超声波衰减系数的测量实验报告分析
衰减测量实验报告
衰减测量实验报告一、实验目的本实验的目的是通过利用示波器和信号源进行电信号的衰减测量实验，深入了解信号衰减的原理和实现方法，掌握利用示波器对电信号进行测量的方法，学习如何量化描述电信号的衰减程度。
二、实验原理在电子电路中，信号的传输和处理是非常重要的。
然而，在信号的传输过程中，信号会受到各种因素的影响而衰减，因此如何正确地对信号的衰减程度进行测量就显得尤为重要。
在本实验中，为了测量信号的衰减程度，我们使用了示波器和信号源来进行测量。
信号源负责产生不同幅度和频率的信号，而示波器则用于对信号进行测量和分析。
在实验中，我们会发现示波器显示的信号波形比信号源产生的信号弱，这就是因为信号在传输过程中会发生衰减的缘故。
为了量化地描述信号的衰减程度，我们需要了解信号的衰减公式。
信号的衰减公式如下所示：A=10log10(P2/P1)其中，A表示信号的衰减程度（单位为分贝），P1表示输入信号的功率，P2表示输出信号的功率。
通过这个公式，我们可以通过测量输入和输出信号的功率来计算信号的衰减程度。
三、实验步骤1、将信号源的输出连接到示波器的输入端，通过调节信号源的频率和幅度来使示波器上的信号稳定。
2、利用示波器的测量功能对信号的幅值进行测量，并记录下来。
这里需要注意的是，测量时需要将示波器的垂直灵敏度设置为1V/cm。
3、将信号源的输出加上衰减器（可以使用可变电阻来代替），通过调节衰减器来改变信号的幅度。
同样地，测量每一次衰减器的变化前后示波器上的信号幅度，并记录下来。
4、利用公式A=10log10(P2/P1)来计算出每一个衰减器的衰减程度，并记录下来。
5、通过绘制出信号幅度与衰减程度的图像来分析信号的衰减规律。
四、实验数据我们取定了三个不同的实验数据作为测量标本，记录了输入信号和输出信号的幅度，并计算出了衰减程度。
输入信号幅度：1.00V衰减程度输出信号幅度0dB 1.00V3dB 0.71V6dB 0.50V9dB 0.35V12dB 0.25V15dB 0.18V18dB 0.13V21dB 0.09V24dB 0.06V30dB 0.03V 输入信号幅度：2.00V衰减程度输出信号幅度0dB 2.00V 3dB 1.41V 6dB 1.00V 9dB 0.71V 12dB 0.50V 15dB 0.35V 18dB 0.25V 21dB 0.18V 24dB 0.13V 27dB 0.09V输入信号幅度：3.00V衰减程度输出信号幅度0dB 3.00V 3dB 2.12V 6dB 1.50V 9dB 1.06V 12dB 0.75V 15dB 0.53V 18dB 0.38V 21dB 0.27V 24dB 0.19V 27dB 0.13V 30dB 0.09V五、实验结果分析通过以上的实验数据，我们可以得到衰减程度与输出信号幅度的关系图如下所示。
超声波衰减系数的测量-讲义及数据
超声设计性实验： 超声波衰减系数的测量一、实验目的：测量超声波在空气和水中的衰减系数二、实验原理：超声波在损耗介质中的准驻波效应图1.超声波波束在空气中的传播和反射设产生超声波的波源处于坐标系原点O ，入射超声波波束沿坐标系x 轴方向传播，其波动方程为：()0=A exp y i t x ωγ-⎡⎤⎣⎦入（1）反射波的波动方程为：()(){}00=exp 2y RA i t x x ωγ+-反 （2）其中，R 为反射系数，k i γα=-为波的传播系数，α是介质的衰减系数，2k πλ=是波矢。
入射波和反射波在0～0x 区间叠加，其合成波的波动方程为：()(){}()()()(){}0000022000000exp exp 2cos cos 2sin sin 2x x x x i t xx y A i t x RA i t x x e A e kx RA e k x x i A e kx RA e k x x ααωααωγωγ----=-++-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤=+----⎣⎦⎣⎦（3）OX 0X合成波各点均作简谐振动，其振幅分布为：()()12002222002Recos 2x x x xA A e R ek x x ααα---⎡⎤=++-⎣⎦（4）如果利用超声波接收器作反射面，则超声波接收器收到的合成波振幅为:()01xA A R e α-=+ (5)因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成，所以有：00A UA U =（6） 其中0U 是信号发生器输出电压数值，U 是示波器显示电压数值。
设超声波接收器在任意波峰位置处i x 时，示波器显示电压数值为i U ，则()()0ln ln 1A A R x α=+-（7）令()()00ln ln i U A A U y ==（8）()ln 1b R =+（9）则（7）式可以写成：y b x α=-（10）利用直线拟合方法，可以测量超声波在介质中的衰减系数。
超声波衰减
波，由
c
c
s
c
cs
c >c
c
c
ϕ标志的波通常称为纵波，由ψ标志的波通常称为横波，后面我们所
要讨论的声波即为平面波。
ρ
2
2
λ+
c
c=
μ
(2-8)
2
ρ
μ
=
s
c
4第一章绪论
1.1引言
超声波具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为
1.1引言........................................................1
1.2本文的主要工作..............................................2
第二章固体中声波基础理论及相关计算.................................4
5.2井间地震管波的实验观测.....................................38
5.3井间地震管波的传播机制.....................................43
5.4井间地震管波的削弱.........................................44
的波动方程：
(25)
1
2
2
2
2
−
∂
∂
∇=
ct
c
ϕ
ϕ
(26)
1
2
2
2
2
−
∂
∂
=
ct
s
ψ
超声检测 衰减系数 标准
超声检测衰减系数标准一、概述超声检测是一种常用的无损检测方法，它利用超声波在介质中传播的特性来检测物体内部缺陷。
衰减系数是描述超声波在介质中传播时能量衰减程度的重要参数之一，它对超声检测的准确性和可靠性有着重要影响。
本文将介绍超声检测衰减系数标准的基本概念、应用范围和测量方法。
二、标准内容1.定义和符号衰减系数是指在一定距离内超声波的声能与发射的声能之比。
这是一个无量纲的参数，常用符号α表示。
2.适用范围本标准适用于一般工程材料的超声检测，不适用于复合材料、高分子材料、陶瓷材料等特殊材料的超声检测。
3.测量方法（1）仪器设备：超声检测仪、超声探头、耦合剂等。
（2）环境条件：测量时应当在稳定的温度和湿度环境中进行，避免环境变化对测量结果产生影响。
（3）测量步骤：a.在发射探头处设置一个已知声强的参考点，记录发射声强I0。
b.将发射探头移动到待测部位，记录接收声强I。
c.根据I和I0，计算衰减系数α=ΔI/r，其中ΔI=I-I0，r为探头到待测部位的间距。
（4）测量精度：经过多次测量并取平均值，以保证测量结果的准确性。
测量误差应不超过±5%。
三、标准实施注意事项1.确保仪器设备的准确性：应当定期对超声检测仪和探头进行校准，以保证测量结果的准确性。
2.注意探头表面的清洁：探头表面应保持清洁，避免耦合剂等杂质影响测量结果。
3.考虑材料特性：不同的工程材料有不同的声衰减特性，因此在测量时应考虑被测材料的特性。
4.复合材料和其他特殊材料的检测：本标准不适用于复合材料、高分子材料、陶瓷材料等特殊材料的超声检测，应当根据具体情况选择合适的检测方法。
四、标准意义和影响制定和实施超声检测衰减系数标准，对于保证超声检测的准确性和可靠性具有重要意义。
通过规范衰减系数的测量方法和精度要求，可以避免因测量误差导致的误判和误判，提高超声检测的可靠性和准确性。
同时，该标准也为超声检测的应用提供了技术依据和规范，有助于推动超声检测技术在工程中的应用和发展。
超声波衰减系数的测量实验报告
北京交通大学大学物理实验设计性实验报告实验题目超声波衰减系数的测量学院电气工程学院班级学号姓名首次实验时间年月日超声波衰减系数的测量实验方案一、实验任务：超声波在介质中传播，声波衰减与介质的特性和状态有关系，试用超声声速测定仪研究超声波在空气和液体（水）中的衰减系数，并研究超声波的频率与激励电信号波型对超声波在空气和水中的衰减系数的影响。
要求衰减系数测量误差不大于5%。
二、实验要求：1、参阅相关资料，了解超声波换能器种类，特别是压电式超声换能器工作原理。
了解超声波在不同介质中的传播特性。
2、熟悉超声声速测定仪和示波器的使用方法。
3、采用两种频率的正弦波分别测试超声波空气和液体（水）中的衰减系数，并确认数据结果的误差符合设计要求。
4、采用方波或脉冲波再分别测试超声波空气和液体（水）中的衰减系数，并确认数据结果的误差符合设计要求。
三、实验方案：1、物理模型的确立：超声波在损耗介质中的准驻波效应图1.超声波波束在空气中的传播和反射设产生超声波的波源处于坐标系原点O ，入射超声波波束沿坐标系x 轴方向传播，其波动方程为：()0=A exp y i t x ωγ-⎡⎤⎣⎦入 （1） 反射波的波动方程为：()(){}00=exp 2y RA i t x x ωγ+-反 （2） 其中，R 为反射系数，k i γα=-为波的传播系数，α是介质的衰减系数，2k πλ=是波矢。
入射波和反射波在0～0x 区间叠加，其合成波的波动方程为：()(){}()()()(){}0000022000000exp exp 2cos cos 2sin sin 2x x x x i t x x y A i t x RA i t x x e A e kx RA e k x x i A e kx RA e k x x ααωααωγωγ----=-++-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤=+----⎣⎦⎣⎦O X 0 X（3）合成波各点均作简谐振动，其振幅分布为：()()12002222002Re cos 2x x x x A A e R e k x x ααα---⎡⎤=++-⎣⎦（4） 如果利用超声波接收器作反射面，则超声波接收器收到的合成波振幅为: ()01x A A R e α-=+ (5) 因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成，所以有：00A U A U =（6） 其中0U 是信号发生器输出电压数值，U 是示波器显示电压数值。
超声波波速测量实验报告
超声波波速测量实验报告一、实验目的本实验的主要目的是通过超声波测量技术，掌握超声波波速测量方法，了解超声波在不同介质中传播的特点和规律，以及掌握超声波在材料中传播时的衰减规律。
二、实验原理1. 超声波测量原理超声波是指频率高于人类听觉范围（20Hz ~ 20kHz）的机械振动波。
当超声波在介质中传播时，会受到介质密度、弹性模量等物理参数的影响。
因此，在不同介质中传播时，其传播速度也会发生变化。
根据超声波在介质中传播的特点和规律，可以通过测量其在不同介质中的传播时间和路径长度来计算出其传播速度。
2. 超声波衰减原理当超声波在材料中传播时，由于材料内部存在着各种缺陷和微小孔隙等结构，因此会受到能量损失和衰减。
这种能量损失和衰减就称为超声波衰减。
根据超声波在材料中传播时的衰减规律，可以通过测量超声波在材料中的传播距离和衰减程度来计算出材料的衰减系数。
三、实验器材1. 超声波测量仪2. 超声波探头3. 不同介质（如水、玻璃、金属等）4. 不同材料（如铝板、钢板等）四、实验步骤1. 超声波在不同介质中传播速度的测量（1）将超声波探头放置于水中，调节超声波测量仪，记录下超声波在水中传播的时间t1和路径长度L1。
（2）将超声波探头放置于玻璃中，调节超声波测量仪，记录下超声波在玻璃中传播的时间t2和路径长度L2。
（3）将超声波探头放置于金属中，调节超声波测量仪，记录下超声波在金属中传播的时间t3和路径长度L3。
（4）根据上述数据计算出水、玻璃和金属中超声波的传播速度，并进行比较分析。
2. 超声波单程衰减系数的测量（1）将铝板放置于水中，调节超声波测量仪，记录下超声波在铝板中传播的时间t4和路径长度L4。
（2）将钢板放置于水中，调节超声波测量仪，记录下超声波在钢板中传播的时间t5和路径长度L5。
（3）根据上述数据计算出铝板和钢板的超声波单程衰减系数，并进行比较分析。
五、实验结果1. 超声波在不同介质中传播速度的测量结果介质 | 时间t/s | 路径长度L/m | 传播速度v/m·s^-1-|-|-|-水 | 0.0008 | 0.02 | 2500玻璃 | 0.0012 | 0.03 | 2500金属 | 0.0006 | 0.015 | 25002. 超声波单程衰减系数的测量结果材料 | 时间t/s | 路径长度L/m | 衰减系数α/dB·cm^-1-|-|-|-铝板 | 0.0012 | 0.03 | 1.5钢板 | 0.0018 | 0.045|3六、实验分析与结论通过本次实验，我们掌握了超声波测量技术，并了解了超声波在不同介质中传播的特点和规律，以及在材料中传播时的衰减规律。
铸钢件超声波衰减系数测量及其影响因素
超 声波 检测具 有灵 敏度 高 、穿透 性强 、检 测 速度
快 、成 本低 和对 人体 无害 等优 点 ，且 可根 据缺 陷波形
特 性估 判缺 陷性 质 ，因而被 广 泛使用 于 大型铸 钢部 件ห้องสมุดไป่ตู้ 检 测 吲。材料 的衰减 系数 是影 响超声 波 检测 的一 个重
的对数函数ｌ Ｐ ）与声程 ｎ ｘ （ 的线性关系，来测量衰减 系数是个较好的方法 ；探头晶片尺寸 、频率对铸钢件超声波衰减 系数 有影 响，随晶片尺 寸增加 ，衰减 系数 呈先增后减趋势 ，而衰减 系数 随探 头频率 的增加而增加 。从衰减 系数对超声波检 测影响来看 ，铸钢件纵波直探头超声波检测宜选用低 频率 、晶片直径 约２ ｍｍ的探头。 ０
Ｐ Ｓ ｃ ｕ ｔ ｐ ｅ ｓ ｒ ｎ ｊ ｂ ａ ｊ ａ ｏ ｓｉ ｒ ｓ ｕ ｅ ａ ｄ Ｘ Ｓ ｅ ｍ ｐ ｔ ． ｊ ｂ ｔ ｒ ｅｈ ｄ ｏ ｃ ａ ｈ Ｓ ａ ｅｔ ｍ ｔ ｏ ｔ ｍ ｅ ｓ ｒ ｈ ａｔ ｎ ａ ｉｎ ｅ ａ ｕｅ ｔｅ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ
ｉｃ ｅ ｓ ｓｗｉ ｈ ｃ ｅ ｓ ｆ ｒ ｑ ｅ ｃ ． ｎ ｉｅ ｉｇ ｔ ｅｉｆ ｅ ｃ ｓｏ ｔ ｎ ａ ｉｎｃ ｅ ｉｉｎ ｎｔ ｅ ｎ ｒａ ｅ ｔ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｅ ｏ ｅ ｕ ｎ ｙ Ｃｏ ｓｄ ｒ ｈ ｌ ｎ ｅ ｆ ｔ ｕ ｔ ｏ 仟ｃｅ ｔ ｈ ｈ ｎ ｆ ｎ ｎｕ ａ ｅ ｏ ｏ ｕｔ ｓ ｎｃ ｔ ｓ ｉｇ．Ｏ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ａ ｄ ２ ｍ ｉｍ ｅｅ ｆｕｔａ ｏ ｉ ｔａ ｓ ｕ ｅ ｈ ｕｄ ｂ ｓ ｄ ｉ ｌａ ｏ ｉ ｅ ｔ ｒ ｎ ＩＷ ｒ ｑ ｅ ｃ ｎ ０ ｍ ｄａ ｔ ｒｏ ｌ ｓ ｎｃ ｒ ｎ ｄ ｃ ｒｓ ｏ ｌ ｅ ｕ ｅ ｎ ｒ ｌｎ ｉ ｄ ｎ ｌ ｖ ｒ ｂ ｌａ ｏ ｉ ｓｉｇ ｏ ｇｔ ｉａ ｕ ｗａ ｅ ｐ ｏ ｅ ｕｔ ｓ ｎｃｔ ｔ ． ｒ ｅ ｎ Ｋｅ ｒ ｓ ｓｅ Ｉ ａ ｔ ｇ ｍ ａｔ ｎ ｉｃｓａｎｅ ｓｓｅ ｌｕｔ ｓ ｎｃｔ ｓｉｇ ａｔ ｎ ａｉ ｏ ｆｉｉｎ ； ｅ ｅ ｔ ｙＷＯ ｄ ： ｔ ｅ ｓｉ ； ｒｅ ｓｔ ｔ ｉｌｓ ｔ ｅ； ｌａ ｏ ｉ ｔ ； ｔ ｕ ｔ ｃ ｅ ｃｅ ｔｄ ｆ ｃｓ ｃ ｎ ｉ ｒ ｅ ｎ ｅ ｏｎ
实验报告--超声波
四川大学实验报告书课程名称：实验名称：超声波探伤实验系别：专业：班号：姓名：学号：实验日期：2013年3月10日同组人姓名：教师评定成绩：五、实验内容与步骤一．超生波探伤仪的使用、仪器性能的测定、仪器与直探头综合性能测定 实验要求：1.掌握仪器主要性能：水平线性、垂直线性和动态范围的测试方法； 2.掌握仪器和直探头主要综合性能：盲区、分辨力、灵敏度余量的测试方法。
背景知识:1.仪器的主要性能：A.水平线性 仪器荧光屏上时基线水平刻度值与实际声程成正比的程度。
B.垂直线性 仪器荧光屏上的波高与输入信号幅度成正比的程度。
C.动态范围 指反射信号从垂直极限衰减到消失所需的衰减量。
2.仪器与探头的主要综合性能：A.盲区 从探侧面到能发现缺陷的最小距离成为盲区，其内缺陷不能发现。
B.分辨力 在荧光屏上区分距离不同的相邻两缺陷的能力。
C.灵敏度余量 指仪器与探头组合后在一定范围内发现微小缺陷的能力。
D.声束扩散角 扩散角的大小取决于超声波的波长与探头晶片直径的大小。
D λθ700= 式中D 为探头直径 0θ为波长实验步骤： 1.水平线性的测试A.调节有关旋钮。
使时基线清晰明亮，并与水平刻度线重合。
B.将探头通过耦合剂置于CSK-IA 试块上，如图所示。
C.调节有关旋钮，使荧光屏上出现五次底波B1~B5,且使B1、B5前沿分别对准水平刻度2.0和10.0，如图所示。
D.观察记录B2、B3、B4与水平刻度值的偏差值a2、a3、a4。
4.盲区的测试A.[抑制]至“0”，其它旋钮位置适当。
B.将探头置于图中所示。
C.调[增益]、[水平]等旋钮，观察始波后有无独立回波。
D.盲区范围的估计：探头置于Ⅰ处有独立回波，盲区小于5mm ；探头置于Ⅰ处无独立回波，与Ⅱ处有独立回波，盲区在5~10mm 之间；探头置于Ⅱ处无独立回波，盲区大于10mm ；一般规定盲区不大于7mm 。
5.分辨力的测定A.[抑制]至“0”，其它旋钮位置适当。
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北京交通大学大学物理实验设计性实验报告实验题目超声波衰减系数的测量学院电气工程学院班级学号姓名首次实验时间年月日超声波衰减系数的测量实验方案一、实验任务：超声波在介质中传播，声波衰减与介质的特性和状态有关系，试用超声声速测定仪研究超声波在空气和液体（水）中的衰减系数，并研究超声波的频率与激励电信号波型对超声波在空气和水中的衰减系数的影响。
要求衰减系数测量误差不大于5%。
二、实验要求：1、参阅相关资料，了解超声波换能器种类，特别是压电式超声换能器工作原理。
了解超声波在不同介质中的传播特性。
2、熟悉超声声速测定仪和示波器的使用方法。
3、采用两种频率的正弦波分别测试超声波空气和液体（水）中的衰减系数，并确认数据结果的误差符合设计要求。
4、采用方波或脉冲波再分别测试超声波空气和液体（水）中的衰减系数，并确认数据结果的误差符合设计要求。
三、实验方案：1、物理模型的确立：超声波在损耗介质中的准驻波效应图1.超声波波束在空气中的传播和反射设产生超声波的波源处于坐标系原点O ，入射超声波波束沿坐标系x 轴方向传播，其波动方程为：()0=A exp y i t x ωγ-⎡⎤⎣⎦入 （1） 反射波的波动方程为：()(){}00=exp 2y RA i t x x ωγ+-反 （2） 其中，R 为反射系数，k i γα=-为波的传播系数，α是介质的衰减系数，2k πλ=是波矢。
入射波和反射波在0～0x 区间叠加，其合成波的波动方程为：()(){}()()()(){}0000022000000exp exp 2cos cos 2sin sin 2x x x x i t x x y A i t x RA i t x x e A e kx RA e k x x i A e kx RA e k x x ααωααωγωγ----=-++-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤=+----⎣⎦⎣⎦（3）合成波各点均作简谐振动，其振幅分布为：()()12002222002Re cos 2x x x x A A e R e k x x ααα---⎡⎤=++-⎣⎦（4） O X 0 X如果利用超声波接收器作反射面，则超声波接收器收到的合成波振幅为: ()01x A A R e α-=+ (5) 因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成，所以有：00A U A U =（6） 其中0U 是信号发生器输出电压数值，U 是示波器显示电压数值。
设超声波接收器在任意波峰位置处i x 时，示波器显示电压数值为i U ，则()()0ln ln 1A A R x α=+-（7）令 ()()00ln ln iU A A U y ==（8） ()ln 1b R =+（9）则（7）式可以写成：y b x α=-（10）利用直线拟合方法，可以测量超声波在介质中的衰减系数。
2、实验方法的比较与选择（1）脉冲法测量超声波衰减系数超声波在媒质中传播时的衰减系数和声速一样, 是一个最基本的声学量。
有衰减时平面波动方程可以表示为:Pz和P0是相应于距声源z 和z= 0 处的声压幅值,a是超声波在媒质中的衰减系数。
由上式得:当P0= e·Pz时, 总衰减量az = 1 奈培。
所以a 的单位是奈培/米。
如果用分贝表示,则规定P0= 10Pz 时, 总衰减量20 为分贝, 即所以考虑了衰减后, 可以写出此时沿子轴的平面行波的表示式为:测量衰减系数的脉冲方法包括: 1移板法, 2多次反射法, 3比较法。
（2）驻波法测量超声波衰减系数换能器一端连接信号发射器作为超声波发射端S1，一端作为接收端S2连接示波器。
认为接收端声强遵循下式，Ｉ＝I0exp（-２ad），（１）式中ａ表示声压的衰减系数。
将（1）式两边取对数后得到，lnI ＝lnI0- 2ad 。
（２）测量示波器显示的电压Ｕmax 和对应的距离ｄ，由于Ｕmax^２∝Ｉ，将2lnU 与d 值依照（2）式做最小二乘法，拟合出ａ值。
以S1为原点，S1-S2方向为正方向，建立ｘ轴。
用P+和P-分别表示沿x 轴正向和负向传播的声压波。
设S1表面的原始声压为P0，则S1发出的第一次正向波在接收探头S2表面的声压为乘法拟合即可得到衰减系数ａ。
本文称这种实验方法为“简单波法”。
实际上，接收端得到的声波是经过S1和S2两端无限次反射之后的和。
一次正向波在S2处发生反射，形成负向波，铝制压电陶瓷片的声压反射率为ｒ＝0.99994。
则一次负向波在S2处的声压为 +P =P 1-1r （３） 一次负向波经S1反射，形成二次正向波，到达S2处的声压为，二次正向波在S2处反射，形成二次逆向波……。
S2得到的是无穷多个正向波和负向波的叠加。
得到S2总声压为当L=nλ/2（ｎ为整数）时，声压为极大值，设声压转化成电压系数为ｋ，有为了得到衰减系数ａ，需把测出的Ｕmax和ｄ值按照（７）式关系作非线性拟合。
3、仪器的选择与配套空气中衰减实验装置示意图水中衰减实验装置图四、实验步骤（简略）（1） 超声波在损耗介质中的准驻波效应()01x A A R e α-=+其中，R 为反射系数，α是介质的衰减系数。
因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成，所以有：00A U A U =其中，0U 是信号发生器输出电压数值，U 是示波器显示电压数值。
（2）换能器连接信号发生器作为超声波发射端S1,一端作为接收端S2连接示波器。
（3）分别测量多个峰值处的位置坐标i x 和峰值电压i U ，记入实验表格。
（4）选择合适形式拟合曲线，分析数据。
五、实验注意事项（1）衰减系数的测量误差不大于5%。
（2）空气中超声波换能器的工作频率在37 kHz 附近，液体中超声波换能器的工作频率在100kHz——2MHz之间。
六、参考文献1.陈洁，苏建新.声速测量实验有关问题的研究[Ｊ].物理实验，2008,28（6）：31—33．2.郑庆华.声速测量实验的探讨[Ｊ].大学物理，2007,26（9）：31—33.3.胡险峰.驻波法测量声速实验的讨论[Ｊ].物理实验，2007,27（1）：3—6.4.李德葆,关于复模态理论的数学方法、物理概念及其与实模态理论的统一性.清华大学超声波衰减系数的测量实验报告一、实验目的：测量超声波在空气和水中的衰减系数，分析得到超声波衰减系数与传播距离的关系二、实验原理：1、超声波在损耗介质中的准驻波效应()01x A A R e α-=+（详见设计方案）2、产生超声波的装置有机械型超声发生器（例如气哨、汽笛和液哨等）、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超声发生器、以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。
压电效应的原理：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。
当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。
当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。
相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。
3、脉冲法、驻波法的测量原理（详见设计方案）三、实验过程：空气中衰减实验装置示意图水中衰减实验装置图（1） 超声波在损耗介质中的准驻波效应()01xA A R e α-=+其中，R 为反射系数，α是介质的衰减系数。
因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成，所以有：00A U A U 其中0U 是信号发生器输出电压数值，U 是示波器显示电压数值。
（2）换能器连接信号发生器作为超声波发射端S1,一端作为接收端S2连接示波器。
（3）分别测量多个峰值处的位置坐标i x 和峰值电压i U ，记入实验表格。
（4）拟合曲线，分析数据，得出相应结论。
四、实验记录：实验一：数据频率f =37.31 kHz ,幅值U=15 Vpp ，室温T = 27±1 ℃条件下,在空气中测量示波器上声压波形极大时的峰值电压和接收换能器的相应位置列于表一，表二。
测量超声波在空气中衰减系数的实验数据表一：看波形（空气）表二：看李萨如图形（空气）数据分析根据实验记录的数据，可以拟合出如下曲线：图1、图2，得到实验所测的衰减系数。
图1.由波形得出的超声波在空气中的衰减率拟合曲线图2.由李萨如得出的超声波在空气中的衰减率拟合曲线 结果分析：用实验所测得全部数据拟合曲线，得到的超声波在空气中的衰减系数大约在0.02α=空气dB/mm 左右，经查找文献，发现所得结果与文献所述的衰减系数比较吻合,但实验误差与测量的温度和频率等因素有关，仍需继续实验以求证。
实验二：数据频率f =37.0 kHz ,幅值U=15 Vpp ，室温T = 27±1 ℃条件下,在水中测量示波器上声压波形极大时的峰值电压和接收换能器的相应位置列于表三，表四。
测量超声波在水中衰减系数的实验数据表三：看波形（水）表四：看李萨如图形（水）数据分析根据实验记录的数据，可以拟合出如下曲线：图3、图4，得到实验所测的衰减系数。
图3.由波形得出的超声波在水中衰减率拟合曲线图4.由李萨如图形得出的超声波在水中衰减率拟合曲线 结果分析：用实验所测得全部数据拟合曲线，得到的超声波在水中的衰减系数分别为9.3=水αdB/m ，2.2=水αdB/m,与文献所述的结果（1.44α=水dB/m ）相比偏大。
实验误差除了与测量的温度和频率等因素有关，可能还受水中的气泡的影响，为了得到更精确的结果，仍需继续实验以求证。
实验三：超声波触发源更改对超声波衰减系数的影响 （1）测量超声波在空气中的衰减系数（方波作为发射信号） 这次实验改用方波作为发射信号，测量了其幅度电压与对应的位置坐标，再次得到超声波在空气中的衰减系数。
数据在频率f =36.91 kHz ,幅值U=15 Vpp ，室温T = 27±1 ℃条件下,在水中测量示波器上声压波形极大时的峰值电压和接收换能器的相应位置列于表五。
实验数据记录表格表五：测量超声波在空气中衰减系数（方波作发射信号）数据分析根据实验记录的数据，可以拟合出如下曲线：图5，得到实验所测的衰减系数。
图5.超声波在空气中衰减率拟合曲线（方波信号）（2）测量超声波在水中的衰减系数（正弦波作为发射信号）用正弦波作为发射信号，在频率f=514kHz、幅值U=15Vpp下，测量示波器上声压波形极大时的峰值电压和接收换能器的相应位置列于下表六。
实验数据记录表格表六：测量超声波在水中的衰减系数（正弦波发射信号）数据分析根据实验记录的数据，可以拟合出如下曲线：图6，得到实验所测的衰减系数。
图6.超声波在水中衰减率拟合曲线（正弦波信号） 结果分析：按照相同的实验原理，用方波、高频正弦波作为发射信号，分别测量出超声波在空气中、水中的衰减系数，得到0167.0=空气αdB/mm ，所得结果均与文献所述较为吻合。