2020年秋季大学物理实验（5）-超速声速测量1
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2020年秋季大学物理实验（5）-超速声速测量
专业班级：电气1908 学号：U201912072 姓名：柯依娃 日
期： 2020/10/28 实验台：19号 报告柜：J21 第十周星期三
下午
实验名称:
超速声速测量
实验目的:
1. 了解超声换能器的工作原理和功能
2. 掌握用共振干涉法和相位比较法测量声速的原理
3. 学会数据分析和处理的基本方法
实验仪器材料
本实验中需要用到的仪器包括示波器、信号发生器、游标卡尺、换能器、声速测定仪、传动装置。
其中重要仪器声速测定仪的信息如下：
SV4 型声速测定仪及SV5型声速测定专用信号源(它们构成的组合仪可用于测量空气和液体介质的声速，
双踪示波器，干湿温度计，水银气压计等。
SV4 型声速测定仪主要由储液槽、传动机构、数显标尺、压电换能器等组成。作为发射超声波用的换能
器 S1 固定在储液槽的左边，另一只接收超声波用的接收换能器S2 装在可移动滑块上，通 过传动机构进
行位移，并由数显表头显示位移的距离。 S1 发射换能器超声波的正弦电压信号由SV5声速测定专用信号
源供给，换能器S2 把接收到的 超声波声压转换成电压信号，用示波器观察。
预备问题
1. 压电换能器是如何工作的？
压电换能器：压电式换能器是利用某些单晶材料的压电效应和某些多晶材料的电致伸缩效应来将电
能与声能进行相互转换的器件。因其电声效率高、功率容量大以及结构和形状可以根据不同的应用
分别进行设计，在功率超声领域应用广泛。
原理：主要利用了压电效应，压电效应的原理是，如果对压电材料施加压力，它便会产生电位差
（称之为正压电效应），反之施加电压，则产生机械应力（称为逆压电效应）。如果压力是一种高
频震动，则产生的就是高频电流。而高频电信号加在压电陶瓷上时，则产生高频声信号（机械震
动），这就是我们平常所说的超声波信号。从而形成声光之间的转换
2. 声波在媒质中传播的速度与哪些因素有关？
从本质上说，声速是介质中微弱压强扰动的传播速度，可以计算得到
其中 ，即体积弹性模量或刚度系数，dp、dρ分别为压强和密度的微小变化，ρ是密度
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