拓展实验 时差法测空气中的声速
09电气2班 辛昊隆 090405252
[实验目的]
1．了解声波的发射和接收及换能器的原理和功能。
2．理解掌握用时差法测声速的原理和技术。
3．进一步熟悉示波器和信号源的使用方法。
4．学会用逐差法处理数据。
[实验器材]
1．SVX-7声速测定仪信号源（频率50Hz-50KHz, 带时差法测量脉冲信号源）。
2．双踪示波器
[实验原理]
1．声波与压电陶瓷换能器
频率20Hz-20kHz 的机械振动在弹性介质中传播形成声波，高于20kHz 称为声波，声波的传播速度就是声波的传播速度，而声波具有波长短，易于定向发射等优点，声速实验所采用的声波频率一般都在20～60kHz 之间。在此频率范围内，采用压电陶瓷换能器作为声波的发射器、接收器效果最佳。
压电陶瓷换能器根据它的工作方式，分为纵
向（振动）换能器、径向（振动）换能器及弯曲
振动换能器。声速教学实验中所用的大多数采用
纵向换能器。图3为纵向换能器的结构简图。
在连续多次测量相隔半波长的S2的位置变
化及声波频率f 以后，我们可运用测量数据计算
出声速，用逐差法处理测量的数据。
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：
速度v =距离L /时间t
通过测量二换能器发射接收平面之间距离L 和时间t , 就可以计算出当前介质下的声波传播速度。
[实验步骤]
1． 开机预热20min 。
2． 将示波器与信号发生器连接好，并进行调整。
3． 将信号发生器打到“正弦波”档位。
4． 在示波器上找到信号波源的谐振频率，并记录。
5． 找到谐振频率后保持频率不变，将档位打到非正弦档位。
6． 摇动实验装置摇杆，每隔一段（10cm ）记录一次时间。
7． 重复步骤6，记录20组数据。
8． 用逐差法处理数据，求出声速。
注意:
1．仪器在使用之前，加电开机预热15min 。在接通市电后，自动工作在连续波方式，选择的介质为空气的初始状态。
2．声速测量值与公认值比较 空气中声速，按理论值公式Vs V 0T 0，求得V S 。
式中V 0=331.45m/s为T 0=273.15K时的声速，T =(t +273.15)K。
或按经验公式V =（331.45+0.59t ）m/s，计算V 。t 为介质温度（℃）。
拓展实验 时差法测空气中的声速
09电气2班 辛昊隆 090405252
[实验目的]
1．了解声波的发射和接收及换能器的原理和功能。
2．理解掌握用时差法测声速的原理和技术。
3．进一步熟悉示波器和信号源的使用方法。
4．学会用逐差法处理数据。
[实验器材]
1．SVX-7声速测定仪信号源（频率50Hz-50KHz, 带时差法测量脉冲信号源）。
2．双踪示波器
[实验原理]
1．声波与压电陶瓷换能器
频率20Hz-20kHz 的机械振动在弹性介质中传播形成声波，高于20kHz 称为声波，声波的传播速度就是声波的传播速度，而声波具有波长短，易于定向发射等优点，声速实验所采用的声波频率一般都在20～60kHz 之间。在此频率范围内，采用压电陶瓷换能器作为声波的发射器、接收器效果最佳。
压电陶瓷换能器根据它的工作方式，分为纵
向（振动）换能器、径向（振动）换能器及弯曲
振动换能器。声速教学实验中所用的大多数采用
纵向换能器。图3为纵向换能器的结构简图。
在连续多次测量相隔半波长的S2的位置变
化及声波频率f 以后，我们可运用测量数据计算
出声速，用逐差法处理测量的数据。
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：
速度v =距离L /时间t
通过测量二换能器发射接收平面之间距离L 和时间t , 就可以计算出当前介质下的声波传播速度。
[实验步骤]
1． 开机预热20min 。
2． 将示波器与信号发生器连接好，并进行调整。
3． 将信号发生器打到“正弦波”档位。
4． 在示波器上找到信号波源的谐振频率，并记录。
5． 找到谐振频率后保持频率不变，将档位打到非正弦档位。
6． 摇动实验装置摇杆，每隔一段（10cm ）记录一次时间。
7． 重复步骤6，记录20组数据。
8． 用逐差法处理数据，求出声速。
注意:
1．仪器在使用之前，加电开机预热15min 。在接通市电后，自动工作在连续波方式，选择的介质为空气的初始状态。
2．声速测量值与公认值比较 空气中声速，按理论值公式Vs V 0T 0，求得V S 。
式中V 0=331.45m/s为T 0=273.15K时的声速，T =(t +273.15)K。
或按经验公式V =（331.45+0.59t ）m/s，计算V 。t 为介质温度（℃）。