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超声波传播速度的测量

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。. 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) 。. 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. 应力 T. 应力 T. 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。

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超声波传播速度的测量

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  1. 超声波传播速度的测量

  2. 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。

  3. 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)。

  4. 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

  5. 应力T 应力T 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

  6. 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。

  7. 游标卡尺 L S2 X Y S1 示波器 信号发生器 4.测量装置

  8. 入射波 反射波 S1 S2 L 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

  9. 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。

  10. 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

  11. 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。

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