声速测定以及声速数据处理
声速测定数据的处理方法

(
2Κ)
n 2
+
1,
x
n+
- n
2
+
2
x n+ 2=
n 2
(
2Κ)
n 2
+
2,
……x
2n -
x n+
n 2
=
n 2
(
2Κ) n。 从
而
2Κ=
1 n
[
(
2Κ) 1+
( 2Κ) 2+ …+
(
2Κ)
n 2
+
(
2Κ)
n 2
+
1+
(
2Κ)
n 2
+
2+
…+
( 2Κ) n ]=
2 n2
[
(x
n 2
+
1-
x 1) +
距离, 即每隔半个波长 2Κ读一个数, 共读 2n 个数, 即: x 1, x 2, …, x n, x n+ 1, …, x 2n。 其间共有 (2n - 1) 个半波长。
数据处理方法的讨论:
方法一, 一次相减
2Κ=
x 2n2n -
x1 1
,
(1)
方法二, 采用逐差法
x n+ 1- x 1= n ( 2Κ) 1; x n+ 2- x 2= n ( 2Κ) 2; ……x 2n- x n= n ( 2Κ) n。 从而
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声速的测量实验报告及数据处理

声速的测量实验报告及数据处理一、实验目的与原理1.1 实验目的为了研究声速的测量方法,我们进行了一次声速的测量实验。
通过实验,我们希望能够了解声速的定义、测量原理以及影响声速的因素,从而为实际应用提供理论依据。
1.2 实验原理声速是指在某种介质中,声波传播的速度。
声音是由物体振动产生的机械波,当这种振动传播到介质中时,会引起介质分子的振动,从而形成声波。
声波在介质中的传播速度与其内部分子的振动速度有关,而分子的振动速度又受到温度、压力等因素的影响。
因此,声速的测量实际上是测量介质中分子振动速度的过程。
二、实验设备与材料2.1 设备本次实验使用的设备包括:声源(用于产生声波)、麦克风(用于接收声波)、计时器(用于计算声波传播时间)、数据处理软件(用于分析实验数据)。
2.2 材料实验所使用的材料包括:水、玻璃、铝箔等。
这些材料都是常见的介质,可以用于测量声速。
三、实验步骤与数据处理3.1 实验步骤1) 将水倒入一个透明的容器中,使其充满水。
2) 将玻璃和铝箔分别放在水中。
3) 用麦克风分别对玻璃和铝箔进行录音。
4) 使用计时器记录每次录音所需的时间。
5) 重复以上步骤多次,以获得较为准确的数据。
6) 使用数据处理软件对实验数据进行分析,得出声速的测量结果。
3.2 数据处理我们需要计算每次录音所需的时间。
由于实验过程中可能会受到环境噪声的影响,因此我们需要在每次录音前先将麦克风校准,以减小误差。
接下来,我们可以使用以下公式计算声波在介质中传播的距离:距离 = (时间 * 频率) / 声速其中,时间是以秒为单位的时间长度,频率是以赫兹为单位的声音频率,声速是以米/秒为单位的声波传播速度。
通过对所有数据的分析,我们可以得到不同介质中声波传播速度的测量结果。
四、实验结果与分析根据我们的实验数据,我们得到了不同介质中声波传播速度的结果。
通过对比实验数据与理论预测值,我们发现实验结果与理论预测值基本一致,说明我们的实验方法是可行的。
声速的测量数据处理

声速的测量数据处理1. 引言声速是指在特定介质中声波传播的速度,是波动传播的一种物理现象。
在科学实验和工程应用中,准确测量声速是非常重要的。
本文将介绍声速的测量数据处理方法,包括数据采集、数据处理和结果分析。
2. 数据采集声速的测量需要借助专用的仪器设备,如声速计或超声波测量仪。
这些设备会生成一组声波并接收其回波。
在测量过程中,需要记录以下数据:•声波的传播距离:通过测量声波从发射器到接收器的距离,可以计算声波在介质中的传播时间。
•声波的传播时间:通过记录声波从发射器到接收器的传播时间,可以计算出声速。
•环境参数:包括温度、湿度等环境因素,这些参数会影响声速的测量结果。
数据采集过程中需要注意的是,保证测量环境的稳定性,尽量减小外界干扰因素对测量结果的影响。
3. 数据处理3.1 数据校验在进行数据处理之前,需要对采集到的数据进行校验,以确保数据的准确性和可靠性。
常见的数据校验方法包括:•异常值检测:检测记录的数据中是否存在异常值,如超出测量范围的数值。
•数据一致性检查:检查数据之间的关系是否合理,如传播时间与传播距离之间的关系应满足声速公式。
校验结果显示有异常数据时,应排除异常值或重新采集数据。
3.2 数据处理方法数据处理主要包括数据计算和数据分析。
3.2.1 数据计算根据测量得到的声波传播时间和传播距离,可以计算声速的值。
常用的声速计算公式为:$$v = \\frac{d}{t}$$其中,v为声速,v为声波传播的距离,v为声波传播的时间。
3.2.2 数据分析对于多组声速测量数据,可以进行数据分析,以得到更准确的声速结果。
常用的数据分析方法包括:•平均值计算:对多次测量的声速数据取平均值,以减小测量误差。
•标准偏差计算:计算多次测量的声速数据的标准偏差,以评估数据的离散程度和测量精度。
•相对误差分析:计算实测值与理论值之间的相对误差,以评估测量的准确度。
4. 结果分析经过数据处理和分析,得到的声速结果需要进行结果分析。
声速的测量实验报告及数据处理

声速的测量实验报告及数据处理嘿,伙计们!今天我们要聊聊声速的测量实验报告及数据处理。
让我们来了解一下什么是声速吧。
声速就是声音在空气中传播的速度,它可是我们生活中非常重要的一个概念哦!比如说,当我们在打电话时,如果信号不好,可能就是因为距离太远或者声音太小了。
而声速可以帮助我们解决这些问题。
那么,我们该如何测量声速呢?这里有很多方法,但是最常用的一种方法是通过实验室里的一些设备来进行测量。
我们需要准备一些东西,比如说一个喇叭、一个麦克风、一个计时器等等。
接下来,我们要把喇叭放在一个安静的地方,然后用麦克风把声音录下来。
等到声音消失的时候,我们就可以开始计时了。
通过计算声音传播的时间,我们就可以得到声速了。
不过,光靠这些设备还不够,我们还需要进行一些数据处理。
比如说,我们需要把录制的声音文件导入到电脑里,然后用一些软件来分析声音的频率和强度。
这样一来,我们就可以得到更多关于声音的信息了。
这个过程可能会比较复杂,但是只要我们一步一步来,就一定能够成功。
好了,现在我们已经知道如何测量声速以及如何进行数据处理了。
那么下一步该怎么做呢?很简单,我们只需要把这些知识应用到实际生活中去就可以了。
比如说,我们可以去户外测量一下不同地点的声速差异;或者在家里用不同的物品来尝试改变声音的传播速度。
通过这样的实验,我们就可以更深入地了解声速的本质了。
我想给大家分享一个小故事。
有一次,我和我的朋友们一起去山上野餐。
当时天气非常好,我们都觉得非常开心。
可是突然间,我们听到了一阵巨大的轰鸣声。
原来是一辆大卡车经过了我们的身边!由于山比较高,声音传播得非常快,所以我们都被吓了一跳。
这个故事告诉我们,声速虽然很快,但是它也给我们带来了很多便利和惊喜。
希望大家在以后的生活中多多关注声速这个有趣的概念哦!。
声速测量实验报告数据处理

声速测量实验报告数据处理实验报告:声速测量实验报告数据处理实验目的:1. 通过测量空气中声音在不同温度下的传播速度,了解声速与温度的关系;2. 通过数据处理和分析,掌握实验中常见数据处理方法。
实验原理:声速测量实验采用单向传播法,即利用一定距离内声波的扩散来测定声速。
在实验中,我们利用定长管(示意图见下)在室内测定声速,首先将氧化铜浸润于玻璃管内,紧紧贴在毛细管上,并使毛细管沉入水中,使毛细管口比水面稍低。
用一头固定与玻璃管上方的喇叭发送声波信号,另一头用麦克风接收到达的声波信号,记录喇叭和麦克风之间距离,并通过计算时间差来测定声速。
实验步骤:1. 按如上原理将实验装置搭建好,注意调整喇叭和麦克风之间的距离和位置,使其尽量接近玻璃管中心。
2. 先使用室温下测量声速,记录测量数据。
3. 然后,改变室温,测量不同温度下声速的变化。
分别记录测量数据,并且注意保持实验装置不变。
4. 完成测量后,计算和分析数据,绘制声速随温度变化的曲线。
数据计算和处理:1. 初始化在第一步中,使用测量设备记录了音波的通过时间,并将数据存储在不同的数组中。
对于空气,由于焓是一致的,所以方程式可以这样写:v = 343m/s (室温下的声速)2. 数据的转换对于数据进行简单的转换,注意峰值和峰谷之间的距离。
3. 计算根据测量数据和数据计算公式得到声速随温度变化的曲线。
我们运用了Mat lab来绘制数据图。
实验结果与分析在三种不同温度下,我们记录了空气中声音通过定长管的时间差:$\Delta t_1$ = 1.57ms $\Delta t_2$ = 1.7ms $\Delta t_3$ = 1.8ms根据上表数据可得,声波在低温下传播较快,高温时传播较慢。
此与流体密度和温度相关。
和理论值v=331.4+0.6t(m/s)相对,我们的实验结果的误差很小。
结论:本实验采用定长管单向传播法测定气体中声速的方法,通过测量来得到声速与温度的关系。
声速测量实验报告数据处理

一、实验目的1. 掌握声速测量的基本原理和方法;2. 了解声速与介质参数的关系;3. 学会使用逐差法进行数据处理。
二、实验原理声速是指声波在介质中传播的速度。
声速的测量方法有多种,本实验采用共振干涉法、相位比较法和时差法进行测量。
1. 共振干涉法:利用声波的干涉现象,通过测量相邻波腹或波节的距离,计算声速。
2. 相位比较法:通过比较声波传播过程中接收器接收到的信号与发射器激励电信号的相位差,计算声速。
3. 时差法:测量声波传播的距离和时间,根据公式计算声速。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:超声波发射器、超声波接收器、示波器、函数信号发生器、游标卡尺、温度计、湿度计等。
2. 实验材料:空气、实验数据表格。
四、实验步骤1. 共振干涉法:调整超声波发射器与接收器之间的距离,使接收器接收到的声波与发射器发出的声波发生干涉。
观察示波器上的波形,当出现相邻波腹或波节时,记录游标卡尺测得的距离L。
2. 相位比较法:调整超声波发射器与接收器之间的距离,使接收器接收到的信号与发射器激励电信号的相位差为0。
观察示波器上的波形,记录此时游标卡尺测得的距离L。
3. 时差法:调整超声波发射器与接收器之间的距离,记录声波传播的时间t。
根据公式v = L/t计算声速。
五、数据处理1. 共振干涉法:计算相邻波腹或波节的距离L的平均值,根据公式v = λf计算声速,其中λ为波长,f为频率。
2. 相位比较法:计算相位差为0时的距离L,根据公式v = λf计算声速。
3. 时差法:计算声波传播的距离L和时间t的平均值,根据公式v = L/t计算声速。
六、实验结果与分析1. 共振干涉法:测量得到相邻波腹或波节的距离L的平均值为L1,根据公式v = λf计算声速v1。
2. 相位比较法:测量得到相位差为0时的距离L的平均值为L2,根据公式v =λf计算声速v2。
3. 时差法:测量得到声波传播的距离L和时间t的平均值为L3和t3,根据公式v = L/t计算声速v3。
声速的测量实验报告及数据处理

声速的测量实验报告及数据处理一、实验目的1、了解声速测量的基本原理和方法。
2、学会使用驻波法和相位法测量声速。
3、掌握数据处理和误差分析的方法。
二、实验原理1、驻波法当声源和接收器之间的距离恰好等于半波长的整数倍时,会形成驻波。
根据驻波的特性,可以通过测量相邻两个波节(或波腹)之间的距离,从而得到声波的波长,再结合声波的频率,计算出声速。
2、相位法通过比较声源和接收器处声波的相位差,来确定声波的波长。
当相位差改变2π 时,对应的距离变化即为一个波长。
三、实验仪器1、声速测量仪2、示波器3、信号发生器四、实验步骤1、驻波法测量(1)按照实验装置图连接好仪器,将信号发生器的输出频率调节到一个合适的值。
(2)移动接收器,观察示波器上的波形,找到振幅最大(波腹)或最小(波节)的位置,记录此时接收器的位置坐标。
(3)继续移动接收器,依次记录相邻的波腹或波节的位置坐标。
(4)重复测量多次,取平均值。
2、相位法测量(1)将信号发生器、示波器和声速测量仪正确连接。
(2)调节信号发生器的频率,使示波器上显示出稳定的李萨如图形。
(3)缓慢移动接收器,观察李萨如图形的变化,当图形从一个形状变化到另一个形状时,记录接收器的位置坐标。
(4)同样进行多次测量,取平均值。
五、实验数据记录与处理1、驻波法测量数据|测量次数|波节位置坐标(mm)|相邻波节距离(mm)|波长(mm)|||||||1|_____|_____|_____||2|_____|_____|_____||3|_____|_____|_____||4|_____|_____|_____||5|_____|_____|_____|平均值:λ驻=______mm2、相位法测量数据|测量次数|图形变化时位置坐标(mm)|相邻图形变化距离(mm)|波长(mm)|||||||1|_____|_____|_____||2|_____|_____|_____||3|_____|_____|_____||4|_____|_____|_____||5|_____|_____|_____|平均值:λ相=______mm3、声速计算已知信号发生器的频率 f =______Hz根据公式:v =λf ,其中 v 为声速,λ 为波长,f 为频率驻波法计算声速:v驻=λ驻 × f =______m/s相位法计算声速:v相=λ相 × f =______m/s4、误差分析(1)测量误差:包括接收器位置测量的误差、频率测量的误差等。
声速的测量实验报告及数据处理

声速的测量实验报告及数据处理嘿伙计们,今天我们要来聊聊声速的测量实验报告及数据处理。
咱们得明白声速是什么吧?声速就是声音在空气中传播的速度,换句话说,就是我们听到的声音传到别人耳朵里需要多长时间。
好了,不多说了,让我们开始实验吧!实验目的:测量实验室内不同温度下的声音传播速度。
实验器材:麦克风、计时器、温度计、声速计、温度计。
实验步骤:1. 我们需要准备好实验器材。
把麦克风插上电源,打开开关,然后用计时器记录下从发出声音到接收到回声所需的时间。
用温度计测量实验室内的温度。
2. 接下来,我们要把声速计调整到合适的范围。
一般来说,声速计的量程是0-3499米/秒。
不过,我们这次实验的目的是测量不同温度下的声音传播速度,所以我们要把声速计调整到0-343米/秒这个范围内。
这样一来,我们就可以更准确地测量出声音在空气中传播的速度了。
3. 现在,我们可以开始实验了。
先让麦克风发出一个响亮的声音,然后用计时器记录下从发出声音到接收到回声所需的时间。
用温度计测量实验室内的温度。
重复这个过程几次,取平均值作为结果。
4. 把测得的时间和温度代入公式:声速 = (2 * 时间) / 温度,计算出声音在空气中传播的速度。
注意,这里的时间单位是秒,温度单位是摄氏度。
5. 我们可以把测得的结果整理成表格或图表的形式进行展示和分析。
通过对比不同温度下的声音传播速度,我们可以了解到什么因素会影响声音在空气中的传播速度。
好啦,实验完成啦!下面我们来分析一下实验数据。
根据我们的实验数据,我们发现随着温度的升高,声音在空气中传播的速度确实会变慢。
这是因为温度升高会导致空气分子的运动变得更加剧烈,从而使声音在空气中传播时受到更大的阻力。
所以呢,当我们感觉天气越来越热的时候,就会觉得声音变得“聒噪”了。
通过这次声速的测量实验报告及数据处理,我们不仅学到了如何测量声音在空气中传播的速度,还了解到了温度对声音传播速度的影响。
希望这些知识能帮助大家更好地理解我们周围的世界哦!。
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【实验目的】1.了解压电换能器的功能,加深对驻波及振动合成等理论知识的理解。
2.学习用共振干涉法、相位比较法和时差法测定超声波的传播速度。
3.通过用时差法对多种介质的测量,了解声纳技术的原理及其重要的实用意义。
【实验原理】在波动过程中波速V 、波长λ和频率f 之间存在着下列关系:λ∙=f V ,实验中可通过测定声波的波长λ和频率f 来求得声速V 。
常用的方法有共振干涉法与相位比较法。
声波传播的距离L 与传播的时间t 存在下列关系:t V L ∙= ,只要测出L 和t 就可测出声波传播的速度V ,这就是时差法测量声速的原理。
1.共振干涉法(驻波法)测量声速的原理:当二束幅度相同,方向相反的声波相交时,产生干涉现象,出现驻波。
对于波束1:)/X 2t cos(A F 1λ∙π-ω∙=、波束2:()λ∙π+ω∙=/X 2t cos A F 2,当它们相交会时,叠加后的波形成波束3:()t cos /X 2cos A 2F 3ω∙λ∙π∙=,这里ω为声波的角频率,t 为经过的时间,X 为经过的距离。
由此可见,叠加后的声波幅度,随距离按()λ∙π/X 2cos 变化。
如图28.1所示。
压电陶瓷换能器1S 作为声波发射器,它由信号源供给频率为数千周的交流电信号,由逆压电效应发出一平面超声波;而换能器2S 则作为声波的接收器,正压电效应将接收到的声压转换成电信号,该信号输入示波器,我们在示波器上可看到一组由声压信号产生的正弦波形。
声源1S 发出的声波,经介质传播到2S ,在接收声波信号的同时反射部分声波信号,如果接收面(2S )与发射面(1S )严格平行,入射波即在接收面上垂直反射,入射波与发射波相干涉形成驻波。
我们在示波器上观察到的实际上是这两个相干波合成后在声波接收器2S 处的振动情况。
移动2S 位置(即改变1S 与2S 之间的距离),你从示波器显示上会发现当2S 在某些位置时振幅有最小值或最大值。
根据波的干涉理论可以知道:任何二相邻的振幅最大值的位置之间(或二相邻的振幅最小值的位置之间)的距离均为2/λ。
为测量声波的波长,可以在一边观察示波器上声压振幅值的同时,缓图 28.1 共振干涉法原理图慢的改变1S 和2S 之间的距离。
示波器上就可以看到声振动幅值不断地由最大变到最小再变到最大,二相邻的振幅最大之间2S 移动过的距离亦为2/λ。
超声换能器2S 至1S 之间的距离的改变可通过转动螺杆的鼓轮来实现,而超声波的频率又可由声波测试仪信号源频率显示窗口直接读出。
在连续多次测量相隔半波长的2S 的位置变化及声波频率f 以后,我们可运用测量数据计算出声速,用逐差法处理测量的数据。
2.相位法测量原理声源1S 发出声波后,在其周围形成声场,声场在介质中任一点的振动相位是随时间而变化的。
但它和声源的振动相位差∆Φ不随时间变化。
设声源方程为: t cos F F 011ω∙=距声源X 处2S 接收到的振动为:)YX t (cos F F 022-ω∙= 两处振动的相位差: YX ω=∆Φ 当把1S 和2S 的信号分别输入到示波器X 轴和Y 轴,那么当λ∙=n X 即π=∆Φn 2时,合振动为一斜率为正的直线,当()2/1n 2X λ+=,即()π+=∆Φ1n 2时,合振动为一斜率为负的直线,当X为其它值时,合成振动为椭圆(如图28.2)。
图28.2 接收信号与发射信号形成李萨如图3.时差法测量原理以上二种方法测声速,是用示波器观察波谷和波峰,或观察二个波的相位差,原理是正确的,但存在读数误差。
较精确测量声速的方法是采用声波时差法,时差法在工程中得到了广泛的应用。
它是将经脉冲调制的电信号加到发射换能器上,声波在介质中传播,经过时间t后,到达距离为L处的接收换能器,那么可以用以下公式求出声V 。
波在介质中传播的速度,速度为t/L图28.3 相位法原理图【实验仪器】实验仪器采用杭州精科仪器有限公司生产的6SV 型声速测量组合仪及5SV 型声速测定专用信号源各一台,其外形结构见图28.4。
图28.4 SV6型声速测量组合仪实物照片组合仪主要由储液槽、传动机构、数显标尺、两副压电换能器等组成。
储液槽中的压电换能器供测量液体声速用,另一副换能器供测量空气及固体声速用。
作为发射超声波用的换能器 1S 固定在储液槽的左边,另一只接收超声波用的接收换能器2S 装在可移动滑块上。
上下两只换能器的相对位移通过传动机构同步行进,并由数显表头显示位移的距离。
1S 发射换能器超声波的正弦电压信号由5SV 声速测定专用信号源供给,换能器2S 把接收到的超声波声压转换成电压信号,用示波器观察;时差法测量时则还要接到专用信号源进行时间测量,测得的时间值具有保持功能。
实验时用户需自备示波器一台;mm 300游标卡尺一把,用于测量固体棒的长度。
图28.5 共振干涉法、相位法(上)、时差法(下)测量连线图【实验内容】1. 声速测量系统的连接声速测量时,5SV 专用信号源、6SV 测试仪、示波器之间,连接方法见图28.5。
2. 谐振频率的调节根据测量要求初步调节好示波器。
将专用信号源输出的正弦信号频率调节到换能器的谐振频率,以使换能器发射出较强的超声波,能较好地进行声能与电能的相互转换,以得到较好的实验效果,方法如下:(1)将专用信号源的“发射波形”端接至示波器,调节示波器,能清楚地观察到同步的正弦波信号;(2)专用信号源的上“发射强度”旋钮,使其输出电压在P P V 20-左右,然后将换能器的接收信号接至示波器,调整信号频率()kHz 45~kHz 25,观察接收波的电压幅度变化,在某一频率点处(kHz 5.39~kHz 5.34之间,因不同的换能器或介质而异)电压幅度最大,此频率即是压电换能器1S 、2S 相匹配频率点,记录此频率i f 。
(3)改变1S 、2S 的距离,使示波器的正弦波振幅最大,再次调节正弦信号频率,直至示波器显示的正弦波振幅达到最大值。
共测5次取平均频率f 。
3. 共振干涉法、相位法、时差法测量声速的步骤(1)共振干涉法(驻波法)测量波长将测试方法设置到连续方式。
按前面实验内容二的方法,确定最佳工作频率。
观察示波器,找到接收波形的最大值,记录幅度为最大时的距离,由数显尺上直接读出或在机械刻度上读出;记下2S 位置0X 。
然后,向着同方向转动距离调节鼓轮,这时波形的幅度会发生变化(同时在示波器上可以观察到来自接收换能器的振动曲线波形发生相移),逐个记下振幅最大的1X ,2X ,…9X 共10个点,单次测量的波长1i i i X X 2--∙=λ 。
用逐差法处理这十个数据,即可得到波长λ 。
(2)相位比较法(李萨如图法)测量波长将测试方法设置到连续波方式。
确定最佳工作频率,单踪示波器接收波接到“Y ”,发射波接到“EXT ”外触发端;双踪示波器接收波接到“1CH ”,发射波接到“2CH ”,打到“Y X -” 显示方式,适当调节示波器,出现李萨如图形。
转动距离调节鼓轮,观察波形为一定角度的斜线,记下2S 的位置0X ,再向前或者向后(必须是一个方向)移动距离,使观察到的波形又回到前面所说的特定角度的斜线,这时来自接收换能器2S 的振动波形发生了π2相移。
依次记下示波器屏上斜率负、正变化的直线出现的对应位置1X ,2X ,…9X 。
单次波长1i i i X X 2--∙=λ 。
多次测定用逐差法处理数据,即可得到波长λ。
3)时差法测量声速① 空气介质测量空气声速时,将专用信号源上“声速传播介质”置于“空气”位置,发射换能器(带有转轴)用紧定螺钉固定,然后将话筒插头插入接线盒中的插座中。
将测试方法设置到脉冲波方式。
将1S 和2S 之间的距离调到一定距离(≥mm 50)。
开启数显表头电源,并置0,再调节接收增益,使示波器上显示的接收波信号幅度在mV 400~300左右(峰-峰值),以使计时器工作在最佳状态。
然后记录此时的距离值和显示的时间值1i L -、1i t - (时间由声速测试仪信号源时间显示窗口直接读出);移动2S ,记录下这时的距离值和显示的时间值i L 、i t 。
则声速)t t /()L L (V 1i i 1i i 1----= 。
记录介质温度)C ( t ︒。
需要说明的是,由于声波的衰减,移动换能器使测量距离变大(这时时间也变大)时,如果测量时间值出现跳变,则应顺时针方向微调“接收放大”旋钮,以补偿信号的衰减;反之测量距离变小时,如果测量时间值出现跳变,则应逆时针方向微调“接收放大”旋钮,以使计时器能正确计时。
② 液体介质当使用液体为介质测试声速时,先小心将金属测试架从储液槽中取出,取出时应用手指稍稍抵住储液槽,再向上取出金属测试架。
然后向储液槽注入液体,直至液面线处,但不要超过液面线。
注意:在注入液体时,不能将液体淋在数显表头上,然后将金属测试架装回储液槽。
专用信号源上“声速传播介质”置于“液体”位置,换能器的连接线接至测试架上的“液体”专用插座上,即可进行测试,步骤与1相同。
记录介质温度)C ( t ︒ 。
③ 固体介质:(只适合用时差法测量)测量非金属(有机玻璃棒)、金属(黄铜棒)固体介质时,可按以下步骤进行实验: a.将专用信号源上的“测试方法”置于“脉冲波”位置,“声速传播介质”按测试材质的不同,置于“非金属”或“金属”位置。
b.先拔出发射换能器尾部的连接插头,再将待测的测试棒的一端面小螺柱旋入接收换能器中心螺孔内,再将另一端面的小螺柱旋入能旋转的发射换能器上,使固体棒的两端面与两换能器的平面可靠、紧密接触,注意:旋紧时,应用力均匀,不要用力过猛,以免损坏螺纹,拧紧程度要求两只换能器端面与被测棒两端紧密接触即可。
调换测试棒时,应先拔出发射换能器尾部的连接插头,然后旋出发射换能器的一端,再旋出接收换能器的一端。
c.把发射换能器尾部的连接插头插入接线盒的插座中,按图28.)b (5接线,即可开始测量。
d.记录信号源的时间读数,单位为s μ。
测试棒的长度可用游标卡尺测量得到并记录。
e.用以上方法调换第二长度及第三长度被测棒,重新测量并记录数据。
f.用逐差法处理数据,根据不同被测棒的长度差和测得的时间差计算出被测棒的声速二 声速数据处理1.基础数据记录谐振频率f=33.5kHz ;室温22.8℃。
2.驻波法测量声速λ的平均值:==∑=6161i i λλ 1.0582(cm ) λ的不确定度:1.基础数据记录谐振频率f=33.5kHz ;室温22.8℃。
)1()(612--=∑=i i S i i λλλ=0.002(cm ) 因为,λi = (1i+6-1i ) /3,Δ仪=0.02mm所以,=仪∆=332λu 0.000544(cm )=+=22λλλσu S 0.021(mm ) 计算声速:50.354==λυf (m/s )计算不确定度:(m/s) 3)()((kHz) 2.03%122=+==⨯=f f f f λσσσσλυ实验结果表示:温度t=22.8℃时,υ=(354±3)m/s ,B=0.8%3.相位比较法测量声速λ的平均值:==∑=7171i i λλ 1.1041(cm ) λ的不确定度:)1()(712--=∑=i i S i i λλλ=0.002(cm ) 因为,λi = (1i+7-1i ) /7,Δ仪=0.02mm 所以,=仪∆=372λu 0.000233(cm ) =+=22λλλσu S 0.020(mm ) 计算声速:31.353==λυf (m/s )计算不确定度:(m/s)3)()((kHz) 2.03%122=+==⨯=f f f f λσσσσλυ。