超声波传播速度的测量.ppt

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，星期六，2024年，5月二、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，星期六，2024年，5月三、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，星期六，2024年，5月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，星期六，2024年，5月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，星期六，2024年，5月4.测量装置S1S2LXY信号发生器示波器游标卡尺第7页,共12页，星期六，2024年，5月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，星期六，2024年，5月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，星期六，2024年，5月四、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，星期六，2024年，5月五、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页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第12页,共12页，星期六，2024年，5月