阻抗管法测量声学材料吸声系数
实验八 阻抗管法测量声学材料吸声系数
一、 实验目的
掌握用阻抗管法测量吸声材料吸声系数、声阻抗率的原理及操作方法。 二、 实验要求
1. 了解BK 阻抗管4206型的结构原理及功能；
2. 掌握Pulse 3560C 测量声学材料的吸声系数的程序。 三、 实验环境
1. BK4206阻抗管套件
2. 被测材料：海绵样品 直径100㎜
3. BK 声学测量软件平台 9.0
4. Pulse 3560C 前端
5. 功率放大器BK2716C
6. 通用计算机及 M6k
7. 声级校准器4321 四、 实验内容、步骤
1. 实验内容：测量海绵样品(纳米材料或自选声学材料)的吸声系数。测量系统如图8
所示。
2. 实验原理：
组抗管测量材料吸声性能的原理是基于传递函数法。其原理是将宽带稳态随机信号分解成入射波p i 和反射波p r ， p i 和p r
大小由安装在管上的两个传声器测得的
图8.1 阻抗管测量吸声系数系统连接示意
声压决定，如图8.2所示。其中s 为双传声器的间距， l 为传声器2至基准面（测量表面）的距离。入射波声压和反射波声压分别可写为：
0jk x
i I
p Pe = 0jk x r R p P e -=
式中，P I 是基准面上p i 的幅值，P R 是基准面上p r 的幅值。
两个传声器位置处的声压分别为：
00()()
1jk s l jk s l I R
p Pe P e +-+=+ 002jk l jk l
I R p Pe P e -=+
入射波的传递函数Hi 为：
021jk s i
i i
p H e p -==
其中s 为两个传声器之间的距离, 反射波的传递函数Hr 为：
021jk s r
r r
p H e p =
= 总声场的的传递函数H 12可由p 1、p 2获得，并有P R = rP I
0000212()
()1jk l jk l
jk s l jk s l p e re H p e re
-+-++==+
使用Hi 、Hr 改写上式
02()1212
j k s l i r H H r e H H +-=-
反射系数r 可通过测得的传递函数、距离s 、l 和波数k 0确定。因此，吸声系数和阻抗率分别为：
2
1r α=-
图8.2 阻抗管测量原理示意图
011r
z c r
ρ+=
- 3. 实验步骤：
a. 按图8.1连接并将大管接入系统，将双传声器BK4187与相应的专用测量电缆连
接后，插入阻抗管相应的传声器位置处。安装时，先松开测量管上传感器插孔的锁紧螺母，然后将传声器轻轻插入孔内到指定位置，并锁紧螺母。传声器A 插入位置2，传声器B 插入位置3，不用的插孔用哑元封堵；同时将传声器A 接入前端3通道，B 接入前端4通道；前端输出通道1与BK2716C 通道1输入端相连，对应得输出接入阻抗管的声源激励端；检查无误后，打开计算机、功放及前端电源，注意功率放大器增益放至最小一档。
b. 在PULSE 软件平台的应用程序中，选择材料试验程序，点击大管并打开程序，
进行相关设置.
c. 通道校准(每次必须执行，只在使用同一PULSE 项目，同一序列号传声器，同一
管子时可以跳过) 。
取出4187麦克风对，使用4231校准器，进行常规的幅值增益校准。 d. 信噪比测量
分别选择背景噪声测量和信号测量(建议按照先背景后信号的顺序进行)，系统将自动计算信噪比，如果在测量完成后没有警告出现，即可继续下一步 ； 在测量时，建议选择Autorange 自动定量程以避免发生过载 。 e. 传递函数修正
分别选择互换麦克风位置测量和正常麦克风位置测量(建议按先互换、后常规的顺序进行)，系统将自动完成修正(两次测量的传递函数作几何平均)。 如果在测量完成后没有警告出现即可继续下一步(在分析频率范围高达6.4kHz 时，一般幅值误差均能满足容限差，但是可能出现相位误差超出容限值，这时可以返回第一步的设置栏，调大相位误差容限) 。 在测量时，一般选择Autorange 自动定量程 。 f. 样品测量
在Add New Measurnent 中添加测量次数和样品名称然后点击Add 加入添加信息，之后即可Meausrment Control 栏中选中某个按Start 进行测量 。 g. 后处理
在Average栏可以按照管的类型，输入平均后希望出现的名称，选择某几次测量
结果，点击Average进行平均；
在Combine栏可以组合大管和小管的测量数据后点击Combien进行组合。
五、实验结果
1.绘出两种材料的吸声系数数据及曲线（按1/3倍频程）。
2.对测量结果的分析，改进意见。
由图可以看出测试材料对低频和高频的声波吸收系数很大，而对中频声波吸声系数较小。
为了提高测量的精度和准确性，试件的形状和大小应该尽量与阻抗管保持一致，不能过大使材料挤压变形，也不能有缝隙使声音从缝隙中透过。在测量材料吸声系数时可使用短脉冲，避免入射声和反射声叠加而产生干扰。
六、讨论思考题
这种方法测量的吸声系数和混响室法测量的吸声系数有什么区别？各有什么优缺点？
混响室法测得的是无规人射吸声系数，它能用于测试横向和法向有明显不同结构的材料的吸声系数，但要求较大面积的测试样品。而阻抗管测法对材料的法向人射吸声系数和法向声阻抗率可做精确的测量，测试样品面积只需与阻抗管的横切面面积相等即可。
驻波管法测定吸声材料的吸声系数1
驻波管法测定吸声材料的吸声系数 【实验目的】 （1）了解人耳听觉得频率范围，获得对一些频率纯音得感性认识。 （2）加深对垂直入射吸声系数得理解，熟悉驻波管法是测定材料的吸声系数的方法。 【实验原理】 测量装置 1测试车2导轨3声源箱4驻波管(分低、高频两种) 测量原理 驻波管为一金属（塑料）直管，它的一端可以用夹具安装试件，另一端接好扬声器，声频讯号由声频发生器产生，经放大器进行放大，由扬声器发出单频声波，声波在驻波管内传播，由于管径较小，与音频声波的波长相比，可近似将声波面看作为平面入射波，沿管内直线传播；当入射到试件后，进行反射，由于反射波与入射波传递的方向和相位相反，声压产生叠加，干涉而形成驻波，并在管内某个位置上形成声压极大值Pmax(2 N)，t和声压极较小值Pmin，其间距 /m 为l／4波长。
11E E r -=-=γα 式中：α —————吸声系数 γ—————反射系数 Eo —————入射声能(W) Er —————反射声能(W) 令n P P =min max / 称为驻波比..................(1) 故有：24/(1)n n α=+ (2) 一般频谱分析仪或声级计，测试的标称值是声压级，而不是声压P 值，根据声压和声压级的关系，吸声系数可如下计算。 n P P L L L lg 20m in/lg 20m ax /lg 20m in m ax 00=Φ-Φ=-=? 20 2 204*10(110 ) P P L L a = + (3) 【测量方法】 (1) 电路接线正确后，信号发生器等电子仪器电源接通。 (2) 将试件按照要求装在试件筒内，并用凡士林将试件与筒壁接触处的缝隙填 塞，使之严密，然后再用夹具将试件筒固定在驻波管上。 (3) 调节声频发生器的频率，依次发出200、250、315、400、500、630、 800、1000、1250、1600、2000Hz 不同的声频。在设置仪器输出信号的频率时，测量到的声压级波峰值不超过136分贝，声压级波谷值不低于50分贝。 (4) 将滑块移到最远处，，移动仪器屏幕上的光标，到所测量的频率的第一个峰 值位置（1/4波长）缓慢移动滑块，同时读取光标位置显示的声压级，并记录滑块所在位置的刻度，按F7自动计算吸声系数。
材料的吸声系数
材料的吸声系数 吸声系数隔振vibration isolation 材料吸收和透过的声能与入射到材料上的总声能之比，叫吸声系数（α）。 α=Eα/Ei =（Ei-Er）/Ei=1-r 式中：Ei——入射声能；Eα——被材料或结构吸收的声能； Er——被材料或结构发射的声能； r——反射系数。 名词解释 吸音系数是按照吸音材料进行分类的。说明不同材料有不同吸音质量 分贝(db)，是声压级大小的单位（声音的大小）。声音压力每增加一倍，声压量级增加6分贝。1分贝是人类耳朵刚刚能听到的声音。20分贝以下，我们认为它是安静。20-40分贝相当于情人耳边的轻轻细语。40-60分贝是我们正常谈话的声音。60分贝以上属于吵闹范围。70分贝很吵，并开始损害听力神经。90分贝会使听力受损。在100-120分贝的房间内呆1分钟，如无意外，人就会失聪（聋）。 吸声原理 当入射声能被完全反射时，α=0，表示无吸声作用；当入射声波完全没有被反射时，α=1，表示完全被吸收。一般材料或结构的吸声系数α=0~1，α值越大，表示吸声能越好，它是目前表征吸声性能最常用的参数。 吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。描述吸声的指标是吸声系数a，代表被材料吸收的声能与入射声能的比值。理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。 不同频率上会有不同的吸声系数。人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。按照ISO标准和国家标准，吸声测试报告中吸声系数的频率范围是100-5KHz。将 100-5KHz的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数，平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能，这一数值是材料在250、500、1K、2K四个频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到0.05。一般认为NRC小于0.2的材料是反射材料，NRC大于等0.2的材料才被认为是吸声材料。当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常需要使用高吸声系数的材料。如离心玻璃棉、岩棉等属于高NRC吸声材料，5cm厚的24kg/m3的离心玻璃棉的NRC可达到0.95。 分贝、声功率、声强和声压 分贝 人们日常生活中遇到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时声音功率由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。N = 10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB"，它是无量纲的。式中A0是基准量（或参考量），A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的"级"。亦即用对数标度时，所得到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少"级"。 声功率（W） 声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。 声功率级： Lw =10lg(W/W0) 式中：Lw——声功率级（dB）； W——声功率（W）；
驻波管法测量吸声材料
驻波管法测量吸声材料 实验目的： 通过本实验，掌握用驻波管法测量吸声材料法向吸声系数和法向声阻抗率的原理及操作方法。 实验原理： 1，驻波管法测量吸声材料法向吸声系数的原理和方法 吸声系数是描述吸声材料的吸收声能大小的物理量。它定义为：吸声材料所吸收的声能和入射声能之比。测量材料的吸声系数，一般采用驻波管法和混响室法，前者测量的是法向吸声系数，后者测量的屎无规入射的吸声系数。 用驻波管法测定吸声材料的法向吸声西系数，设备简单而费用低廉。根据法向吸声系数又可以推算出均匀无规则入射条件下的吸声系数。但驻波管法只适用于测量声学特性与材料尺寸无关的材料样品，多用于测量多孔材料，多孔板或，穿孔薄片结构的吸声特性。 声学测量用的驻波管结构，如图1.1所示，主要部分是一根内壁光滑而坚硬，界面均匀的管子，管子的末端装有被测材料样品。由扬声器向管中辐射的声波以平面波形式传播，理论上可以证明，为了在管中获得平面波，声波的波长要大于管子的内径并且满足要求：对于圆形管，直径d<0.586λ;对于矩形管，长边的边长L<0.5λ，其
图1.1 驻波管结构 测量装置包括以下几部分：1，驻波管，根据测试频率段不同，可选用不同内劲和不同长度的驻波管；2，可移动的刚性后盖，移动它可以调节吸声材料与刚性壁面间的距离；3，被测吸声材料4，探管式传输器，用来接收驻波管轴线上各点的声压；5，扬声器，向管中辐射声波，探管可以自由穿过其中心孔；6，传输器小车，推动它可使探管在驻波管内纵向移动；7，标尺，用来指示探管在驻波管中的位置。 平面波在材料表面被反射回来，于是在管中建立起驻波声场，从材料表面算起，管 中出现声压极大与极小的交替分布。利用可移动的探管传输器接收，在测试仪表上再 读出声压极大与极小的声级差，便可以确定垂直入射时的吸声系数αp 虽然音频振荡器输给扬声器的是单频信号，但扬声器辐射处的声波并不一定是纯音，所以在接收端必须进行滤波，这样才能滤去不必要的高次谐波分量。由于要满足在管 中传播的声波为平面波和其他测试条件，常有低，中和高频三种尺寸的驻波管，以适 用于不同的频率范围。 如前所述，当平面波从试件表面反射回来时，在管中便形成驻波。入射平面波可视为一列沿正向进入参考平面的入射波，记其声压为P i于是P i可以写成 P i=P0exp?[i(ωt+kx)] (1.1) 式中k=ω/C0=2π/λ是平面波的波数，C0为空气中的声速，λ为波长，ω为圆频率。 设材料的反射系数为R，则反射波声压P r为 P r=RP0exp?[i(ωt?kx)] (1.2) 引入相位角 ?=kx=2π x (1.3) λ
常用材料的吸声系数
常用材料的吸声系数： 125 250 500 1000 2000 4000 砖墙、抹光、涂漆0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.03 厚地毯，铺在水泥地上0.20 0.06 0.14 0.37 0.60 0.65 混凝土墙、粗糙0.36 0.44 0.31 0.29 0.39 0.25 混凝土墙，涂漆0.10 0.05 0.06 0.07 0.09 0.08 丝绒0.30kg/m2，直接挂在墙上0.03 0.04 0.11 0.17 0.24 0.35 丝绒0.43kg/m2，折叠面积一半0.07 0.31 0.49 0.75 0.70 0.60 丝绒0.56kg/m2，折叠面积一半0.14 0.35 0.49 0.75 0.70 0.60 木地板0.15 0.11 0.10 0.07 0.06 0.07 水泥地板0.01 0.01 0.015 0.02 0.02 0.02 普通玻璃（厚3mm～4mm）0.35 0.25 0.18 0.12 0.07 0.04 石膏板, 龙骨50×100mm, 中心距40cm 0.29 0.10 0.05 0.04 0.07 0.09 开口的舞台（与设备有关）0.25 0.30 0.40 0.50 0.65 0.75 很深的包厢0.50 0.55 0.65 0.70 0.80 1.00 通风口0.15 0.22 0.30 0.40 0.45 0.50 大理石或抛光板0.01 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 胶合板（9mm厚）0.28 0.22 0.17 0.09 0.10 0.11 玻璃纤维（厚5cm) 0.15 0.38 0.81 0.83 0.79 0.74 超细玻璃纤维（厚5cm) 0.25 0.41 0.82 0.83 0.89 - 矿渣棉（厚6.0cm）0.25 0.55 0.79 0.75 0.88 - 石棉（厚2.5cm) 0.06 0.35 0.50 0.46 0.52 0.65 甘蔗板（厚1.3cm) 0.12 0.19 0.28 0.54 0.49 0.70 木丝板（厚3cm) 0.05 0.07 0.15 0.56 0.90 - 麻纤维板（厚2cm) 0.09 0.11 0.16 0.22 0.28 - 玻璃棉板（厚5cm) 0.06 0.17 0.48 0.81 0.95 0.90 石棉板（厚0.8cm) 0.02 0.03 0.05 0.06 0.11 0.28 青软木板（厚3.5cm) 0.05 0.06 0.29 0.35 0.34 0.50 工业毛毡（厚2.0cm) 0.07 0.26 0.42 0.40 0.55 0.56 沥青玻璃棉毡（厚3.0cm) 0.11 0.13 0.26 0.46 0.75 0.88 超细玻璃棉毡（厚4.0cm) 0.08 0.24 0.89 0.69 0.77 - 沥青矿棉毡（厚3.0cm) 0.08 0.18 0.50 0.68 0.81 0.89 泡沫玻璃（厚4.0cm) 0.11 0.27 0.35 0.31 0.43 - 树脂棉板（厚5.0cm) 0.06 0.17 0.48 0.81 - - 硬聚氯乙烯泡沫塑料板(厚2.5cm) 0.04 0.04 0.17 0.56 0.28 0.58 酚醛泡沫塑料（厚2.0cm) 0.08 0.15 0.30 0.52 0.56 0.60 聚胺甲酸脂泡沫塑料（厚2.0cm) 0.11 0.13 0.27 0.69 0.98 0.79 微孔聚脂泡沫塑料（厚4.0cm) 0.10 0.14 0.26 0.50 0.82 0.77 粗孔聚脂泡沫塑料（厚4.0cm) 0.06 0.10 0.20 0.59 0.68 0.85 聚氯乙烯塑料（厚0.41cm) 0.03 0.02 0.06 0.29 0.13 0.13 尿荃米波罗（厚3.0cm) 0.10 0.17 0.45 0.67 0.65 0.85 微孔吸声砖（厚9.5cm) 0.41 0.75 0.66 0.76 0.81 - 泡沫石膏（厚2.5cm) 0.06 0.18 0.50 0.70 0.55 0.50
驻波管法吸声系数测量
驻波管法吸声系数测量 1.1引言 任何一项试验都需要做细致的前期准备工作，这样才能保证试验有序合理的进行，同时可以保证试验的延续性、重复性、可比性。前期的工作主要包括对试验对象、试验条件、试验仪器、系统的搭建进行详细的定义和说明。 1.2试验对象和条件 1.2.1待测材料的规定 1、被测材料应为多孔吸声材料； 2、被测材料应制作成直径为30mm和100mm圆形，尺寸误差在2%以内，能过正好装入； 3、材料表面应平整，材料与阻抗管之间的缝隙应用油脂密封； 4、同种材料至少准备两个被测样件。 1.2.2试验环境和设备的规定 试验过程中应保证环境的安静，同时应测量环境的温度。 试验设备应满足GB/T 18696. 1- 2004的规定。 主要实验设备：采集器、功率放大器、驻波管、传声器、线缆、声级校准器、电脑和软件。 1.2.3说明 本节关于被测材料、实验设备、环境等要求未描述者，请参考GB/T 18696. 1- 2004。 1.3试验步骤 1.3.1根据设备使用说明，依次连接好采集器、传感器、功率放大器、线
缆、电脑等设备。 1.3.2检查设备连接无误后，接通电源，将功放输出增益调制最小后，依 次打开功放、采集器、电脑和软件，并在软件里根据选择对应的采集器型号，并设置采样频率，一般设置为50kHz。 1.3.3打开传感器校准功能选项，校准传感器，通常每次测试前均需对对 各通道的传感器进行校准。 1.3.4打开材料吸声系数测量模块，进行材料吸声系数测量： 1) Setting（设置） ?Mode Choose 选择Absorption(吸声系数测试) ?TUBE 选择测试所使用的管，程序会自动给出管的参数，包括：样 品到最近传声器的距离、两个传声器的间距，测试管的内径，以及 测试的有效频率范围。 ?ENVIRONMENT 填写测试环境的大气压、温度，用来计算空气密度、 声速和特性阻抗。缺省设置为101325Pa 及20℃。 2) 按显示内容，布置传声器通道：声源-1通道- 2通道-样品 3) 点击
吸声系数测定
实验(8) 吸声系数测定 一、实验目的和要求 厅堂音质设计或是环境噪声的吸声降噪处理，都要借助各种吸声材料和吸声构造的正确使用。因此，了解工程上常用吸声材料的性能和用法，掌握吸声系数的测试方法，对于建筑工作者很有必要。实验要求了解对吸声材料的吸声系数测试方法，掌握驻波管法测量材料的吸声系数。 二、实验内容 用驻波管法测试材料的垂直入射吸声系数。测定19mm厚木丝纤维板的吸声系数。 3、 测试原理 驻波管测量材料的吸声系数是利用声音的驻波干涉原理。物理学上把两列相通的波在同一直线上相向传播而叠加后产生的波称为驻波。实验将待测材料作为阻挡入射声波并使之产生驻波的壁面，由于材料对入射声的吸收作用，反射声的生压会小于入射声压，产生驻波时就会在驻波的波腹和波节的声压大小变化上反映出材料的吸声系数差别来。 本实验用北京世纪建通公司生产的JTZB驻波管做实验。该驻波管为一金属直管，长150cm，内径为10cm，它的一端可以用夹具安装试件，另一端接好扬声器，声频讯号由声频发生器产生，经放大器进行放大，由扬声器发出单频声波，声波在驻波管内传播，由于管径较低小，对于音频声波的波长相比，可近似将声波面看作为平面入射波，沿管内直线传播；当入射到试件后，进行反射，由于反射波与入射波传递的方向和相位相反，声压差生叠加，干涉而形成驻波，并在管内某个位置上形成声压极大值Pmax(N/m2),t和声压极小值Pmin，其间距为1/4波长。 α=1-γ=1-Eγ/E0 式中：α-------吸声系数 γ-------反射系数 E0-------入射声能（W）
Eγ-------反射声能（W） 四、测试设备 驻波管、JTZB声频讯号发生器、GZ022-A功率放大器、探管（传声器）、JTZB专用频谱分析仪等，钢尺 5、 实验步骤 1、 检查电路连接正确后，信号发生器等电子仪器电源接通，并预热5 分钟。 2、 将试件按照要求安装在试件筒内，并用凡士林将厚度为19mm，直径 为100mm的木丝纤维板试件与筒逼接触处的缝隙填塞，使之严密，然后再用夹具将试件筒固定在驻波管上。 3、 调节声频发生器的频率，依次发出 200,250,315,400,500,630,800,1000,1250, 1600,2000Hz的1/3倍频程的声音讯号。 4、移动测试小车，是用专用频谱分析仪，在靠近试件的一端找出200-2000Hz的1/3的第一个声压级极大值和极小值，并记下极大值和极小值读数。 5、每一频率反复测试三次。 6、根据声压级极大值和极小值的差值，查表得到不同频率下的吸声系数。 6、 注意事项 1、安装试件时，试件表面与试件夹齐平，并对周围的细缝用凡士林填封。 2、测试过程中，调节音频发生器频率时，须同时调整读表量程。 3、移动测试小车时需缓慢，准确找到声压的极大值和极小值。7、 实验数据及处理 频率平均平均
驻波管法测量吸声材料
驻波管法测量吸声材料
驻波管法测量吸声材料
驻波管法测量吸声材料 实验目的： 通过本实验，掌握用驻波管法测量吸声材料法向吸声系数和法向声阻抗率的原理及操作方法。 实验原理： 1， 驻波管法测量吸声材料法向吸声系数的原理和方法 吸声系数是描述吸声材料的吸收声能大小的物理量。它定义为：吸声材料所吸收的声能和入射声能之比。测量材料的吸声系数，一般采用驻波管法和混响室法，前者测量的是法向吸声系数，后者测量的屎无规入射的吸声系数。 用驻波管法测定吸声材料的法向吸声西系数，设备简单而费用低廉。根据法向吸声系数又可以推算出均匀无规则入射条件下的吸声系数。但驻波管法只适用于测量声学特性与材料尺寸无关的材料样品，多用于测量多孔材料，多孔板或，穿孔薄片结构的吸声特性。 声学测量用的驻波管结构，如图1.1所示，主要部分是一根内壁光滑而坚硬，界面均匀的管子，管子的末端装有被测材料样品。由扬声器向管中辐射的声波以平面波形式传播，理论上可以证明，为了在管中获得平面波，声波的波长要大于管子的内径并且满足要求：对于圆形管，直径d<0.586λ;对于矩形管，长边的边长L<0.5λ，其 刚性后盖 试件 驻波管 传输器小车 探管 拍窄带滤波 传声
|p| r λ/2x 图1.1 驻波管结构 测量装置包括以下几部分：1，驻波管，根据测试频率段不同，可选用不同内劲和不同长度的驻波管；2，可移动的刚性后盖，移动它可以调节吸声材料与刚性壁面间的距离；3，被测吸声材料4，探管式传输器，用来接收驻波管轴线上各点的声压；5，扬声器，向管中辐射声波，探管可以自由穿过其中心孔；6，传输器小车，推动它可使探管在驻波管内纵向移动；7，标尺，用来指示探管在驻波管中的位置。 平面波在材料表面被反射回来，于是在管中建立起驻波声场，从材料表面算起，管中出现声压极大与极小的交替分布。利用可移动的探管传输器接收，在测试仪表上再读出声压极大与极小的声级差，便可以确定垂直入射时的吸声系数αp 虽然音频振荡器输给扬声器的是单频信号，但扬声器辐射处的声波并不一定是纯音，所以在接收端必须进行滤波，这样才能滤去不必要的高次谐波分量。由于要满足在管中传播的声波为平面波和其他测试条件，常有低，中和高频三种尺寸的驻波管，以适用于不同的频率范围。 如前所述，当平面波从试件表面反射回来时，在管中便形成驻波。入射平面波可视为一列沿正向进入参考平面的入射波，记其声压为P i于是P i可以写成 P i=P0exp?[i(ωt+kx)](1.1) 式中k=ω/C0=2π/λ是平面波的波数，C0为空气中的声速，λ为波长，ω为圆频率。设材料的反射系数为R，则反射波声压P r为 P r=RP0exp?[i(ωt?kx)] (1.2) 引入相位角
NRC吸声系数
NRC吸声降噪系数 吸音系数是按照吸音材料进行分类的。说明不同材料有不同吸音质量分贝(db)，是声压级大小的单位（声音的大小）。 吸声系数 材料吸收的声能与入射到材料上的总声能之比，叫吸声系数（α）。 α=Eα/Ei =（Ei-Er）/Ei=1-r 式中：Ei——入射声能；Eα——被材料或结构吸收的声能； Er——被材料或结构反射的声能；r——反射系数。 名词解释 声音压力每增加一倍，声压量级增加6分贝。0分贝是人类耳朵刚刚能听到的声音。20分贝以下，我们认为它是安静。20-40分贝相当于情人耳边的轻轻细语。40-60分贝是我们正常谈话的声音。60分贝以上属于吵闹范围。70分贝很吵，并开始损害听力神经。90分贝会使听力受损。在100-120分贝的房间内呆1分钟，如无意外，人就会失聪（聋）。 吸声原理 当入射声能被完全反射时，α=0，表示无吸声作用；当入射声波完全没有被反射时，α=1，表示完全被吸收。一般材料或结构的吸声系数α=0~1，α值越大，表示吸声能越好，它是目前表征吸声性能最常用的参数。 吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。描述吸声的指标是吸声系数a，代表被材料吸收的声能与入射声能的比值。理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。 不同频率上会有不同的吸声系数。人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。按照ISO标准和国家标准，吸声测试报告中吸声系数的频率范围是 100-5KHz。将100-5KHz的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数，平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的
驻波管法测定吸声资料的吸声系数1[精品]
驻波管法测定吸声资料的吸声系数1[精品] 驻波管法测定吸声材料的吸声系数 【实验目的】 (1)了解人耳听觉得频率范围，获得对一些频率纯音得感性认识。 (2)加深对垂直入射吸声系数得理解，熟悉驻波管法是测定材料的吸声系数的方法。 【实验原理】 测量装置 1测试车 2导轨 3声源箱 4驻波管(分低、高频两种) 测量原理 驻波管为一金属(塑料)直管，它的一端可以用夹具安装试件，另一端接好扬声器，声频讯号由声频发生器产生，经放大器进行放大，由扬声器发出单频声波，声波在驻波管内传播，由于管径较小，与音频声波的波长相比，可近似将声波面看作为平面入射波，沿管内直线传播;当入射到试件后，进行反射，由于反射波与入射波传递的方向和相位相反，声压产生叠加，干涉而形成驻波，并在管2N/m内某个位置上形成声压极大值Pmax()，t和声压极较小值Pmin，其间距为l,4波长。 Er,,1,,,1, E0 , 式中: —————吸声系数 ,—————反射系数 Eo—————入射声能(W)
Er—————反射声能(W) 令称为驻波比………………(1) P/P,nmaxmin 2故有:…………………… (2) ,,，4/(1)nn 一般频谱分析仪或声级计，测试的标称值是声压级，而不是声压P值，根据声压和声压级的关系，吸声系数可如下计算。 ,L,Lmax,Lmin,20lgPmax/,,20lgPmin/,,20lgn00 LP204*10…………………………………(3) a,LP220，(110) 【测量方法】 (1) 电路接线正确后，信号发生器等电子仪器电源接通。 (2) 将试件按照要求装在试件筒内，并用凡士林将试件与筒壁接触处的缝隙填 塞，使之严密，然后再用夹具将试件筒固定在驻波管上。 315、400、500、630、800、(3) 调节声频发生器的频率，依次发出200、250、 1000、1250、1600、2000Hz不同的声频。在设置仪器输出信号的频率时，测量到的声压级波峰值不超过136分贝，声压级波谷值不低于50分贝。 (4) 将滑块移到最远处，，移动仪器屏幕上的光标，到所测量的频率的第一个峰 值位置(1/4波长)缓慢移动滑块，同时读取光标位置显示的声压级，并 记录滑块所在位置的刻度，按F7自动计算吸声系数。 (5) 移动屏幕上的光标，到所要测量的频率的第一个波谷位置，缓慢移动滑块同 时读取光标位置显示的声压级，并记录滑块所在位置的刻度。按F7自动计算吸声系数。 (6) 移动仪器屏幕的光标，到所要测量的频率的第二个波峰、波谷位置，重复(4)、
驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范
更新规范 https://www.360docs.net/doc/ef2875671.html, 中华人民共和国国家标准 驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范 GBJ 88-85 主编单位：同济大学 批准部门：中华人民共和国国家计划委员会 施行日期：1986年6月1日 关于发布《驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范》的通知 计标〔１９８６〕０４号 根据原国家建委（８１）建发设字第５４６号通知的要求，由全国声学标准化技术委员会负责归口组织，具体由同济大学会同有关单位编制《驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范》，已经全国声学标准化技术委员会会审。现批准《驻波管法吸声系数与声阻抗率测量规范》ＧＢＪ８８—８５为国家标准，自一九八六年六月一日起施行。 本规范具体解释等工作由同济大学负责。 国家计划委员会 1985年12月31日 编制说明
本规范是根据原国家基本建设委员会（８１）建发设字５４６号文的要求，由全国声学标准化技术委员会委托同济大学负责编制的。 在本规范的编制过程中，编制单位调查研究了国内有关单位的实践经验和研究成果，收集并分析了国外同类测量标准及有关技术资料，对一些重要内容作了较系统的对比试验以及相应的理论分析，提出了规范征求意见稿。广泛征询了国内各有关单位的意见，并召开了座谈会，经反复修改提出了送审稿。经全国声学标准化技术委员会建筑声学分委员会讨论同意，最后由全国声学标准化技术委员会审查定稿。 本规范共五章及七个附录。内容包括：测量设备、测量方法、测量范围和测量要求。 在本规范施行过程中，希各单位注意积累资料，认真总结经验，如发现有需要修改或补充之处，请将意见和有关资料寄交同济大学声学研究所，以供今后修订时参考。 同济大学 1985年12月更新规范 https://www.360docs.net/doc/ef2875671.html, 第一章 总则 第 １．０．１条 为了统一驻波管测量，便于测量数据的相互比较，特制订本规范。 第１．０．２条 本规范适用于吸收空气声的吸声材料和吸声构件。采用驻波管测量法向入射时的吸声系数和法向声阻抗率。 更新规范 https://www.360docs.net/doc/ef2875671.html, 第二章 测量基本设备 第一节 测量装置 第２．１．１条 驻波管测量的设备，应由驻波管、声源系统、探测器及输出指示装置等部分所组成，如图２．１．１所示。
吸声材料与降噪
2.1 离心玻璃棉 离心玻璃棉内部纤维蓬松交错，存在大量微小的孔隙，是典型的多孔性吸声材料，具有良好的吸声特性。离心玻璃棉可以制成墙板、天花板、空间吸声体等，可以大量吸收房间内的声能，降低混响时间，减少室内噪声。 离心玻璃棉的吸声特性不但与厚度和容重有关，也与罩面材料、结构构造等因素有关。在建筑应用中还需同时兼顾造价、美观、防火、防潮、粉尘、耐老化等多方面问题。 离心玻璃棉属于多孔吸声材料，具有良好的吸声性能。离心玻璃棉能够吸声的原因不是由于表面粗糙，而是因为具有大量的内外连通的微小孔隙和孔洞。当声波入射到离心玻璃棉上时，声波能顺着孔隙进入材料内部，引起空隙中空气分子的振动。由于空气的粘滞阻力和空气分子与孔隙壁的摩擦，声能转化为热能而损耗。 离心玻璃棉对声音中高频有较好的吸声性能。影响离心玻璃棉吸声性能的主要因素是厚度、密度和空气流阻等。密度是每立方米材料的重量。空气流阻是单位厚度时材料两侧空气气压和空气流速之比。空气流阻是影响离心玻璃棉吸声性能最重要的因素。流阻太小，说明材料稀疏，空气振动容易穿过，吸声性能下降；流阻太大，说明材料密实，空气振动难于传入，吸声性能亦下降。对于离心玻璃棉来讲，吸声性能存在最佳流阻。在实际工程中，测定空气流阻比较困难，但可以通过厚度和容重粗略估计和控制。1、随着厚度增加，中低频吸声系数显著地增加，但高频变化不大（高频吸收总是较大的）。2、厚度不变，容重增加，中低频吸声系数亦增加；但当容重增加到一定程度时，材料变得密实，流阻大于最佳流阻，吸声系数反而下降。对于厚度超过5cm的容重为16Kg/m3的离心玻璃棉，低频125Hz约为0.2，中高频（>500Hz）的吸声系数已经接近于1了。当厚度由5cm继续增大时，低频的吸声系数逐渐提高，当厚度大于1m以上时，低频125Hz的吸声系数也将接近于1。当厚度不变，容重增大时，离心玻璃棉的低频吸声系数也将不断提高，当容重接近110kg/m3时吸声性能达到最大值，50mm厚、频率125Hz处接近0.6-0.7。容重超过120kg/m3时，吸声性能反而下降，是因为材料变得致密，中高频吸声性能受到很大影响，当容重超过300kg/m3时，吸声性能减小很多。建筑声学中常用的吸声玻璃棉的厚度有2.5cm、5cm、10cm，容重有16、24、32、48、80、96、112kg/m3。通常使用5cm厚，12-48kg/m3的离心玻璃棉。 离心玻璃棉的吸声性能还与安装条件有着密切的关系。当玻璃棉板背后有空气层时，与相同厚度无空气层的玻璃棉板吸声效果类似。尤其是中低频吸声性能比材料实贴在硬底面上会有较大提高，吸声系数将随空气层的厚度增加而增加，但增加到一定值后效果就不明显了。 使用不同容重的玻璃棉叠和在一起，形成容重逐渐增大的形式，可以获得更大的吸声效果。例如将一层2.5cm厚24kg/m3的棉板与一层2.5cm厚32kg/m3的棉板叠和在一起的吸声效果要好于一层5cm厚32kg/m3的棉板。将24kg/m3的玻璃棉板制成1m长的断面为三角型的尖劈，材料面密度逐渐增大，平均吸声系数可接近于1。
驻波管法测吸声系数实验指导书教材
实验一驻波管法测量吸声材料垂直入射的吸声系数 实验指导书 、实验目的 掌握用阻抗管法(驻波比法)测量吸声材料的吸声系数、声阻抗率的原理及操作方法。 被测试件：海绵或腈纶毛毡 二、实验要求 1?了解阻抗管的结构原理及功能。 2.掌握AWA6122A主波管测量吸声材料的吸声系数的程序。 3 、实验过程和要求参照GB/T18696.1-2004《声学阻抗管中吸声系数和声阻抗的测量 第一部分：驻波比法》。 三、实验环境 1.AWA6122A主波管及测试软件 2.被测材料：海绵样品或腈纶毛毡大管直径960伽，小管直径300伽。 3.信号输出： (1)频率范围：100Hz?10kHz,频率误差<0.1%，土0.33Hz。 (2)信号源输出电压：50m\?5000mV(RMS均方根值)。 (3)频率点：按1/96倍频程可选。 4.幅度测量： (1)频率范围：0.02?20kHz ,频响w± 0.2dB (以1kHz为基准)。 (2)幅度范围：35dB?+136dB。 (3)内置频率跟踪1/3倍频程带通滤波器。 5.使用环境：+10?+35C，相对湿度小于70% 6.电源：50Hz, 220V± 10% 7.通用计算机及打印机 8.声级校准器：四、实验内容 1、实验装置 整个实验系统由计算机、显示器、信号源、测量放大器、测试话筒等五部份组成。机内自动进行线路校正，性能相当稳定。能根据测量到的峰谷值计算吸声系数值，并能显示吸声 系数值与频率刻度的坐标曲线。仪器的输出信号的频率和幅度在规定范围内可自由设定。数据和曲线可以打印输出。 驻波管装置如图1：
扬声器 装压强 榜声器的车子 轨道及折尺 /刚性活塞 材料 L 管（大管测低频）：①96x1000 （mm ） 频率范围：90Hz~2075Hz 频率范围：1500Hz~6641Hz 图1驻波管的结构及测量装置简图 2、 测量内容 测量海绵样品腈纶毛毡的吸声系数。 3、 实验原理 吸声系数是描述吸声材料吸声本领的物理量， 它被定义为：被吸声材料吸收的声能 和入射声能之比，通常用符号 a 表示。驻波管主要部分是一根内壁光滑，截面均匀的管子， 管子的末端装以 被测材料的样品， 由扬声器向管子辐射的声波在管中以平面波方式传播， 平 面波在材料表面反射回来， 其结果是在管中建立了驻波声场， 从材料表面算起管中出现了声 压极大和极小的交替分布，利用可移动的探管传声器接收，在测试仪器上测出声压极大与极 小的声级差（或 极大值与极小值的比值） ，用试件的反射系数r 来表示声压的极大值与极小 值，便可确定垂直入射吸声系数。即： P min = P0（1 - r ） 根据吸声系数的定义, 2 % =1-r 定义驻波比s 为： 吸声系数与反射系数的 关系可写成: P max p min 吸声系数可用 驻声系数表示为: 4S 一 2 (1 S)2 因此，只要确定声压极大值和极小值的比值， 即可计算出吸声系数。 如果实际测得的是 声压级的极大值和极小值，计算两者之差为 Lp ，可由下式计算吸声系数： 传声器窄带 放大器滤波器 音频 振蒜器
材料的吸声系数修订稿
材料的吸声系数 集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]
材料的吸声系数 吸声系数隔振vibration isolation 材料吸收和透过的声能与入射到材料上的总声能之比，叫吸声系数（α）。α=Eα/Ei =（Ei-Er）/Ei=1-r 式中：Ei——入射声能；Eα——被材料或结构吸收的声能；Er——被材料或结构发射的声能； r——反射系数。 名词解释 吸音系数是按照吸音材料进行分类的。说明不同材料有不同吸音质量分贝(db)，是声压级大小的单位（声音的大小）。声音压力每增加一倍，声压量级增加6分贝。1分贝是人类耳朵刚刚能听到的声音。20分贝以下，我们认为它是安静。20-40分贝相当于情人耳边的轻轻细语。40-60分贝是我们正常谈话的声音。60分贝以上属于吵闹范围。70分贝很吵，并开始损害听力神经。90分贝会使听力受损。在100-120分贝的房间内呆1分钟，如无意外，人就会失聪（聋）。 吸声原理 当入射声能被完全反射时，α=0，表示无吸声作用；当入射声波完全没有被反射时，α=1，表示完全被吸收。一般材料或结构的吸声系数α=0~1，α值越大，表示吸声能越好，它是目前表征吸声性能最常用的参数。 吸声是声波撞击到材料表面后能量损失的现象，吸声可以降低室内声压级。描述吸声的指标是吸声系数a，代表被材料吸收的声能与入射声能的比值。理论上，如果某种材料完全反射声音，那么它的a=0；如果某种材料将入射声能全部吸收，那么它的a=1。事实上，所有材料的a介于0和1之间，也就是不可能全部反射，也不可能全部吸收。 不同频率上会有不同的吸声系数。人们使用吸声系数频率特性曲线描述材料在不同频率上的吸声性能。按照ISO标准和国家标准，吸声测试报告中吸声系数的频率范围是100-5KHz。将 100-5KHz的吸声系数取平均得到的数值是平均吸声系数，平均吸声系数反映了材料总体的吸声性能。在工程中常使用降噪系数NRC粗略地评价在语言频率范围内的吸声性能，这一数值是材料在250、500、1K、2K四个频率的吸声系数的算术平均值，四舍五入取整到。一般认为NRC小于的材料是反射材料，NRC大于等的材料才被认为是吸声材料。当需要吸收大量声能降低室内混响及噪声时，常常需要使用高吸声系数的材料。如离心玻璃棉、岩棉等属于高NRC吸声材料，5cm厚的 24kg/m3的离心玻璃棉的NRC可达到。 分贝、声功率、声强和声压 分贝 人们日常生活中遇到的声音，若以值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时声音功率由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。N = 10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB"，它是无量纲的。式中A0是基准量（或参考量），A是被量度量。被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的"级"。亦即用对数标度时，所得到的是比值，它代表被量度量比基准量高出多少"级"。 声功率（W） 是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。 声功率级： Lw =10lg(W/W0) 式中：Lw——声功率级（dB）；
驻波管法吸声系数与声阻抗率测量
驻波管法吸声系数与声阻抗率测量 第一章总则 第１．０．１条为了统一驻波管测量，便于测量数据的相互比较，特制订本规范。 第１．０．２条本规范适用于吸收空气声的吸声材料和吸声构件。采用驻波管测量法向入射时的吸声系数和法向声阻抗率。 第二章测量基本设备 第一节测量装置 第２．１．１条驻波管测量的设备，应由驻波管、声源系统、探测器及输出指示装置等部分所组成，如图２．１．１所示。 第２．１．２条待测试件和声源装置应分别置于驻波管的两端。试件表面应与驻波管轴线互相垂直。 第二节驻波管
第２．２．１条驻波管管内的横截面，一般应采用圆形或正方形。截面面积应均匀，其偏差不应大于０．２％。 第２．２．２条驻波管的管壁，应以密实而且刚硬的材料制成。管壁的内表面应平滑，且无微细缝隙。 第２．２．３条驻波管可划分为两段：一为试件段，供装置试件用；另一为测试段，为驻波管主体。两段的横截面和壁厚必须完全相同，且应同轴连接。如试件段与驻波管主体为整体结构，管壁上供装卸试件用的通道，必须采用厚实的盖板予以严密封闭；盖板应良好固定，其隔声性能应优于或接近管壁的隔声性能。如试件段为筒式可装卸结构，开口端的端面必须平整，且能与驻波管的主体严密结合。闭口端的底板，应以１０毫米以上的厚实材料制成，底板与侧壁间应紧配，并应能在试件筒内平滑移动，试件筒与驻波管主体间应相对固定，管道连接部位的外侧应另加套管严密封闭。试件典型装置的要求，可按附录一执行。 第２．２．４条驻波管长度与圆截面内径或方截面边长的比值，宜在１０～１５范围内。 第２．２．５条驻波管应安装在地面或台架上。采用可装卸的试件筒时，试件筒应另加支承装置。 第三节声源系统 第２．３．１条声源系统，应由声频信号发生器、功率放大器、扬声器等部分组成。 第２．３．２条扬声器应装置在与驻波管相连通的箱体内。箱体的壁面，应用厚实材料制成；壁面与扬声器间，应衬垫隔振材料；箱体内，应充填吸声材料。 第２．３．３条扬声器箱可直接装置在驻波管的末端，也可装在４５°或９０°弯头上。箱体与驻波管应严密结合，并应衬垫隔振材料，在连接部位，通道截面积应没有突变。 第２．３．４条扬声器必须以纯音信号激发。激发信号，一般由声频信号发生器发生后应经功率放大再馈送至扬声器。信号的频率，应采用１/３倍频程系列的中心频率。
吸声系数表
吸声系数表 12525050010002000 40000.010.010.010.020.020.020.010.010.020.020.020.030.040.040.030.030.030.020.150.110.10.070.060.070.030.0270.020.350.250.180.120.070.040.180.060.040.030.020.020.360.440.310.290.390.250.0240.0250.0320.0410.0490.070.020.020.020.030.030.040.040.040.050.060.070.050.410.40.330.250.220.20.080.10.10.190.270.20.0250.0450.0360.0870.0420.0580.0240.0270.030.0370.0360.0330.050.060.060.10.10.10.250.150.080.070.040.040.210.730.210.10.080.120.590.380.180.050.040.080.110.260.150.040.050.10.020.020.10.10.10.10.60.130.10.040.060.170.120.190.280.540.490.70.20.920.50.320.40.520.250.820.740.640.510.560.350.270.20.150.250.390.360.260.160.160.230.380.10.110.110.090.090.110.160.150.10.10.10.10.120.260.580.910.960.980.05 0.1 0.30.65 0.65 0.65 材料/结构 厚度(cm) 密度（Kg/m3） 对各频率的吸音系数大理石、水磨石、花岗石、等光滑石材混凝土或水泥地面实铺木地板木阁栅地板玻璃玻璃窗户厚玻璃地板 砖墙，粗糙（未水泥）砖墙、未抹灰 砖墙、抹灰（未漆）砖墙，水泥拉毛弓形圆柱面加气混凝土 9cm 670Kg/m3 木架板条，毛面抹灰木架板条，光面抹灰普通木板，贴墙装 0.5cm 薄木板(距墙10－15cm) 三夹板，距墙5cm 龙骨间距50×45cm 0.3cm 三夹板，距墙10cm 龙骨间距50*45cm 0.3 cm 五夹板，距墙5cm 龙骨间距50*45cm 三遍漆0.5 cm 五夹板，距墙9cm 龙骨间距50*45cm 三遍漆0.5 cm 五夹板，距墙20cm 龙骨间距50*45cm 三遍漆0.5 cm 甘蔗板，贴墙 1.3 cm 200甘蔗板，距墙5cm 1.3 cm 200甘蔗板，距墙5cm 2.0 cm 300 刨花板， 距墙5cm 1.5 cm 刨花板， 距墙15cm 1.5 cm 皮面门木门 卡普隆纤维633超细玻璃棉 220
驻波法
大学物理实验教案实验名称：空气中声速的测定1、实验目的（1）学会用驻波法和相位法测量声波在空气中传播速度。（2）进一步掌握示波器、低频信号发生器的使用方法。（3）学会用逐差法处理数据。2、实验仪器超声声速测定仪、低频信号发生器DF1027B、示波器ST16B。3、实验原理3．1 实验原理声速V、频率f 和波长λ之间的关系式为V f 。如果能用实验方法测量声波的频率f和波长λ，即可求得声速V。常用的测量声速的方法有以下两种。3．2 实验方法3．2．1 驻波共振法（简称驻波法）S1 发出的超声波和S 2 反射的超声波在它们之间的区域内相干涉而形成驻波。当波源的频率和驻波系统的固有频率相等时，此驻波的振幅才达到最大值，此时的频率为共振频率。驻波系统的固有频率不仅与系统的固有性质有关，还取决于边界条件，在声速实验中，S1 、S 2 即为两边界，且必定是波节，其间可以有任意个波节，所以驻波的共振条件为：Ln n 123 2 （1）即当S1 和S 2 之间的距离L 等于声波半波长的整数倍时，驻波系统处于共振状态，驻波振幅最大。在示波器上得到的信号幅度最大。当L 不满足（1）式时，驻波系统偏离共振状态，驻波振幅随之减小。移动S 2 ，可以连续地改变L 的大小。由式（1）可知，任意两个相邻共振状态之间，即S 2 所移过的距离为：L L n 1 Ln n 1 n 2 2 2 （2）可见，示波器上信号幅度每一次周期性变化，相当于L 改变了 2 。此距离 2 可由超声声速测定仪上的游标卡尺测得，频率可由低频信号发生器上的频率计读得，根据V f ，就可求出声速。3．2．2 两个相互垂直谐振动的合成法（简称相位法）在示波器荧光屏上就出现两个相互垂直的同频率的谐振动的合成图形——称为李沙如图形。其轨迹方程为：2 2 X Y Cos 2 1 Sin 2 2 1 2 XY A1 A2 A1 A2 （5）2 1 0 在一般情况下，此李沙如图形为椭圆。当相位差时，由（5）式，得y A2 x A1 ，即轨迹为一条处在于第一和第三象限的直线参见图16—2a。2 2 x y 2 1 2 2 1 当2 时，得A1 A2 ，轨迹为以坐标轴为主轴的椭圆A y 2 x 2 1 A1 ，轨迹为处于第二和第四象限的一条直线。当时，得改变S1 和S 2 之间的距离L ，相当于改变了发射波和接受波之间的相位差2 1（，）荧光屏上的图形也随之变化。显然，L 每变化半个波长（即L Ln 1 Ln 2 ，位相差就变化。随着振动相位差从0→的变化，李沙如图形就按图16——2a →（b）→c变化。因此，每移动半个波长，就会重复出现斜率符号相反的直线。测得波长和频率f，根据V f ，就可计算出声速。4、教学内容（1）熟悉声速测定仪该仪器由支架、游标卡尺和两只超声压电换能器组成。两只超声压电换能器的位置分别与游标卡尺的主尺和游标相对定位，所以两只换能器相对位置距离的变化量可由游标卡尺直接读出。两只超声压电换能器，一只为发射声波用（电声转换），一只为接收声波（声电转换），其结构完全相同。发射器的平面端面用以产生平面声波；接收器的平面端面则为声波的接收面和反射面。压电换能器产生的波具有平面性、单色性好以及方向性强的特点。同时可以控制频率在超声波范围内，使一般的音频对它没有干扰。（2）驻波法测量声速1）按图接好线路，把换能器S1 引线插在低频信号发生器的“功率输出孔”，把换能器S2 接到示波器的“Y input”。2）打开电源开关，把频率倍乘按钮×10K 压入，调节幅度电位器，使数码显示屏读数。5--8V 电压电压衰减按钮为20dB；波形选择为正弦波（弹出状态）3）压入示波器电源开关，把示波器Y 衰减开关VOLTS/DIV 置0.5v 档，Y 输入方式置AC位。扫描档TIME/DIV 为20us，触发源（触发TRIG）选择“内同步INT”；触发方式为“自动”。4）移动S2 位置，目测S1 与S2 的距离为3cm 左右，调整低频信号发生器的“频率调节”波段开关，调节频率微调电位器，使数码显示屏的频率读数为34.000—36.000KHz 范围。观察示波器，当屏幕的波形幅度最大时，说明换能器S1 处于共振状态。记下频率f 值（实验。过程中，频率f 不许改变，否则影响实验数据）5）示波器荧幕的波形若不在中央，可调节垂直或水平位移电位器；波形太小（可能不稳定）或太大，可调节Y 增益电位器VARIABLE，使波形幅度适中。6）注意：实验过程中不要用手触摸两个换能器，以免影响测量精确性。7）向右稍移S2，并调整游标卡尺的微调螺丝，同时观察示波器上波形，使波形幅度最大，幅度如果超过屏幕，可调整Y 增益