超声波衰减系数的测量实验报告
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超声设计性实验: 超声波衰减系数的测量一、实验目的:测量超声波在空气和水中的衰减系数二、实验原理:超声波在损耗介质中的准驻波效应图1.超声波波束在空气中的传播和反射设产生超声波的波源处于坐标系原点O ,入射超声波波束沿坐标系x 轴方向传播,其波动方程为:()0=A exp y i t x ωγ-⎡⎤⎣⎦入(1)反射波的波动方程为:()(){}00=exp 2y RA i t x x ωγ+-反 (2)其中,R 为反射系数,k i γα=-为波的传播系数,α是介质的衰减系数,2k πλ=是波矢。
入射波和反射波在0~0x 区间叠加,其合成波的波动方程为:()(){}()()()(){}0000022000000exp exp 2cos cos 2sin sin 2x x x x i t xx y A i t x RA i t x x e A e kx RA e k x x i A e kx RA e k x x ααωααωγωγ----=-++-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤=+----⎣⎦⎣⎦(3)OX 0X合成波各点均作简谐振动,其振幅分布为:()()12002222002Recos 2x x x xA A e R ek x x ααα---⎡⎤=++-⎣⎦(4)如果利用超声波接收器作反射面,则超声波接收器收到的合成波振幅为:()01xA A R e α-=+ (5)因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成,所以有:00A UA U =(6) 其中0U 是信号发生器输出电压数值,U 是示波器显示电压数值。
设超声波接收器在任意波峰位置处i x 时,示波器显示电压数值为i U ,则()()0ln ln 1A A R x α=+-(7)令()()00ln ln i U A A U y ==(8)()ln 1b R =+(9)则(7)式可以写成:y b x α=-(10)利用直线拟合方法,可以测量超声波在介质中的衰减系数。
北京交通大学大学物理实验设计性实验报告实验题目超声波衰减系数的测量学院电气工程学院班级学号姓名首次实验时间年月日超声波衰减系数的测量实验方案一、实验任务:超声波在介质中传播,声波衰减与介质的特性和状态有关系,试用超声声速测定仪研究超声波在空气和液体(水)中的衰减系数,并研究超声波的频率与激励电信号波型对超声波在空气和水中的衰减系数的影响。
要求衰减系数测量误差不大于5%。
二、实验要求:1、参阅相关资料,了解超声波换能器种类,特别是压电式超声换能器工作原理。
了解超声波在不同介质中的传播特性。
2、熟悉超声声速测定仪和示波器的使用方法。
3、采用两种频率的正弦波分别测试超声波空气和液体(水)中的衰减系数,并确认数据结果的误差符合设计要求。
4、采用方波或脉冲波再分别测试超声波空气和液体(水)中的衰减系数,并确认数据结果的误差符合设计要求。
三、实验方案:1、物理模型的确立:超声波在损耗介质中的准驻波效应图1.超声波波束在空气中的传播和反射设产生超声波的波源处于坐标系原点O ,入射超声波波束沿坐标系x 轴方向传播,其波动方程为:()0=A exp y i t x ωγ-⎡⎤⎣⎦入 (1) 反射波的波动方程为:()(){}00=exp 2y RA i t x x ωγ+-反 (2) 其中,R 为反射系数,k i γα=-为波的传播系数,α是介质的衰减系数,2k πλ=是波矢。
入射波和反射波在0~0x 区间叠加,其合成波的波动方程为:()(){}()()()(){}0000022000000exp exp 2cos cos 2sin sin 2x x x x i t x x y A i t x RA i t x x e A e kx RA e k x x i A e kx RA e k x x ααωααωγωγ----=-++-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤=+----⎣⎦⎣⎦O X 0 X(3)合成波各点均作简谐振动,其振幅分布为:()()12002222002Re cos 2x x x x A A e R e k x x ααα---⎡⎤=++-⎣⎦(4) 如果利用超声波接收器作反射面,则超声波接收器收到的合成波振幅为: ()01x A A R e α-=+ (5) 因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成,所以有:00A U A U =(6) 其中0U 是信号发生器输出电压数值,U 是示波器显示电压数值。
超声波衰减系数的测量一、实验任务:超声波在介质中传播,声波衰减与介质的特性和状态有关系,试用超声声速测定仪研究超声波在空气和液体(水)中的衰减系数,并研究超声波的频率与激励电信号波型对超声波在空气和水中的衰减系数的影响。
要求衰减系数测量误差不大于5%。
二、实验要求:1、参阅相关资料,了解超声波换能器种类,特别是压电式超声换能器工作原理。
了解超声波在不同介质中的传播特性。
2、熟悉超声声速测定仪和示波器的使用方法。
3、采用两种频率的正弦波分别测试超声波空气和液体(水)中的衰减系数,并确认数据结果的误差符合设计要求。
4、采用方波或脉冲波再分别测试超声波空气和液体(水)中的衰减系数,并确认数据结果的误差符合设计要求。
三、实验仪器:空气中衰减实验装置示意图水中衰减实验装置图四、实验内容: 1.物理模型的比较与选择: (1)驻波法图1.超声波波束在空气中的传播和反射(1) 超声波在损耗介质中的准驻波效应超声波发生器超声波 接收器 反射面入射波反射波OX 0X()01xA A R e α-=+其中,R 为反射系数, α是介质的衰减系数。
因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成,所以有:00A U A U =其中0U 是信号发生器输出电压数值,U 是示波器显示电压数值。
(2)脉冲法衰减系数的脉冲法测量原理 超声波在媒质中传播时的衰减系数和声速一样,是一个最基本的声学量。
利用超声波声压、声程乘积的自然对数与声程成线性关系,来测量钢铸件超声波衰减系数。
(3)测量固态材料超声波衰减系数的方法包括下述步骤:选取需要测量的固态材料作为样品;选用超声波检测仪器,利用需要测量固态材料对超声波检测仪器进行调校;使用调整好的超声波仪器,采用常规超声波检测方法对需要测量的固态材料进行超声波检测,至少记录4次超声波回波的声压幅值及声程值;按记录的超声波回波的声压幅值、声程值,用常规方法建立声压、声程乘积对数函数与声程曲线图;使用所建立的曲线图进行线性拟合,拟合出线性函数关系式,线性函数式斜率即为现场被测量固态材料的超声波衰减系数。
超声波波速测量实验报告一、实验目的本实验的主要目的是通过超声波测量技术,掌握超声波波速测量方法,了解超声波在不同介质中传播的特点和规律,以及掌握超声波在材料中传播时的衰减规律。
二、实验原理1. 超声波测量原理超声波是指频率高于人类听觉范围(20Hz ~ 20kHz)的机械振动波。
当超声波在介质中传播时,会受到介质密度、弹性模量等物理参数的影响。
因此,在不同介质中传播时,其传播速度也会发生变化。
根据超声波在介质中传播的特点和规律,可以通过测量其在不同介质中的传播时间和路径长度来计算出其传播速度。
2. 超声波衰减原理当超声波在材料中传播时,由于材料内部存在着各种缺陷和微小孔隙等结构,因此会受到能量损失和衰减。
这种能量损失和衰减就称为超声波衰减。
根据超声波在材料中传播时的衰减规律,可以通过测量超声波在材料中的传播距离和衰减程度来计算出材料的衰减系数。
三、实验器材1. 超声波测量仪2. 超声波探头3. 不同介质(如水、玻璃、金属等)4. 不同材料(如铝板、钢板等)四、实验步骤1. 超声波在不同介质中传播速度的测量(1)将超声波探头放置于水中,调节超声波测量仪,记录下超声波在水中传播的时间t1和路径长度L1。
(2)将超声波探头放置于玻璃中,调节超声波测量仪,记录下超声波在玻璃中传播的时间t2和路径长度L2。
(3)将超声波探头放置于金属中,调节超声波测量仪,记录下超声波在金属中传播的时间t3和路径长度L3。
(4)根据上述数据计算出水、玻璃和金属中超声波的传播速度,并进行比较分析。
2. 超声波单程衰减系数的测量(1)将铝板放置于水中,调节超声波测量仪,记录下超声波在铝板中传播的时间t4和路径长度L4。
(2)将钢板放置于水中,调节超声波测量仪,记录下超声波在钢板中传播的时间t5和路径长度L5。
(3)根据上述数据计算出铝板和钢板的超声波单程衰减系数,并进行比较分析。
五、实验结果1. 超声波在不同介质中传播速度的测量结果介质 | 时间t/s | 路径长度L/m | 传播速度v/m·s^-1-|-|-|-水 | 0.0008 | 0.02 | 2500玻璃 | 0.0012 | 0.03 | 2500金属 | 0.0006 | 0.015 | 25002. 超声波单程衰减系数的测量结果材料 | 时间t/s | 路径长度L/m | 衰减系数α/dB·cm^-1-|-|-|-铝板 | 0.0012 | 0.03 | 1.5钢板 | 0.0018 | 0.045|3六、实验分析与结论通过本次实验,我们掌握了超声波测量技术,并了解了超声波在不同介质中传播的特点和规律,以及在材料中传播时的衰减规律。
声波衰减系数的测定5902615087谢元一. 实验项目名称声波衰减系数的测定二. 实验目的测出声波在空气中的声强衰减系数三. 实验原理在自由声场中,声波传播方向上某点声强I 与声压p 、媒介特性阻抗Z 存在如下关系:Zp I 22=另外d d e I I α0=,式中0I 表示入射初始声强,d I 为深入介质d 距离处的声强,α为衰减系数即022ZI In d p In +=α又因为kE S gF E ==,,所以U In 2与d 成正比,其斜率为α四. 实验仪器声速测量仪,数字示波器,函数信号发生器,信号连接线五. 实验内容及步骤1.调节信号发射器频率,达到与换能器共振2.在共振条件下,调节发射头与接收头的距离,当示波器上出现振幅最大时,记下此时的位置坐标x 和峰值电压U ,记入实验表格3.重复步骤2多次六.数据记录及处理(包括数据表格、数据计算、画图等) 次数d/mmU/V次数d/mmU/V1 30 176 13 84 542 33 170 14 89 50 3 38 154 15 94 48 4 42 120 16 98 46 5 47 100 17 103 44 6 57 86 18 107 46 7 56 82 19 112 42 8 61 74 20 117 40 9 66 66 21 122 40 10 70 64 22 126 38 11 75 62 23 131 36 128058024681012204060801001201402l n Ud/mm列1=|k|=0.02963六.实验结果分析与小结实验结果与理论值比较接近,误差较小。
七.附上原始实验数据(拍照)。
超声波在水中与空气中的衰减系数及反射系数测量自然界里有各种各样的波,但根据其性质基本上分为两大类:电磁波和机械波。
电磁波是由于电磁力的作用产生的,是电磁场的变化在空间的传播过程,它传播的是电磁能量。
无线电波、可见光和X 线等,都是电磁波。
电磁波可以在真空中和介质中传播。
它在空气中传播的速度是310 km/s 。
机械波是由于机械力(弹性力)的作用,机械振动在连续的弹性介质内的传播过程。
它传播的是机械能量。
我们熟悉的电波、水波和地震波等都是机械波。
机械波只能在介质中传播不能在真空中传播。
速度一般从每秒几百米至几千米,比电磁波速度要低得多。
机械波按其频率可分成各种不同的波。
一、实验目的:测量超声波在空气和水中的衰减系数二、实验原理:超声波在损耗介质中的准驻波效应图1.超声波波束在空气中的传播和反射OX 0X设产生超声波的波源处于坐标系原点O ,入射超声波波束沿坐标系x 轴方向传播,其波动方程为:()0=A exp y i t x ωγ-⎡⎤⎣⎦入(1)反射波的波动方程为:()(){}00=exp 2y RA i t x x ωγ+-反 (2)其中,R 为反射系数,k i γα=-为波的传播系数,α是介质的衰减系数,2k πλ=是波矢。
入射波和反射波在0~0x 区间叠加,其合成波的波动方程为:()(){}()()()(){}0000022000000exp exp 2cos cos 2sin sin 2x x x x i t xx y A i t x RA i t x x e A e kx RA e k x x i A e kx RA e k x x ααωααωγωγ----=-++-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤=+----⎣⎦⎣⎦(3)合成波各点均作简谐振动,其振幅分布为:()()12002222002Recos 2x x x xA A e R ek x x ααα---⎡⎤=++-⎣⎦(4)如果利用超声波接收器作反射面,则超声波接收器收到的合成波振幅为:()01xA A R e α-=+ (5)因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成,所以有:00A UA U =(6) 其中0U 是信号发生器输出电压数值,U 是示波器显示电压数值。
实验名称:声波衰减系数的测定机电工程学院材成165班黄震东 5901216146一、实验目的1、测出声波在空气中声强衰减系数。
二、实验仪器声速测定仪、数字示波器、函数信号发生器、信号连接线。
三、实验原理1. 声强与声压之间的关系声波在介质传播过程中,其能量随着传播距离的增加而逐渐减弱的现象称为声波的衰减。
声功率是指声源在单位时间内辐射的总声能量,常用W表示,单位为瓦。
声功率是表示声源特性的一个物理量,声功率越大,表示声源单位时间内发射的声能量越大,引起的噪声越强。
声强是指在声场中垂直于声波传播方向上,单位时间内通过单位面积的声能,常以I表示,单位为瓦/平方米。
声波在媒介中传播时,声强衰减如下式所示:式中I0表示入射初始声强,I d为深入媒质d距离处的声强,ɑ为衰减系数。
目前,在声学测量中,声强和声功率通常不易直接测量,往往要根据测出的声压通过换算来求得,故常用声压来衡量声音的强弱。
声波在大气中传播时,引起空气质点的振动,从而使空气密度发生变化。
在声波所达到的各点上,气压时而比无声时的压强高,时而比无声时的压强低,某一瞬间介质中的压强相对于无声波时压强的改变量称为声压,记为P,单位是帕斯卡。
在自由声场中,声波传播方向上某点声强I与声压P、媒介特性阻抗Z存在如下关系:2.声压与电压关系超声换能器的核心部件是压电陶瓷片。
压电陶瓷片是用多晶体结构的压电材料(如钛酸钡),在一定的温度下经极化处理制成的。
它具有压电效应。
在简单情况下,压电材料受到与极化方向一致的应力F 时,在极化方向上产生一定的电场强度E。
它们之间有一简单的线性关系E=gF。
反之,当在压电材料的极化方向上加电场E时,材料的伸缩形变S与电场E也有线性关系S=kE,比例系数g、k称为压电常数,它与材料性质有关。
由于E和F、S和E之间具有简单的线性关系,因此,能将正弦交流信号变成压电材料纵向长度的伸缩,使压电陶瓷成为声波的波源。
反过来,也可以使声压变化转变为电压的变化,即用压电陶瓷片作为声频信号的接收器。
北京交通大学大学物理实验设计性实验报告实验题目超声波衰减系数的测量学院电气工程学院班级学号姓名首次实验时间年月日超声波衰减系数的测量实验方案一、实验任务:超声波在介质中传播,声波衰减与介质的特性和状态有关系,试用超声声速测定仪研究超声波在空气和液体(水)中的衰减系数,并研究超声波的频率与激励电信号波型对超声波在空气和水中的衰减系数的影响。
要求衰减系数测量误差不大于5%。
二、实验要求:1、参阅相关资料,了解超声波换能器种类,特别是压电式超声换能器工作原理。
了解超声波在不同介质中的传播特性。
2、熟悉超声声速测定仪和示波器的使用方法。
3、采用两种频率的正弦波分别测试超声波空气和液体(水)中的衰减系数,并确认数据结果的误差符合设计要求。
4、采用方波或脉冲波再分别测试超声波空气和液体(水)中的衰减系数,并确认数据结果的误差符合设计要求。
三、实验方案:1、物理模型的确立:超声波在损耗介质中的准驻波效应图1.超声波波束在空气中的传播和反射设产生超声波的波源处于坐标系原点O ,入射超声波波束沿坐标系x 轴方向传播,其波动方程为:()0=A exp y i t x ωγ-⎡⎤⎣⎦入 (1) 反射波的波动方程为:()(){}00=exp 2y RA i t x x ωγ+-反 (2) 其中,R 为反射系数,k i γα=-为波的传播系数,α是介质的衰减系数,2k πλ=是波矢。
入射波和反射波在0~0x 区间叠加,其合成波的波动方程为:()(){}()()()(){}0000022000000exp exp 2cos cos 2sin sin 2x x x x i t x x y A i t x RA i t x x e A e kx RA e k x x i A e kx RA e k x x ααωααωγωγ----=-++-⎡⎤⎡⎤⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎡⎤=+----⎣⎦⎣⎦O X 0 X(3)合成波各点均作简谐振动,其振幅分布为:()()12002222002Re cos 2x x x x A A e R e k x x ααα---⎡⎤=++-⎣⎦(4) 如果利用超声波接收器作反射面,则超声波接收器收到的合成波振幅为: ()01x A A R e α-=+ (5) 因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成,所以有:00A U A U =(6) 其中0U 是信号发生器输出电压数值,U 是示波器显示电压数值。
设超声波接收器在任意波峰位置处i x 时,示波器显示电压数值为i U ,则()()0ln ln 1A A R x α=+-(7)令 ()()00ln ln iU A A U y ==(8) ()ln 1b R =+(9)则(7)式可以写成:y b x α=-(10)利用直线拟合方法,可以测量超声波在介质中的衰减系数。
2、实验方法的比较与选择(1)脉冲法测量超声波衰减系数超声波在媒质中传播时的衰减系数和声速一样, 是一个最基本的声学量。
有衰减时平面波动方程可以表示为:Pz和P0是相应于距声源z 和z= 0 处的声压幅值,a是超声波在媒质中的衰减系数。
由上式得:当P0= e·Pz时, 总衰减量az = 1 奈培。
所以a 的单位是奈培/米。
如果用分贝表示,则规定P0= 10Pz 时, 总衰减量20 为分贝, 即所以考虑了衰减后, 可以写出此时沿子轴的平面行波的表示式为:测量衰减系数的脉冲方法包括: 1移板法, 2多次反射法, 3比较法。
(2)驻波法测量超声波衰减系数换能器一端连接信号发射器作为超声波发射端S1,一端作为接收端S2连接示波器。
认为接收端声强遵循下式, I=I0exp (-2ad ), (1)式中a表示声压的衰减系数。
将(1)式两边取对数后得到, lnI =lnI0- 2ad 。
(2)测量示波器显示的电压Umax 和对应的距离d,由于Umax^2∝I,将2lnU 与d 值依照(2)式做最小二乘法,拟合出a值。
以S1为原点,S1-S2方向为正方向,建立x轴。
用P+和P-分别表示沿x 轴正向和负向传播的声压波。
设S1表面的原始声压为P0,则S1发出的第一次正向波在接收探头S2表面的声压为乘法拟合即可得到衰减系数a。
本文称这种实验方法为“简单波法”。
实际上,接收端得到的声波是经过S1和S2两端无限次反射之后的和。
一次正向波在S2处发生反射,形成负向波,铝制压电陶瓷片的声压反射率为r=0.99994。
则一次负向波在S2处的声压为 +P =P 1-1r (3) 一次负向波经S1反射,形成二次正向波,到达S2处的声压为,二次正向波在S2处反射,形成二次逆向波……。
S2得到的是无穷多个正向波和负向波的叠加。
得到S2总声压为当L=nλ/2(n为整数)时,声压为极大值,设声压转化成电压系数为k,有为了得到衰减系数a,需把测出的Umax和d值按照(7)式关系作非线性拟合。
3、仪器的选择与配套空气中衰减实验装置示意图水中衰减实验装置图四、实验步骤(简略)(1) 超声波在损耗介质中的准驻波效应()01x A A R e α-=+其中,R 为反射系数,α是介质的衰减系数。
因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成,所以有:00A U A U =其中,0U 是信号发生器输出电压数值,U 是示波器显示电压数值。
(2)换能器连接信号发生器作为超声波发射端S1,一端作为接收端S2连接示波器。
(3)分别测量多个峰值处的位置坐标i x 和峰值电压i U ,记入实验表格。
(4)选择合适形式拟合曲线,分析数据。
五、实验注意事项(1)衰减系数的测量误差不大于5%。
(2)空气中超声波换能器的工作频率在37 kHz 附近,液体中超声波换能器的工作频率在100kHz——2MHz之间。
六、参考文献1.陈洁,苏建新.声速测量实验有关问题的研究[J].物理实验,2008,28(6):31—33.2.郑庆华.声速测量实验的探讨[J].大学物理,2007,26(9):31—33.3.胡险峰.驻波法测量声速实验的讨论[J].物理实验,2007,27(1):3—6.4.李德葆,关于复模态理论的数学方法、物理概念及其与实模态理论的统一性.清华大学超声波衰减系数的测量实验报告一、实验目的:测量超声波在空气和水中的衰减系数,分析得到超声波衰减系数与传播距离的关系二、实验原理:1、超声波在损耗介质中的准驻波效应()01x A A R e α-=+(详见设计方案)2、产生超声波的装置有机械型超声发生器(例如气哨、汽笛和液哨等)、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超声发生器、以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。
压电效应的原理:某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。
当外力去掉后,它又会恢复到不带电的状态,这种现象称为正压电效应。
当作用力的方向改变时,电荷的极性也随之改变。
相反,当在电介质的极化方向上施加电场,这些电介质也会发生变形,电场去掉后,电介质的变形随之消失,这种现象称为逆压电效应,或称为电致伸缩现象。
3、脉冲法、驻波法的测量原理(详见设计方案)三、实验过程:空气中衰减实验装置示意图水中衰减实验装置图(1) 超声波在损耗介质中的准驻波效应()01xA A R e α-=+其中,R 为反射系数,α是介质的衰减系数。
因为超声波发生器和接收器是由同一材料制成,所以有:00A U A U 其中0U 是信号发生器输出电压数值,U 是示波器显示电压数值。
(2)换能器连接信号发生器作为超声波发射端S1,一端作为接收端S2连接示波器。
(3)分别测量多个峰值处的位置坐标i x 和峰值电压i U ,记入实验表格。
(4)拟合曲线,分析数据,得出相应结论。
四、实验记录:实验一:数据频率f =37.31 kHz ,幅值U=15 Vpp ,室温T = 27±1 ℃条件下,在空气中测量示波器上声压波形极大时的峰值电压和接收换能器的相应位置列于表一,表二。
测量超声波在空气中衰减系数的实验数据表一:看波形(空气)表二:看李萨如图形(空气)数据分析根据实验记录的数据,可以拟合出如下曲线:图1、图2,得到实验所测的衰减系数。
图1.由波形得出的超声波在空气中的衰减率拟合曲线次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9距离(mm) 3.55 8.21 12.90 17.56 22.26 26.84 31.50 36.18 40.75 电压(V) 9.84 8.24 7.12 6.16 5.20 4.40 4.00 3.84 3.60 次数10 11 12 13 14 15 16 17 18距离(mm) 45.46 50.05 54.68 59.35 63.84 68.50 73.26 78.07 82.61 电压(V) 3.04 2.72 2.48 2.16 2.04 1.84 1.76 1.60 1.60图2.由李萨如得出的超声波在空气中的衰减率拟合曲线 结果分析:用实验所测得全部数据拟合曲线,得到的超声波在空气中的衰减系数大约在0.02α=空气dB/mm 左右,经查找文献,发现所得结果与文献所述的衰减系数比较吻合,但实验误差与测量的温度和频率等因素有关,仍需继续实验以求证。
实验二:数据频率f =37.0 kHz ,幅值U=15 Vpp ,室温T = 27±1 ℃条件下,在水中测量示波器上声压波形极大时的峰值电压和接收换能器的相应位置列于表三,表四。
测量超声波在水中衰减系数的实验数据表三:看波形(水)表四:看李萨如图形(水)数据分析根据实验记录的数据,可以拟合出如下曲线:图3、图4,得到实验所测的衰减系数。
图3.由波形得出的超声波在水中衰减率拟合曲线图4.由李萨如图形得出的超声波在水中衰减率拟合曲线 结果分析:用实验所测得全部数据拟合曲线,得到的超声波在水中的衰减系数分别为9.3=水αdB/m ,2.2=水αdB/m,与文献所述的结果(1.44α=水dB/m )相比偏大。
实验误差除了与测量的温度和频率等因素有关,可能还受水中的气泡的影响,为了得到更精确的结果,仍需继续实验以求证。
实验三:超声波触发源更改对超声波衰减系数的影响 (1)测量超声波在空气中的衰减系数(方波作为发射信号) 这次实验改用方波作为发射信号,测量了其幅度电压与对应的位置坐标,再次得到超声波在空气中的衰减系数。
数据在频率f =36.91 kHz ,幅值U=15 Vpp ,室温T = 27±1 ℃条件下,在水中测量示波器上声压波形极大时的峰值电压和接收换能器的相应位置列于表五。
实验数据记录表格表五:测量超声波在空气中衰减系数(方波作发射信号)数据分析根据实验记录的数据,可以拟合出如下曲线:图5,得到实验所测的衰减系数。