声速的测定.ppt

当换能器S1与S2的表面平行时，由换能器S1的震动产生的超声波在S1、S2两表面之间形成驻波，在接收换能器S2处是振幅的波节位置（理论推导）、声压的波腹位置，即该处位移为零，声压最大。当S1、S2的间距满足一定条件时，出现稳定的驻波现象，此时接收器S2表面的声压振幅最大，改变S1、S2的间距，可以测量到一系列的声压最大的位置，而这些相邻位置的间距就是超声波半波长的大小。
利用示波器来观测经换能器S2产生的电信号波形，以确定振幅的最大位置。结论：每两个相临波腹（波节）间的距离为λ/2难点：

１、输入信号频率的影响
改变输入信号频率，观察接收信号的变化。在某一频率点处（约37~38KHz之间）接收器接收信号幅度最大，此频率即是压电换能器S1、S2相匹配频率点。实验时保持此频率不变。
２、S1、S2间距的影响
随着S1、S2间距的加大，接受信号的幅度会变小，要随时调节示波器的增益，以得到合适的图像。二、相位比较法（行波法）三、时差法测量原理
连续波经脉冲调制后由发射换能器发射至被测介质中，声波在介质中传播，经过t时间后，到达L距离处的接收换能器。由运动定律可知，声波在介质中传播的速度可由以下公式求出：

V=L/tS2S2S25、固体介质中的声速测量
固体介质中的声速测量用时差法进行测量。实验提供两种测试介质：塑料棒和铜棒。每种材料有长、中、短三根样品，塑料棒的长度分别为180mm、220mm、260mm；金属棒的长度分别为168mm、208mm、248mm。对于每种材料的固体棒，只需测两根样品，即可按上面的方法算出声速：

vi=（Li-Li-1）/（ti-ti-1）。

将接收增益调到适当位置（一般为最大位置），以计时器不跳字为好。介质选择为“金属”（或“非金属”）。将固体棒紧密接在两个换能器上。
提示：金属棒的计时读数在20～60μs之间，塑料棒的计时读数在100～250μs为正常值，跳字或者大于这个范围的一般是没有接触好。﹡思考题解答参考﹡补充材料及仪器介绍SV5型声速测量专用信号源示波器SV声速测量组合仪待测固体棒（有机玻璃、黄铜）