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《聲速的測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告誤差分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場(chǎng)安保新項(xiàng)目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個(gè)人素質(zhì)的培訓(xùn)計(jì)劃聲速的測(cè)量實(shí)驗(yàn)報(bào)告誤差分析 西安交通大學(xué) 大學(xué)物理仿真實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 ——聲速的測(cè)量 姓名：林麗學(xué)號(hào)：學(xué)院：電信學(xué)院班級(jí)：計(jì)算機(jī)22班 1 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹 ?.了解超聲波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收的方法；2.用駐波法和相位比較法測(cè)聲速?！ 《?、實(shí)驗(yàn)儀器 1.超聲聲速測(cè)定儀：主要部件是兩個(gè)壓電陶瓷換能器和一個(gè)游標(biāo)卡尺。2.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器：提供一定頻率的信號(hào)，使之等于系統(tǒng)的諧振頻率?！ ?.示波器：示波器的x,y軸輸入各接一個(gè)換能器，改變兩個(gè)換能
2、器之間的距離會(huì)影響 示波器上的李薩如圖形。并由此可測(cè)得當(dāng)前頻率下聲波的波長(zhǎng)，結(jié)合頻率，可以求得空氣中的聲速?！ ∪?、實(shí)驗(yàn)原理目的-通過該培訓(xùn)員工可對(duì)保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個(gè)行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場(chǎng)安保新項(xiàng)目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個(gè)人素質(zhì)的培訓(xùn)計(jì)劃 由波動(dòng)理論可知，波速與波長(zhǎng)、頻率有如下關(guān)系：v=fλ，只要知道頻率和波長(zhǎng)就可以求出波速。本實(shí)驗(yàn)通過低頻信號(hào)發(fā)生器控制換能器，信號(hào)發(fā)生器的輸出頻率就是聲波頻率。聲波的波長(zhǎng)用駐波法和行波法測(cè)量。下圖是超
3、聲波測(cè)聲速實(shí)驗(yàn)裝置圖?！ D1實(shí)驗(yàn)裝置和接線圖 1. 駐波法測(cè)波長(zhǎng) 由聲源發(fā)出的平面波經(jīng)前方的平面反射后，入射波與發(fā)射波疊加，它們波動(dòng)方程分別是： y1=Acos2πft? λx y2=Acos2πft+ 疊加后合成波為： x y=(2Acos2π)cos2πft cos2πλ=±1的各點(diǎn)振幅最大，稱為波腹，對(duì)應(yīng)的位置：x=±n2(n=0,1,2,3…)；cos2πλ=0的各點(diǎn)振幅最小，稱為波節(jié)，對(duì)應(yīng)的位置：x=±4(n=0,1,2,3…)。因此，只要測(cè)得相鄰兩波腹的位置Xn、Xn+1即可得波長(zhǎng)?！ ? x λ x目的-通過該培訓(xùn)員工
4、可對(duì)保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個(gè)行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場(chǎng)安保新項(xiàng)目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個(gè)人素質(zhì)的培訓(xùn)計(jì)劃 λ x 2.相位比較法測(cè)波長(zhǎng) 從換能器S1發(fā)出的超聲波到達(dá)接收器S2，所以在同一時(shí)刻S1與S2處的波有一相位差：φ=2π(其中λ是波長(zhǎng)，x為S1和S2之間距離)。因?yàn)閤改變一個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，相位差就改變 λx 2p。利用李薩如圖形就可以測(cè)得超聲波的波長(zhǎng)?！ ∷?、實(shí)驗(yàn)步驟 1. 連接儀器。 按照?qǐng)D1連接好儀器，使用前開機(jī)預(yù)熱10min
5、，自動(dòng)工作在連續(xù)被方式，選擇的介質(zhì)為空氣，觀察S1和S2是否平行?！ D2接線截圖 2. 測(cè)量信號(hào)源的輸出頻率????。 將示波器調(diào)整為y-t模式，觀察到正弦信號(hào)的波形，使S1和S2間的距離約為5cm；調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)射強(qiáng)度，波幅為5V，在350附近調(diào)節(jié)頻率，同時(shí)觀察波形，使信號(hào)幅度最大，此時(shí)頻率為329，即為本系統(tǒng)的諧振頻率。目的-通過該培訓(xùn)員工可對(duì)保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個(gè)行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場(chǎng)安保新項(xiàng)目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個(gè)人素質(zhì)的培訓(xùn)計(jì)
6、劃 3.駐波法測(cè)波長(zhǎng)和聲速?！ ∠蛴揖徛苿?dòng)S2，觀察示波器正弦信號(hào)的變化，選擇信號(hào)最大位置開始讀數(shù)，記為xi，取i=10，用逐差法求出聲波波長(zhǎng)和誤差。利用諧振頻率f0計(jì)算聲波波速和誤差?！ ?.用相位比較法測(cè)波長(zhǎng)和聲速?！ ⑹静ㄆ髡{(diào)整為X-Y工作方式。觀察示波器出現(xiàn)的李薩如圖形，緩慢移動(dòng)S2，當(dāng)重復(fù)出現(xiàn)該圖形時(shí)，說明相位變化了2π，即S1和S2之間移動(dòng)了一個(gè)波長(zhǎng)。沿右連續(xù)測(cè)量10個(gè)周期，用逐差法處理數(shù)據(jù)，求出波長(zhǎng)、聲速及誤差。 3 李薩如圖形 圖3Ф=0圖5Ф=π 4圖6Ф=π 2圖7Ф=3π 4 圖4Ф=π 圖8Ф=π 2 圖9Ф=
7、7π 4 圖10Ф=2π 4目的-通過該培訓(xùn)員工可對(duì)保安行業(yè)有初步了解，并感受到安保行業(yè)的發(fā)展的巨大潛力，可提升其的專業(yè)水平，并確保其在這個(gè)行業(yè)的安全感。為了適應(yīng)公司新戰(zhàn)略的發(fā)展，保障停車場(chǎng)安保新項(xiàng)目的正常、順利開展，特制定安保從業(yè)人員的業(yè)務(wù)技能及個(gè)人素質(zhì)的培訓(xùn)計(jì)劃 五、數(shù)據(jù)記錄及處理 1．基礎(chǔ)數(shù)據(jù)記錄 諧振頻率f0= 2．駐波法測(cè)量聲速 的平均值：?6?λ?i? i?1 λ的不確定度： 6 (? i ?)2 Si?1 ?? ?i(i?1)＝ 因?yàn)?，λi=(1i+6-1i)/3，Δ儀=所以，u2?? 33 ?儀＝ ?2
8、??S??u2? ?計(jì)算聲速： ?
