一般说来,温度越高,声速越快,实验测量结果表明,超声波在10~35℃的纯净水中的传播速度随着温度的升高而升高。
声波透射法检桩时,判断声测管是否倾斜可以通过观察声速-深度曲线。如果声测管发生倾斜,那么在声速-深度曲线中,与该管相关的两个剖面曲线可能会出现明显的倾斜和偏移。此时,可以使用投影法求出斜管的大致倾斜方向,并通过最小二乘法拟合出管在空间上的直线方程,从而根据方程对管距进行修正。
经过将原来的模型变形为ln(tt-c)=lntt0-bx,实际上是Y=MX+B的线性公式,我们就可以应用最小二乘法对总体数据进行拟合。同时,为了验证转换常数的引入对于具体曲线拟合的影响,我们标志出了两条拟合曲线,一条是未采用转换常数的拟合曲线,一条是采用了最佳转换常数(根据误差统计曲线确定)的拟合曲线。
其上装有指针,并通过定位螺母套在丝杆上,有丝杆带动作平移)、带刻度的手轮等。接收器的位置由主、尺刻度手轮的位置决定。
采用逐差法处理数据。后面的四项分别减去前面的四项,即N i+4 - N i =2被波长。i=1,2,3,4。取N i+4 - N i 的平均值,再除2就是波长。波长乘以频率就是波速了。
用共振干涉法测量声速的方法中,改变换能器距离之前,会调整低频信号发生器的输出频率,在调整时,示波器上的波振幅达到最大时,说明两波共振,也就是换能器的共振。所以换能器的共振频率即波振幅最大时低频信号发生器的输出频率。
共振干涉法测量声速 假设在无限声场中,仅有一个点声源S1(发射换能器)和一个接收平面(接收换能器S2)。当点声源发出声波后,在此声场中只有一个反射面(即接收换能器平面),并且只产生一次反射。在上述假设条件下,发射波ξ1=Acos (ωt+2πx /λ)。
共振干涉是调节频率,找出共振频率,然后计算声速。相位法根据始波和发射波的相位差,计算声速。时差法所用为脉冲波,可人为改变接收器到发射器的距离,测量脉冲发射到接收的时间差,用距离改变量除以时间改变量即可,优点是人为因素少,测量精度高,缺点(对于实验教学来说)涉及的内容少,操作太简单。
共振干涉和相位法本质一样,都是利用周期性信号相位关系来测量,不同之处是:共振干涉是调节频率,找出共振频率,然后计算;相位法根据始波和发射波的相位差,计算声速。声速测量的方法优缺点:从波源上说,干涉法、相位法用的是连续波,时差法用的是脉冲波。
共振干涉法是一种测量声速的方法,利用谐振现象测量声波在空气中的速度。其基本原理如下:在共振管内,声波传播时会在管内反射多次形成谐波,当谐波频率等于管的谐振频率时,声波在管内会出现共振现象,此时发生共振的声波波长为管的长度的两倍。
逐差法能够对超声声速测量过程中的样本点进行充分利用,同时减少测量仪器带来的误差,通过逐差法,能够很容易的发现测量过程中的数据的错误点。逐差法是一种常用的数据处理方式。逐差法是为提高实验数据的利用率,减小了随机误差的影响,另外也可减小了实验中仪器误差分量,因此是一种常用的数据处理方法。
逐差法的好处是可以利用全部数据,而不仅仅是起始、终点` 的两个数据,与具体的实验内容无关。
因为逐差法处理的数据误差会更小,可以防止(s2-s1)+(s3-s2)+(s3-s4)+(s5-s4)+(s6-s5)=s6-s1这类的事情发生,逐差法会全部用到所测得数据。
逐差法处理数据的优点是充分利用已获得的实验数据,如数据偏差较大,可及时发现。物理中一般应用逐差法处理数据,还没有见过什么特殊的方法。。
利用相位比较法测量声速。(1)信号发生器输出频率处于谐振频率;示波器Y轴工作方式选择开关可以置于任意位置,“拉Y1(X)”旋钮拉出。
超声声速的测定实验步骤是:(1)按照驻波法测声速原理连接电路。(2)将换能器调至水平,在信号源中设定合适的正弦波形,记录波形频率,输出信号,调节换能器两端子的距离,使示波器显示的峰值最大,记录此时的距离。(3)不断增大两端子距离,并微调卡尺,记录每次使得波形最大时的距离。
当使用液体为介质测试声速时,先在测试槽中注入液体,直至把换能器完全浸没,但不能超过液面线。然后将信号源面板上的介质选择键切换至“液体”,采用前述方法,即可进行测试,步骤相同。
测量声速的方法:一个声音产生后,并不会立刻传到你的耳朵,通常要经过一段时间。除非你自己有这种经验,否则这是很难理解的。例如:如果你参加一个运动会,坐在离鸣枪的人有一段距离的地方,你会先看到枪冒烟,后听到枪声。
试验方法有驻波法测声速和相位法测声速两种步骤方法分别如下:图示省略 (一)驻波法测声速 (1) 了解测试仪的基本结构,调节两个换能器的间距5cm左右。(2) 初始化示波器面板获得扫描线。