声速修正公式分析
声速的测量实验报告误差分析
声速的测量实验报告误差分析在物理学实验中，声速的测量是一个常见且重要的实验。
然而，在实际操作中，由于各种因素的影响，测量结果往往会存在一定的误差。
为了提高实验的准确性和可靠性，对误差进行深入分析是必不可少的。
一、实验原理与方法本次实验采用的是驻波法测量声速。
其原理是利用扬声器发出的平面声波在空气中传播，当遇到反射面时会形成反射波。
入射波与反射波相互叠加，在特定条件下会形成驻波。
通过测量驻波相邻波节或波腹之间的距离，结合声波的频率，就可以计算出声速。
实验中，我们使用了信号发生器产生一定频率的正弦电信号，驱动扬声器发出声波。
同时，利用示波器观察接收端的信号，通过移动接收端的位置，找到驻波的波节或波腹位置，并进行测量。
二、误差来源分析1、仪器误差（1）信号发生器的频率误差：信号发生器输出的正弦电信号频率可能存在一定的偏差，这会直接影响到声速的计算结果。
（2）示波器的测量误差：示波器在测量电压、时间等参数时，也会存在一定的误差，从而影响对驻波位置的判断和测量。
（3）测量工具的精度限制：例如尺子、游标卡尺等用于测量距离的工具，其本身的精度有限，可能导致测量结果的不准确。
2、环境误差（1）温度的影响：声速与温度密切相关，温度的变化会导致空气的密度和弹性模量发生改变，从而影响声速的大小。
在实验过程中，如果环境温度不稳定或者没有进行准确的温度测量和修正，就会引入误差。
（2）湿度的影响：空气的湿度也会对声速产生一定的影响。
较高的湿度会使空气的密度增加，从而导致声速变慢。
（3）气流和噪声的干扰：实验环境中的气流流动以及外界噪声可能会干扰声波的传播，导致测量结果的不稳定。
3、操作误差（1）扬声器和接收端的位置调整不准确：在实验中，扬声器和接收端的位置需要精确调整，以确保形成良好的驻波。
如果位置调整不当，可能会导致驻波的不明显或者测量结果的偏差。
（2）读数误差：在读取测量工具上的数值时，由于人的视觉误差或者读数方法不正确，可能会导致读数不准确。
超声波流量计声速公式
超声流量计声速补偿方法1.目的采用声速校正,可以消除温度，压力，矿化度，以及测量介质，对超声流量计测量的影响，提高测量的精度。
2. 声速测量方法声速测量通过测量超声波从发射探头到接收探头的传输时间，计算出声速。
3. 声速测量范围和精度测量范围：1510±13%精度：<1 uS4. 上位机声速补偿公式Q校= ((Т标/Т测)2)* Q其中:Q校:校正后的流量Q:计算的流量(根据测得相位差,配合刻度数据,按分段线性计算,小于标定零点时, Q等于零)Т测：为测量时超声波传输时间Т测= (312 + t测)*4/11 -10 。
公式( 1 )单位:uSt测：测量时下位机发回的声速原始数据 (该数据替代原来每帧数据中的修正系数)。
Т标：仪器标定时的超声波传输时间Т标= (312+ t标)*4/11 -10 。
公式( 2 )单位:uSt标:为所有标定点声速原始数据的平均值 (剔除最大和最小值后,取平均值)。
该数据要保存在井下存储器地址00A0H处。
00A0H: t标 00A1H: t标反码***注意:公式( 1 )和( 2 )适用于探头间距为250mm进水管对于探头间距为500mm进水管公式( 1 )和( 2 )中的312改为824即可。
5. 仪器升级试井仪器：•下位机软件升级V4.0。
•数字板修改：U1（PIC16C77）33脚和电阻R6连线割断。
U1（PIC16C77）6脚和CON12-7连线割断。
R6（割断线脚）连到U1（PIC16C77）20脚。
U1（PIC16C77）33脚连到CON12-7。
测井仪器•下位机软件升级V3.1。
•数字板修改：U1（PIC16C77）6脚和J2-13, J2-14连线割断。
U1（PIC16C77）33脚和J2-13, J2-14相连接。
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del grosso声速公式
Del Grosso声速公式是用于计算水中声速的一个经验公式，也被广泛用于其他液体中的声速计算。
该公式由Del Grosso在1963年提出，经过大量实验数据验证和修正，被认为是目前最为准确的声速计算公式之一。
Del Grosso声速公式的计算公式为：1. 在20摄氏度以下的温度范围内，声速的计算公式为:c = 1402.85 + 5.0385 * T - 5.xxxe-2 * T^2 + 3.3432e-4 * T^3 -1.xxxe-6 * T^4 + 3.1464 * (S - 35) + 4.9067e-4 * (S - 35)^2其中， c 为声速（单位：m/s），T为水的温度（单位：摄氏度），S为盐度。
2. 在20摄氏度及以上的温度范围内，声速的计算公式为：c = 1449.2 + 4.591 * T - 5.304e-2 * T^2 + 2.374e-4 * T^3 -1.373e-6 * T^4 + 1.345 * (S - 35) + 1.63e-2 * (S - 35)^2需要注意的是，这两个公式的单位都是国际标准单位。
Del Grosso声速公式的优点有以下几点：1. 准确性高：通过大量的实验数据验证和修正，Del Grosso声速公式被认为在水中声速计算中具有较高的准确性。
2. 适用范围广：Del Grosso声速公式不仅适用于水，还可以在一定范围内适用于其他液体中的声速计算，具有较强的通用性。
Del Grosso声速公式的局限性也是存在的：1. 适用范围有限：虽然Del Grosso声速公式在20摄氏度以下和20摄氏度以上的温度范围内都有相应的计算公式，但是在特殊温度下（如冰冷或高温）的准确性和适用范围有所限制。
2. 需要盐度数据：在海洋声速计算中，需要准确的盐度数据作为输入，而这对于某些实际应用而言可能不太方便。
Del Grosso声速公式作为一种经验公式，具有较高的准确性和适用性，被广泛应用于水中声速计算和海洋声学领域。
声速
公式也是有一定的误差的，具体如下已知超声波速度与温度的关系如下：式中：r —气体定压热容与定容热容的比值，对空气为1.40，R —气体普适常量，8.314kg·mol-1·K-1，M—气体分子量，空气为28.8×10-3kg·mol-1，T —绝对温度，273K+T℃。
近似公式为：C=C0+0.607×T℃式中：C0为零度时的声波速度332m/s；T为实际温度(℃)。
实例：例如当温度0℃时超声波速度是332m/s, 30℃时是350m/s空气中音速与温度的关系式：V=331×根号(1+T/273)(m/S)T：是摄氏温度；V：在T℃时的音速也有介绍音速与温度的关系：音速也是声速,即声音在介质中传播之速度.音波可以在固体、液体或是气体介质中传播,介质密度愈大,则音速愈快.在空气中,音速又会依空气状态(如湿度、温度、密度)不同而有不同数值.如摄氏零度海平面音速约为331.5m/s(1193 km/h)；一万米高空音速约为295m/s(1062km/h)；另外每升高1摄氏度,音速就增加0.607m/s.温度越高,音速越大.人们经过反复测试,发现水中声速受温度影响.海水里含有盐类,含盐的多少也对声速有影响.在各种因素中,温度对声速影响最大,每升高1℃,水中声速大约增大4.6米/秒.一般认为海水中的声速是1500米/秒,约是大气中声速的4.5倍.科学家们还测出了各种液体里的声速.在20℃时,纯水中的声速是1482.9米/秒；水银中的声速是1451米/秒；甘油中的声速是1923米/秒；酒精中的声速是1168米/秒,四氯化碳液体中的声速是935米/秒.由此可见,声音在液体中传播大都比在大气中传播快许多,这和液体中的分子比较紧密有关.固体中的声速也各不相同,经过反复测定发现,声波在固体中用纵波和横波两种形式传播,这两种波的波速也不相同.例如,在不锈钢中,纵波速度是5790米/秒,横波速度是3100米/秒.把不锈钢做成棒状,棒内的纵波速度是5000米/秒.在金属中,铍是传声的能手,在用铍做的棒内,声波的纵波速度达到12890米/秒,是大气声递的38倍.聚乙烯塑料传声本领较差,聚乙烯棒中的纵波速度只有920米/秒,不及水中声速快.软橡胶富有弹性,声波在里边走不动,速度只有30-50米／秒,还不及空气中的声速呢!通过对波动方程的解的分析已经看到，在§ 3.2 推导媒质状态方程时引入的，出现在波动方程里的常数 c 0 ，原来就是声波的传播速度。
关于测深仪声速改正问题的探讨
计算声速改正值是本文探讨的重点 。本文数据资料 采 用在 舟 山螺 头水 道海域 实测 的声 速剖 面资 料及 水 文 资料 ， 速 剖 面仪 器 为无 锡 海 鹰 加 科 公 司 的 声
Ｈ １０ Ｙ ２０型声速 剖 面 仪 ， 盐 深 测 量设 备 为 美 国 温
中图分类号 ：Ｐ０ ２４ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ： ６ １３ ４ （０ ８ ０ ．０ ７ ０ １７ － ４ ２０ ） ２０ ５ ．３ ０
ＡＨ ＝ ＡＨｉ１ （ ＋（
一
１ 引 言
＋ 一）２ ｖ １／ ／ ｏ—１ × 日 一 一） ） （ １
声速改正是精确水深测量中的一项重要改正内
维普资讯
第２ ８卷 第 ２期 ２０ ０ ８年 ３月
海
ＨＹ ＤＲｏ ＧＲ Ａ咖
洋
测
绘
ＶｏＬ２８， ． Ｎｏ ２ Ｍ ａ ．， ０ ｒ ２ ０８
Ｃ 瓜 ＶＥＹＤ ＡＮ Ｄ ＳＩ Ｇ ＣＨＡＲＴ Ｇ
关 于测 深 仪声 速 改 正 问题 的探 讨
Ｓａｉ 公司生产的 Ｓ Ｅ ９型 Ｃ Ｄ声速剖面仪 。 ｅｂ ｄ ｒ Ｂ１ Ｔ ２ 声速改正值计算方法的探讨
Ｈ ２０型声 速剖 面仪 可 测 得 对 应 不 同 深度 的 Ｙ１０
组声速值 （ ， ） 其采样率为 ５ ｚ采样 间隔 ≤ ， Ｈ， ０２ 。声 速改 正值 的计 算 可 采 用 累加 法 、 均 声 速 ．ｓ 平
第２ ８卷
１７ ８ ．４
１． ９５
表 １ ３分别 为 ４月 １ ～ ４日、 ４月 ２ 日和 ９月 １ ７ ０ 日的 比对分 析结果 资料 ， 验结果 表 明 ， 测 两者计 算改
声速气压计算公式(一)
声速气压计算公式(一)声速气压计算公式与解释声速的定义声速是指音波在介质（如空气、水等）中传播的速度。
它与介质的压力密切相关。
气压的定义气压是指大气层或其他气体体系单位面积上受到的气体分子碰撞的力。
声速与气压的关系声速的计算需要考虑介质的温度、密度和压力等因素。
其中，气压是声速计算中的一个重要参数之一。
以下是一些与声速和气压相关的计算公式，以及它们的解释：•声速公式（简化）：声速 = (压强 / 密度)^ 这个公式是根据理想气体状态方程推导得出的简化版本。
它假设了气体为理想气体，并且没有考虑温度的影响。
•声速公式（修正）：声速= (γ * 压强 / 密度)^ 这个公式是在理想气体状态方程的基础上进行修正得出的。
其中，γ代表绝热指数，它与气体的性质相关。
•声速公式（全面）：声速= (γ * 压强 / (密度 *(1 + (γ-1)/2 * 音速2))这个公式考虑了介质中的音速对声速的影响。
其中，音速代表介质中物质的运动速度。
例子：假设我们要计算在海平面上的空气中的声速。
已知压强为 1 atm，密度为kg/m³。
根据声速公式（简化），我们可以得到：声速 = (压强 / 密度)^ = (1 atm / kg/m³)^ ≈ m/s根据声速公式（修正），我们可以得到：声速= (γ * 压强 / 密度)^ = ( * 1 atm / kg/m³)^ ≈ m/s在海平面上的空气中，声速大约为 m/s或 m/s。
这些计算公式为我们提供了计算特定条件下声速的方法，帮助我们了解和研究声音在介质中传播的速度。
有关声速的计算
声呐方程
在声呐系统中，声波的发射和接收时 间差被用来计算目标距离。声速的准 确测量对于提高声呐定位精度至关重 要。
声音定位
声音定位
声音定位技术利用声速测量和声音传播时间差来计算声音来源的方向和距离。在声音嘈杂的环境中，声音定位技术可 以帮助人们更好地识别和定位声音来源。
声音传播模型
声音传播模型基于声音的传播速度和时间差来计算声音来源的位置。通过建立数学模型，可以精确地计算出声音来源 的三维坐标。
影响因素
声速受到介质密度、温度、压力等多种因素的影响，因此在不同的介质和环境下，声速会 有所不同。
声呐系统
声呐系统
声速在声呐系统中起到关键作用。声 呐通过发出声波并接收回波来探测目 标的位置、速度和性质。声速是确定 目标位置的重要参数之一。
应用领域
声呐系统广泛应用于军事、海洋探测、 水下考古等领域，对于水下目标的探 测和识别具有重要意义。
应用场景
声音定位技术在安防监控、音频导航、语音识别等领域有着广泛的应用，对于提高音频信号处理和识别 的准确度具有重要意义。
05
声速计算中的注意事项
温度的影响
声速随温度升高而增加
声速与温度之间存在一定的关系，通常随着 温度的升高，声速会相应增加。这是因为温 度升高会导致气体分子的热运动速度加快， 从而影响声波的传播速度。
实验法
总结词
通过实验测量声波在介质中的传播时间，从而计算声速。
详细描述
实验法通常包括发射和接收换能器，通过测量声波从发射换 能器到接收换能器的时间，结合换能器之间的距离，可以计 算出声速。实验法需要精密的计时设备和稳定的声源，同时 需要考虑环境因素对声速的影响。
利用声速测量距离
总结词
初中物理声学公式大全(声学)
初中物理声学公式大全(声学)
本文档旨在提供初中物理声学方面的公式大全，供学生们参考和研究。
以下是一些常见的声学公式：
1. 声波速度公式
声波的速度（v）是由介质的密度（ρ）和弹性模量（E）决定的。
速度公式：v = √(E/ρ)
2. 声压级公式
声压级（Lp）是描述声音强度的单位，单位为分贝（dB），它与声音的压强（p）有关。
声压级公式：Lp = 20log(p/p₀)
其中，p₀是参考压强，通常为20微帕（μPa）。
3. 波长公式
波长（λ）是声波在介质中传播的距离，它与频率（f）和声速（v）有关。
波长公式：λ = v/f
4. 驻波节点位置公式
驻波是指来回传播的波与同一方向传来的波叠加形成的波动现象。
节点是波的振幅为零的位置，其位置与波长（λ）和波的振动数（n）有关。
驻波节点位置公式：x = (2n-1)λ/4
其中，x表示节点位置。
5. 多普勒效应公式
多普勒效应描述了当源波动物体靠近或远离观察者时，观察到
的声音频率发生变化的现象。
它与源波动物体的速度（v₁）、观
察者的速度（v₂）、源波动物体的频率（f₀）和声速度（v）有关。
多普勒效应公式：f = f₀(v+v₂)/(v-v₁)
其中，f表示观察到的频率。
以上是一些常见的初中物理声学公式，希望对学生们的学习有
所帮助。
请学生们根据具体情况灵活运用这些公式，并注意理解公
式背后的物理原理。
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声速修正公式分析
X
闫 茹
(内蒙古化工职业学院,内蒙古呼和浩特 010070)
摘 要:首先,利用MATLAB绘出声速对温湿度的变化曲线,分析了确定湿度下声速受温度的影响,与确定温度下受湿度的影响。
其次,总结出若忽略湿度的影响,测量声速所产生的最大相对误差;及若忽略温度影响的最大相对误差,在设计传感器时可根据此精度大小决定是否对声速进行温度或湿度修正。
关键词:声速;公式分析;声速误差;精确性
中图分类号:O422.1 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)05—0057—02
通过媒质中声速的测定,可以了解媒质的特性或状态变化。
声速测定分析在工业生产上具有一定的实用意义。
声波在空气中传播速度会同时受到温度与湿度的影响,目前研究较多的是声速受温度的影响。
本文用MAT LAB绘制出声速与温度、湿度的曲线图,通过比较各条曲线的变化趋势,分别总结出声速随温湿度的变化规律。
1 声速温湿度修正公式
声速习惯用符号C表示,单位是m/s。
声速与声源的性质无关,只与媒质的弹性、密度及温度有关。
在空气中声波的传播速度为:
C=
C P0T
0.00348P0-0.00134U P s b
(
1)
图4 明1块沙二下3底部单砂体砂厚
地震定量预测于实钻结果对比图
4 结束语
地震属性的种类繁多,不同的地震属性从不同
角度反映储层岩性、流体的变化。
根据目的层地质情
况对地震属性进行敏感性分析,选择相关性最好的
地震属性,并对这些属性进行综合运用,才能取得较
好的储层预测效果。
[参考文献]
[1] 崔世凌,等.惠民凹陷复杂断块精细描述技术
及应用[J].石油物探,2002.
[2] 徐梅,谭明友,张明振,等.垦东滩海上第三系
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[3] 印兴耀,等.地震技术新进展(下)[M].东营:
中国石油大学出版社,2006.
[4] 何碧竹,等.利用多元地震属性预测储层信息
[J].石油地球物理勘探,2003.
Abstr act:Block Ming1of Wenmingzhai oilfield is one of the important development block,For the target zone S2L sandstone reservoir's character istics of thin single-layer thickness,Large lateral changes,difficult to pr edict the thin sand,through the seismic attribute sensitivity analysis,a variety of integrated application of seismic attr ibutes and quantitative analysis to portray the sand body and other methods,describes the thickness of5meters or more of the variation in a single sand body well and achieved good results.
K y S y y;M; Q D S B y
57 2012年第5期 内蒙古石油化工
*收稿日期3
e words:Attribute ensitivit Anal sis ultiple Attribute C omprehensive Application uantitative epict and od
:2012-01-1
2 修正公式的验证及实验结果2.1 修正公式的验证
为验证修正公式的准确性,将MAT LA B 测试结果与文献1中声速计算结果相比较,根据文献1中标准大气压(P 0=101325Pa ,C =1.40)下:“声速计算公式为m /s ,若t =15℃,声速大约为340m /s ,声速还受空气中湿度变化影响,水蒸汽分压每上升1mmHg ,声速将提高0.0021m /s 。
”图1为修正公式的验证,由图可知,修正公式与经典公式总体是吻合的,且修正公式加入了湿度修正,
更具有优越性。
3 分析及结论
3.1 声速随温度的变化
利用Matlab 仿真湿度分别为U =0%、50%、90%时声速随温度变化曲线,如图1(a )(这里只讨论标准大气压下声波在空气中传播的情况,即P 0=101325Pa ,C =1.40,t ∈[-50,50])。
由图可知:一定湿度下声速与温度近似成正线性关系。
当t <10℃时,声速C 几乎与湿度U 无关。
当t ≥10℃时,声速随湿度增大而缓慢增大。
在t=50℃时,当湿度U =0,声速C=360m/s;当湿度U =90%,C=368m/s,若忽略湿度影响认为此刻U =0,产生的最大相对误差为:
G=
363636×%=%
即忽略湿度的影响,产生的最大相对误差为%。
由此可知,湿度对声速的影响较小,当系统容许测声误差G >%时,可忽略湿度影响。
反之,必
须进行湿度修正。
3.2 声速随湿度的变化
利用Matlab 绘制温度分别为t =-50℃、0℃、15℃、50℃时声速随湿度变化曲线,如图2,讨论条件同上。
由图可知
:
图2 声速在不同温度下随湿度的变化曲线
在一定温度下,声速C 受湿度U 的影响很小,
C 几乎为常数。
温度越高,声速越快,且变化幅度较大。
在U =100%时,若t =15℃,C =341.5m /s .;若t =50℃,C =370m /s ,忽略温度影响,将其等效为常温,则产生的最大相对误差为:
G
2=370-341.5370
×100%=7.70%若t =-50℃,C =300m /s ,忽略温度影响,将其等效为常温,则产生的最大相对误差为:
G 3=341.5-300300
×100%=7.70%
故声波在传播过程中,若忽略温度对声速的影响,造成的最大相对误差为13.83%。
由此可知,温度对声速影响较大,一般情况下必须对温度进行修正,除非系统容许测速误差G >13.83%。
4 结束语
本文研究分析了声波在外界传播过程中,声速受空气温度与湿度的影响。
本文的创新点在于通过MAT LAB 仿真验证了声速温湿度修正公式的可靠性。
并推出声速需要修正时的最大相对误差。
论文对温湿度修正公式的分析及结论为超声波风速风向传感器、超声波测距系统、以及噪声的控制与消声等系统的设计与优化提供了可靠的参考依据。
[参考文献]
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防工业出版社,1982.
[2] 徐德胜,邬振耀.制冷空调原理与设备[M].上
海上海交通大学出版社,6[3] 周西华,王继仁,洪林湿空气密度的快速准确
测量方法[]矿业安全与环保,5,()～558
内蒙古石油化工 2012年第5期
18-08100 2.17 2.17 2.17:199.
.J .2004:490.。