超聲波在固體中傳播速度的測(cè)量【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、學(xué)會(huì)用時(shí)差法測(cè)定超聲波在固體中的傳輸速度。2、學(xué)會(huì)用逐差法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3、熟悉超聲波發(fā)生器、數(shù)字顯示尺、數(shù)字示波器等儀器的使用?！緦?shí)驗(yàn)原理】在固體中傳播的聲波是很復(fù)雜的，它包括縱波、橫波、扭轉(zhuǎn)波、彎曲波、表面波等，而且各種聲速都與固體棒的形狀有關(guān)，金屬棒一般為各向異性結(jié)晶體，沿任何方向可有三種波傳播。時(shí)差法測(cè)量原理在實(shí)際工程中，時(shí)差法測(cè)量聲速得到廣泛的應(yīng)用。時(shí)差法測(cè)試聲速的基本原理是基于速度公式：CL (1)tΔLΔt，從而計(jì)算出聲波的傳播速度C實(shí)驗(yàn)上，在一定的距離之間由控制電路定時(shí)發(fā)出一個(gè)聲脈沖波，經(jīng)過一段距離的傳播后到達(dá)接收換能器。接收到的信號(hào)經(jīng)放大，濾波后由高精度計(jì)時(shí)電路求出聲波從發(fā)出到接收這個(gè)在介質(zhì)傳播中經(jīng)過的時(shí)間，從而計(jì)算出在某一介質(zhì)中的傳播速度。只因?yàn)椴挥媚繙y(cè)的方法，而由儀器本身來計(jì)測(cè)，所以其測(cè)量精度相對(duì)于駐波法和相位比較法要高。同樣在液體中傳播時(shí)，由于只檢測(cè)首先到達(dá)的聲波的時(shí)間，而與其它回波無關(guān)，這樣回波的影響比較小，因此測(cè)量的結(jié)果較為準(zhǔn)確，所以工程中往往采用時(shí)差法來測(cè)量。圖1發(fā)射波與接收波【儀器與器材】SVX-7SV-DH-7A型測(cè)試架、數(shù)字示波器、材料樣品（玻璃棒?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟】測(cè)量超聲波在鋁棒中傳播速度圖5 時(shí)差法測(cè)量超聲波在固體中傳播速度接線圖按圖2（），SVX-7聲速測(cè)試儀信號(hào)源上的計(jì)時(shí)器不跳字為好。S1端面朝上豎立放置于托盤上，在換能器端面和長(zhǎng)固體棒A0的端面上涂上適量的耦合劑，再把長(zhǎng)固體棒A0放在發(fā)射面上，使其緊密接觸并S2A0S2體棒A0端面接觸。這時(shí)SVX-聲速測(cè)試儀信號(hào)源上的計(jì)時(shí)器的讀數(shù)為t0(s)SV-DH-7型測(cè)試架上數(shù)顯尺給出固體棒A0L0(mm)S2長(zhǎng)固體棒A1(與A0完全相同)兩端面上涂上適量的耦合劑，置于下面的固體棒A0之上，S2t1，固體棒A1L1，將相應(yīng)數(shù)據(jù)填在表1中。C1，提升接收換能器S2，將另一根短固體棒A2上適量的耦合劑，置于下面的長(zhǎng)固體棒A1之上，并保持良好接觸，再移下接收換能器S2t2，短固體棒A2L2。將相應(yīng)數(shù)據(jù)填在表1中。測(cè)量超聲波在有機(jī)玻璃棒中傳播速度G0G1和G2，測(cè)量步驟1.2中，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。測(cè)量超聲波在有機(jī)玻璃和鋁連接棒中傳播速度2G0G1A0/1玻璃棒和鋁棒中的速度，測(cè)量步驟（1）～（4）1.3并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。【注意事項(xiàng)】避免聲速測(cè)試儀信號(hào)源的發(fā)射換能器發(fā)射S1與接收換能器S2接收端面短路。S2接收端面與材料棒接觸過緊。SV-DH-7A型測(cè)試架上的數(shù)顯尺用后應(yīng)關(guān)閉電源?！緮?shù)據(jù)處理】1 C1=(L1-L0)/(t-t)計(jì)算得長(zhǎng)固體棒A/G1中的超聲波聲速C11 2 C2=(L2-L1)/(t-t)計(jì)算得短固體棒A/G2中的超聲波聲速C22 C1C2C，并根據(jù)提供的參考值計(jì)算百分誤差Δ(%)。2 (3)C=(L2-L0)/(t-t)C2 L(mm)it(μs)iCL(mm)it(μs)iC(m/s)iC(m/s)0------1LLC10CC1tt1 0C 1 222CLL 22 1tt2 1Δ＝AL(mm)it(μs)iCL(mm)it(μs)iC(m/s)iC(m/s)0------1LLC101ttCCC122=1 02CLL 22 1tt2 1Δ＝GL(mm)it(μs)iCL(mm)it(μs)iC(m/s)iCAG(m/s)0------1C1LLtt101 0C 2LLtt02C 2LLAG12 02tt2 1固體中的縱波聲速參考數(shù)據(jù)：鋁：CA=5150m/s， 有機(jī)玻璃：CG=2200由于多種原因，實(shí)際測(cè)得的聲速范圍可能會(huì)較大?！舅伎碱}】1、聲速測(cè)量中共振干涉法、相位法、時(shí)差法有何異同？2、聲音在不同介質(zhì)中傳播有何區(qū)別？聲速為什么會(huì)