超声声速的测量中为什么要用信号放大器?

作者&投稿:友祥 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
超声波声速测量实验中,为什么要在超声换能器的谐振状态下测量~

测速原理:
v= fxλ (f为声波频率,λ为声波波长)
为此我们需要测得 f和λ
原因一:利用谐振现象,当发射换能器处于谐振状态时,其谐振频率即声波频率,由此定出f
原因二:实验装置采用柱波测距原理,相邻两波幅间距=相邻两波节间距=λ/2,为观测准确以减小实验误差,选取测量波幅间距,对应相邻谐振距离的间距

1\超声波无噪音
2\指向性好,驻波效果好
3\频率太高也不好,衰减大,波长太短不宜测准.30-40khz范围的波长在8-10mm左右,刚好较为满足测量的要求.

这要从两方面进行解释,首先,从驱动方面,由于物理量从传感器转换为的电信号很微弱,不足以驱动测量仪器,比如一般需要一个ttl电平,还有因为总有干扰信号,需要滤波的,信号太微弱是不行的,无法驱动滤波器;
从另一方面,如果这个测量系统是闭环的,那么这个放大器就是一个增益,经过系统的设计,确定其放大倍数,以达到做好的系统响应特性。一般来说,k值(放大倍数)在一定范围内,越大,系统的响应速度越快,对于测量声速,显然需要快的响应速度,所以也需要放大。
所以,放大器几乎是测量系统的必要元件。

because the result itself is very small

在传播中有能量损耗,信号放大器是三极管,三极管有放大功能


超声波声速测量实验中,为什么要在超声换能器的谐振状态下测量
如果激励源频率偏离换能器谐振点会导致声波信号输出功率降低2个数量级,甚至更多。而空气对超声波的衰减本来就强烈,若信号源微弱则很难完成测试。

声速测量中,用哪些方法进行测量()
声速测量中,用哪些方法进行测量()A.模拟法和感应法 B.补偿法和共振干涉法 C.相位比较法和时差法 D.相位比较法和补偿法 正确答案:相位比较法和时差法

声速测量中共振干涉法和相位比较法有何异同
相同之处: 都用连续波测量,均依靠示波器测量 不同之处:共振法:平行传播的声波与反射波产生干涉,形成驻波。改变半个波长的传播路程,驻波的波幅变化一个周期,从而可测得波长,乘以频率,得到声速。相位法: 比较接收波相对与发射波的相位差,改变一个波长的传播路径,相位变化360度,从而通过测看...

声波测量的原理是什么?
2. 从原理上讲,干涉法和相位法的原理是一致的,都是基于发射波和返回波形成驻波(在物理学中对应的概念是共振),通过测量波腹到波腹之间的距离或者驻波的相位差(为2π,即两个波腹到波腹之间的距离)来计算波速(波腹到波腹之间的距离是声波半波长的长度,通过波长与频率的乘积可以得到声速)。3. ...

声速的测量实验的内容有哪些?
声速的测量 思考题及解答 1.为什么需要在驻波系统共振状态下进行声速的测量 因为当驻波偏离共振状态时,驻波的形状不稳定且声压腹的振幅比共振时达到的 最大值小得多,当驻波系统处于共振,这时驻波腹出现稳定的最大振幅。2.用“驻波共振法”测波长时,如何调出示波器上正弦波形?⑴示波器“Y轴衰减”旋...

超声波测声速为什么存在误差?
从而测得两相邻极大值的间距。当发射面与反射面相距10cm左右时,正好处于远场区的开始阶段,入射波不能近似为标准的简谐波。因此与反射波叠加后不为标准的驻波,任意两相邻极大值的间距不等,导致在不同位置测得的两相邻极大值间的距离λ\/2不同,由此计算所得的超声波声速就会有较大的误差。

声速测量中共振干涉法和相位法有何异同
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。

声速测量实验中如何判断压电陶瓷处于共振状态
微转液槽,使射于液槽的平行光束垂直于液槽,同时观察视场内的衍射光谱亮度及对称性.重复上述操作,直到从目镜中观察到清晰而对称稳定的2–4级衍射条纹为止.此时可认为平行光束垂直射到光栅面.当压电陶瓷片处于共振状态时,衍射光谱的级次会显著增多且谱线更为明亮.而且,在稳定共振时,数字频率计显示的频率应...

超声波声速的测量为何要测温度
因为超声波在空气中的传播速度受温度影响。声波在空气中的传播速度与温度的关系是:v=331.5+0.6t (m\/s)超声波也是声波,也遵守上述式子,所以所测的速度跟温度有关系。

测量声速的方法有哪些
通过测量两个位置接收到炮声的时间差,并已知两个位置之间的距离,可以计算出声速。根据声速的定义,即声音在单位时间内在介质中传播的距离,推导得出声速等于距离除以时间差。2、声纳测量法 在声纳测量法中,通过在水下发射声波信号并在一定距离处接收回波信号,可以测量声波的传播时间。首先,一个声波源...

夏邑县18459977257: 声速测定实验中为什么要用超声波测声速 -
阴曲迪克: 超声波的频率高、波长短、指向性强!要用低频,你的设备要做多大啊?!

夏邑县18459977257: 声速的测定实验报告思考题答案 -
阴曲迪克: 声速的测量 思考题及解答 1.为什么需要在驻波系统共振状态下进行声速的测量因为当驻波偏离共振状态时,驻波的形状不稳定且声压腹的振幅比共振时达到的 最大值小得多,当驻波系统处于共振,这时驻波腹出现稳定的最大振幅. 2.用“驻波...

夏邑县18459977257: 测量声速的实验报告 -
阴曲迪克: 原发布者:湟淅瑾1、实验项目名称:声速测量2、实验目的:1.学会测量超声波在空气中传播速度的方法.2.理解驻波和振动合成理论.3.学会逐差法进行数据整理.4.了解压电换能器的功能和培养综合使用仪器的能力.三、实验原理:1.声波...

夏邑县18459977257: 在设计测量超声波的传播速度时为什么要在换能器谐振状态下测定空气中的声速 -
阴曲迪克: 如果激励源频率偏离换能器谐振点会导致声波信号输出功率降低2个数量级,甚至更多.而空气对超声波的衰减本来就强烈,若信号源微弱则很难完成测试.

夏邑县18459977257: 大学物理实验关于声速的测量 -
阴曲迪克: 压电陶瓷换能器的共振频率在超声波段,要测量可闻声波,也许要换一种共振频率低的压电陶瓷换能器,(一般的,面积比较大些的就可以了)可闻声波的波长一般都比较长,超声波在空气中的波长,最长为17mm左右.因此可闻声波更容易测量.但是可闻声波的方向性差,波长与实验器材的尺度太接近,容易产生各种干涉衍射现象,影响实验的测量.所以用超声来做这个实验.

夏邑县18459977257: 用超声波法测声波的速度为什么要在共振频率条件下进行声速测量?如何判断测量系统是否处于共振状态 -
阴曲迪克: 共振是有条件的,对于管共振来讲,一般是1/4波长共振,计算公式是:声波的1/4波长=管的长度+管径折算的有效长度;当发生共振后,就可以用管的长度和管径计算出波长,并计算出声速(频率乘波长=声速);不发生共振就计算不出波长,那声速就无法计算;判断测量系统是否处于共振状态就是测量声波能量是否处于最大,方法是用频率扫描,当声能量输出为最大时,记录输出频率,然后计算;对于管共振测量声速有一个缺陷,就是管径折算的有效长度问题;通常测量声速用驻波方法,测量驻波的相邻波峰或波节(半波长);

夏邑县18459977257: 声速的测量 实验中为什么使用30KHZ以上的超声波 -
阴曲迪克: 1\超声波无噪音 2\指向性好,驻波效果好 3\频率太高也不好,衰减大,波长太短不宜测准.30-40khz范围的波长在8-10mm左右,刚好较为满足测量的要求.

夏邑县18459977257: 测量声速时为什么要调整超生信号源的输出频率使发射换能器处于谐振状态 -
阴曲迪克: 信号源的频率等于驻波系统的固有频率时,发生驻波共振,声波波腹处振幅达到相对最大值,此时更便于测出波长λ,由ν=λf得出声速

夏邑县18459977257: 超声波声速测量实验中,为什么要在超声换能器的谐振状态下测量 -
阴曲迪克: 谐振状态小效率最高,信号最强.

夏邑县18459977257: 声速测量仪的使用? -
阴曲迪克: 声速测量仪必须配上示波器和信号发生器才能完成测量声速的任务.实验中产生超声波的装置如图所示.它由压电陶瓷管或称超声压电换能器与变幅杆组成;当有交变电压加在压电陶瓷管上时,由于压电体的逆压电效应,使其产生机械振动....

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