超声波传播速度的测量_第1页
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文档简介

关于超声波传播速度的测量一、实验目的1.用相位比较法测量声速；2.用共振干涉法测量声速；3.通过实验了解作为传感器的压电陶瓷的功能。第2页,共12页，2024年2月25日，星期天二、实验仪器SV-DH系列声速测试仪SVX-5型声速测试仪信号源双踪示波器(20MHz)。第3页,共12页，2024年2月25日，星期天三、实验原理1.声波

频率介于20Hz～20kHz的机械波振动在弹性介质中的传播就形成声波介于20kHz～500MHz的称为超声波第4页,共12页，2024年2月25日，星期天2.压电陶瓷换能器

压电陶瓷换能器是由压电陶瓷片和轻重两种金属组成。1）正压电效应

:当压电陶瓷片两端受到应力作用时，两端面间将产生电场强度E，这就是压电效应

2）逆压电效应

:当压电陶瓷片两端外加电压时，陶瓷片将产生伸缩形变，这就是逆压电效应

应力T应力T第5页,共12页，2024年2月25日，星期天3.声速测量根据声波各参量之间的关系可知：其中v为波速，λ为波长，f为频率。第6页,共12页，2024年2月25日，星期天4.测量装置S1S2LXY信号发生器示波器游标卡尺第7页,共12页，2024年2月25日，星期天5.驻波共振法入射波：反射波：驻波方程：当形成驻波共振，任意两个相邻的共振态之间，S2的位移为

L入射波反射波S1S2第8页,共12页，2024年2月25日，星期天6.相位法：置示波器功能于X－Y方式，合成振动方程为：

发射波和接收波之间产生相位差：相位差从0～1800

变化，李萨如图形分别为：改变S1和S2之间的距离L，相当于改变了发射波和接收波之间的相位差，荧光屏上的图形也随L不断变化。显然，当S1、S2之间距离改变半个波长，则相位差改变1800。

第9页,共12页，2024年2月25日，星期天四、实验步骤1.声速测试仪系统的连接与调试2.共振频率的调试测量3.用相位比较法(李萨如图形)测量波长4.干涉法(驻波法)测量波长第10页,共12页，2024年2月25日，星期天五、注意事项换能器发射端与接收端间距一般要在5cm以上测量数据，距离近时可把信号源面板上的发射强度减小，随着距离的增大可适当增大；示波器上图形失真时可适当减小发射强度；测试最佳工作频率时，应把接收端放在不同位置处测量5次，取平均值。第11页,共12

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