超聲波傳播速度的測量

1、超聲波傳播速度的測量第1頁，共11頁，2022年，5月20日，10點12分，星期三一、實驗目的1.用相位比較法測量聲速； 2.用共振干涉法測量聲速；3.通過實驗了解作為傳感器的壓電陶瓷的功能。第2頁，共11頁，2022年，5月20日，10點12分，星期三二、實驗儀器 SV-DH系列聲速測試儀SVX-5型聲速測試儀信號源雙蹤示波器(20MHz)。 第3頁，共11頁，2022年，5月20日，10點12分，星期三三、實驗原理1.聲 波 頻率介于20Hz20kHz的機械波振動在彈性介質中的傳播就形成聲波 介于20kHz500MHz的稱為超聲波 第4頁，共11頁，2022年，5月20日，10點12分，星

2、期三2.壓電陶瓷換能器 壓電陶瓷換能器是由壓電陶瓷片和輕重兩種金屬組成。1）正壓電效應 :當壓電陶瓷片兩端受到應力作用時，兩端面間將產(chǎn)生電場強度E，這就是壓電效應 2）逆壓電效應 :當壓電陶瓷片兩端外加電壓時，陶瓷片將產(chǎn)生伸縮形變，這就是逆壓電效應 應力T應力T第5頁，共11頁，2022年，5月20日，10點12分，星期三3.聲速測量根據(jù)聲波各參量之間的關系可知：其中v為波速，為波長，f為頻率。第6頁，共11頁，2022年，5月20日，10點12分，星期三4.測量裝置S1S2LXY信號發(fā)生器示波器游標卡尺第7頁，共11頁，2022年，5月20日，10點12分，星期三5.駐波共振法入射波 ：反射

3、波：駐波方程：當 形成駐波共振 ，任意兩個相鄰的共振態(tài)之間，S2的位移為 L入射波反射波S1S2第8頁，共11頁，2022年，5月20日，10點12分，星期三6.相位法：置示波器功能于XY方式，合成振動方程為： 發(fā)射波和接收波之間產(chǎn)生相位差：相位差從0 1800 變化，李薩如圖形 分別為：改變S1和S2之間的距離L，相當于改變了發(fā)射波和接收波之間的相位差，熒光屏上的圖形也隨L不斷變化。顯然，當S1、S2之間距離改變半個波長 ，則相位差改變1800。 第9頁，共11頁，2022年，5月20日，10點12分，星期三四、實驗步驟1.聲速測試儀系統(tǒng)的連接與調試 2.共振頻率的調試測量3.用相位比較法(李薩如圖形)測量波長4.干涉法(駐波法)測量波長第10頁，共11頁，2022年，5月20日，10點12分，星期三五、注意事項換能器發(fā)射端與接收端間距一般要在5cm以上測量數(shù)據(jù)，距離近時可把信號源面板上的發(fā)射強度減小，隨著距離的增大可適當增大；示波器上圖形失真時可適當減小發(fā)射強度；測試最佳工作頻率時