"超声波传播速度测量"
本文主要介绍了超声波传播速度测量的原理和方法。超声波是介于20kHz到500MHz之间的机械波振动在弹性介质中的传播。压电陶瓷换能器是由压电陶瓷片和轻重两种金属组成,可以将机械波转换为电信号。
实验原理包括相位比较法和共振干涉法。相位比较法是通过测量声波的相位差来计算声速。共振干涉法是通过测量驻波共振的位移来计算声速。
实验仪器包括SV-DHSV-DH系列声速测试仪、SVX-5型声速测试仪信号源和双踪示波器。实验步骤包括连接和调试声速测试仪系统、调试共振频率、用相位比较法测量波长和用共振干涉法测量波长。
需要注意的是,换能器发射端与接收端间距一般要在5cm以上,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取平均值。
知识点:
1. 超声波的定义:介于20kHz到500MHz之间的机械波振动在弹性介质中的传播。
2. 压电陶瓷换能器的组成:由压电陶瓷片和轻重两种金属组成。
3. 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。
4. 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。
5. 声速测量公式:v=fλ。
6. 相位比较法:通过测量声波的相位差来计算声速。
7. 共振干涉法:通过测量驻波共振的位移来计算声速。
8. 驻波共振方程:S1S2LXY信号发生器示波器游标卡尺电信号超声换能器压电陶瓷声信号声信号超声换能器压电陶瓷电信号空气。
9. 相位法:置示波器功能于XY方式,合成振动方程为:xAyAy=0。
10. 实验注意事项:换能器发射端与接收端间距一般要在5cm以上,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取平均值。