10 cm左右時(shí) , 正好處于遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的開始階段 , 入射波不能近似為標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)諧波。 因此與反射波疊加后不為標(biāo)準(zhǔn)的駐波 , 任意兩相鄰極大值的間距不等 , 導(dǎo)致在不同位置測(cè)得的兩相鄰極大值間的距離λ /2不同 , 由此計(jì)算所得的超聲波聲速就會(huì)有較大的誤差。 而學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中往往在發(fā)射面與反射面相距 3 cm左右便開始正式測(cè)量 (見表 1), 因而會(huì)引起一定的測(cè)量誤差。(2) 在實(shí)驗(yàn)中 , 有時(shí)會(huì)觀察到示波器上聲壓極大值的幅度隨換能器之間的距離的增大呈幾何衰減 , 為球面波的特征。 從中可以看出 , 測(cè)量段聲波為球面波 , 球面波按漢開克函數(shù)展開 , 取其實(shí)部為貝塞爾函數(shù) , 它是不等周期函數(shù) , 其極大值之間的間距不等。(3) 在實(shí)驗(yàn)中用接收換能器做反射面也會(huì)使測(cè)量誤差增大 , 主要是因?yàn)閾Q能器的形狀和大小會(huì)使其成為聲場(chǎng)中的散射體 , 從而在空間激起散射波 , 影響入射波和反射波的疊加。(4) 調(diào)節(jié)超聲波的諧振頻率時(shí)出現(xiàn)誤差。 在測(cè)量超聲波聲速過程中 , 當(dāng)信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦波頻率與聲速測(cè)量?jī)x發(fā)射換能器中壓電陶瓷環(huán)的固有頻率相等時(shí) , 該正弦波頻率稱為諧振頻率 , 在諧振頻率下 , 示波器上會(huì)出現(xiàn)電壓信號(hào)的最大值 , 發(fā)射換能器工作頻率等于其本身的諧振基頻時(shí) , 其工作狀態(tài)是最佳的 , 可以取得最大的
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