利用超声测车速 2018.7

超声波测车速物理题解法（原创实用版）目录1.超声波测速仪的原理2.超声波测速仪的测速方法3.多普勒效应在超声波测速中的应用4.超声波测速仪的实际应用举例5.总结正文超声波测车速物理题解法一、超声波测速仪的原理超声波测速仪是一种利用超声波测量物体速度的设备，主要由发射器、接收器和数据处理器等部分组成。

发射器向被测物体发射超声波，接收器接收反射回来的超声波，通过计算发射和接收之间的时间差，可以得到被测物体的速度。

二、超声波测速仪的测速方法超声波测速仪的测速方法主要有以下两种：1.直接测量法：通过发射和接收超声波，计算发射和接收之间的时间差，再根据声速和时间差计算出被测物体的速度。

2.间接测量法：通过多普勒效应，测量超声波在物体中的传播速度，从而得到物体的速度。

三、多普勒效应在超声波测速中的应用多普勒效应是指当发射源和接收器之间存在相对运动时，接收到的信号频率与发射源的实际频率存在偏差。

在超声波测速中，利用多普勒效应可以测量物体的速度。

四、超声波测速仪的实际应用举例假设一辆汽车在高速公路上行驶，我们用超声波测速仪测量汽车的速度。

首先，我们发射超声波，并在 0.2 秒后接收到反射回来的超声波，此时汽车距离测速仪的距离为 s1。

然后，在 0.3 秒后，我们再次发射超声波，并在 0.5 秒后接收到反射回来的超声波，此时汽车距离测速仪的距离为 s2。

根据两次测量得到的距离和时间，我们可以计算出汽车的速度。

五、总结超声波测速仪是一种利用超声波测量物体速度的设备，其原理是发射超声波，然后接收反射回来的超声波，通过计算发射和接收之间的时间差，可以得到被测物体的速度。

超声波测车速物理题解法
超声波测车速是一种常见的测速方法，它基于超声波在空气中传播的原理。

通过测量超声波在车辆前后位置之间传播的时间差，可以计算出车辆的速度。

解法如下：
1. 确定超声波的发射器和接收器的位置。

通常情况下，超声波的发射器放置在测速设备的前方，接收器放置在后方。

2. 发射器发射超声波，超声波在空气中以固定的速度传播。

设超声波的传播速度为v。

3. 车辆经过发射器后，接收器开始接收超声波。

测速设备记录下超声波从发射器到接收器的传播时间t1。

4. 当车辆完全经过接收器后，接收器停止接收超声波。

测速设备记录下超声波从接收器到发射器的传播时间t2。

5. 根据超声波传播的速度和时间差 t2 - t1，可以计算出车辆的速度。

具体计算方法如下：
车辆的速度v = 超声波的传播速度 * 时间差
例如，如果超声波的传播速度为340米/秒，时间差为0.1秒，
那么车辆的速度为340 * 0.1 = 34米/秒。

需要注意的是，超声波测速的精度受到多种因素的影响，如超声波的传播速度、发射器和接收器的位置精度、环境温度等。

在实际应用中，需要综合考虑这些因素以提高测速的准确性。

超声波测车速物理题解法
摘要：
一、超声波测车速的原理
1.超声波的发射与接收
2.多普勒效应的应用
二、超声波测车速的公式与计算方法
1.公式推导
2.具体计算方法
三、超声波测车速的应用场景与实际操作
1.高速公路测速
2.物理考试题目
正文：
超声波测车速是利用超声波的发射与接收原理，通过多普勒效应来计算车速的一种方法。

超声波是一种高频声波，其频率高于人耳能听到的声音频率范围。

超声波测车速的原理是利用超声波的发射与接收，通过多普勒效应来计算车速。

具体来说，测速仪会发出超声波信号，当这些信号遇到运动的车辆时，会被车辆反射回来。

测速仪接收到这些反射信号后，通过计算信号的频率变化，就可以得出车辆的速度。

超声波测车速的公式为：
车速= (接收频率- 发射频率) / 多普勒频率
其中，接收频率和发射频率是指测速仪接收到和发出的超声波信号的频率，多普勒频率是指超声波信号的频率变化。

在实际操作中，超声波测车速主要应用于高速公路等场景。

高速公路上的测速仪通常会发出超声波信号，并通过接收反射回来的信号来计算车辆的速度。

超声波测速仪的基本原理超声波测速仪的基本原理引言：超声波测速仪（Ultrasonic Doppler Velocimeter，简称UDV）是一种常见且广泛使用的测速仪器。

它基于超声波的特性，利用多普勒效应来测量流体的速度。

在本文中，我们将深入探讨超声波测速仪的基本原理，包括其工作原理、应用领域以及优势和局限性。

一、超声波测速仪的工作原理超声波测速仪通过发射和接收超声波信号来实现对流体速度的测量。

它主要包括发射器、接收器和信号处理器三个部分。

以下是超声波测速仪的工作原理步骤：1. 发射超声波信号：测速仪的发射器会产生一束超声波信号，并将其发送到测量目标中的流体中。

2. 超声波的反射与散射：发射的超声波信号在流体中会发生反射与散射，部分能量将被散射到指定的方向。

3. 接收超声波信号：测速仪的接收器会将散射和反射的超声波信号接收回来，并转化为电信号。

4. 多普勒频移：当流体中存在运动物体时，接收到的超声波信号的频率会发生多普勒频移。

5. 信号处理：信号处理器会分析接收到的信号，计算频率变化量，从而得到流体的速度信息。

二、超声波测速仪的应用领域超声波测速仪在多个领域有着广泛的应用，以下是其中几个常见领域：1. 水流测速：超声波测速仪可以用于测量河流、海洋以及工业管道中的水流速度。

这对于水资源管理、水环境保护以及水力工程等领域具有重要意义。

2. 气体流动：超声波测速仪也可用于测量气体流动的速度。

它在空气动力学研究、风洞实验以及燃烧研究等领域中发挥着重要作用。

3. 医学应用：超声波测速仪在医学领域中被广泛应用于血液流速监测、心脏功能评估以及血管狭窄程度的测量等方面。

4. 工业检测：超声波测速仪可用于工业领域的流体检测和质量控制。

它可以检测管道中的漏水情况，以及测量液体或气体在流经管道时的速度。

三、超声波测速仪的优势和局限性超声波测速仪具有以下优势：1. 非接触式测量：超声波测速仪可以在不直接接触被测流体的情况下进行测量，从而避免了污染和干扰。

超声波测车速1如图（a），停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速．在图（b）中，P1、P2是测速仪先后发出的超声波信号，n1 n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号．设测速仪匀速扫描，P1与P2之间的时间间隔为0.9秒，超声波在空气中传播的速度为340米/秒，假设被测汽车沿直线匀速行驶．（1）图b中每小格表示的时间是s．（2）测速仪第一次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是多少？（3）测速仪第二次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是多少？（4）汽车的速度是多少m/s？2．高速公路上常用超声波测速仪来测量汽车速度。

某次检测时，第一次发出信号到接收到超声波返回信号，用时0.4s，如图所示。

第二次发出到接收到返回信号用时0.3s，两次发出信号时间间隔是1s。

（假设超声波的速度为340m/s，且保持不变）求：（1）题目中被测汽车第一次接收到超声波时，汽车到超声波测速仪的距离S1是多少？（2）被测汽车两次接收到超声波的距离差S3是多少？（3）被测汽车的速度是多大？3.如图（a）所示，停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速．在图（b）中，P1、P2是测速仪先后发出的超声波信号，n1 n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号．设测速仪匀速扫描，P1与P2之间的时间间隔为0.9秒，超声波在空气中传播的速度为340米/秒，则被测车的车速为（）A．20米/秒B．25米/秒C．30米/秒D．40米/秒4．（2013•绍兴）交通部门常用测速仪检测车速。

测速原理是测速仪前后两次发出并接受到被测车反射回的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速，如图甲。

某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示，x表示超声波与测速仪之间的距离。

超声波测速仪测量车速例题：如图所示A 是高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图。

测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出的和接收的超声波信号间的时间差，测出被测物体的速度，图B 中P1、P2 是测速仪发出的超声波信号。

n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的超声波信号。

设测速仪匀速扫描 ，P1、P2之间的时间间隔t=1.0s ，超声波在空气中传播速度是v=340m/s ，若汽车是匀速 行驶的，则根据图B 可知，汽车 在接收到两个信号 之间的时间内前进的距离是多少？汽车的速度是多少 ？(图B 中所标数值为测速仪上显示屏上n1、n2 P1、P2各点之间距离。

)设第一次发射到接受所需的时间为t 1,(由图B 可知1.0s 对应3大格的长度)12.10.13t = t 1=0.4s 则汽车第一次接受到超声波时测速仪距离汽车的距离为s 1 s 1=21t ×340=68m 第二次发射到接受所需的时间为t 229.00.13t = t 2=0.3s t 1 t 21.0st 0.2s0.2s汽车第二次接受到超声波时测速仪距离汽车的距离为s 2S 2=23.0×340=51m 则两次汽车接受到超声波时相互之间的距离为S 1- S 2=68m-51m=17m两次汽车接受到超声波时的时间间隔为tt=1.0s-0.2s+0.15s=0.95s所以汽车的速度为v V=sm 95.017=17.8m/s 教你如何用WORD 文档 (2012-06-27 192246)转载▼标签： 杂谈1. 问：WORD 里边怎样设置每页不同的页眉？如何使不同的章节显示的页眉不同？答：分节，每节可以设置不同的页眉。

文件――页面设置――版式――页眉和页脚――首页不同。

2. 问：请问word 中怎样让每一章用不同的页眉？怎么我现在只能用一个页眉，一改就全部改了？答：在插入分隔符里，选插入分节符，可以选连续的那个，然后下一页改页眉前，按一下“同前”钮，再做的改动就不影响前面的了。

超声波测车速物理题解法一、超声波测车速原理超声波测车速是基于超声波传播的速度和时间来计算车辆行驶速度的一种方法。

超声波发生器发出超声波信号，经过车辆反射回来，然后由接收器接收反射回来的信号。

根据超声波在空气中的传播速度（约为340m/s）和传播时间，可以计算出车辆的速度。

二、超声波测车速物理题解法1.基础题型（1）题目特点：直接给出超声波传播的时间和速度，求车辆行驶速度。

解题步骤：1）根据超声波传播的时间和速度计算车辆行驶距离；2）根据行驶距离和时间计算车辆速度。

（2）题目特点：给出超声波传播的时间、速度和车辆行驶距离，求车辆速度。

解题步骤：1）根据超声波传播的时间和速度计算超声波传播的距离；2）根据车辆行驶距离和超声波传播距离比较，判断车辆是否处于静止状态；3）若车辆处于静止状态，直接得出车辆速度；若车辆处于运动状态，根据行驶距离和时间计算车辆速度。

2.进阶题型（1）题目特点：给出超声波传播的时间、速度和车辆行驶距离，但车辆速度与超声波传播速度不同。

解题步骤：1）根据超声波传播的时间和速度计算超声波传播的距离；2）根据车辆行驶距离和超声波传播距离比较，判断车辆是否处于静止状态；3）若车辆处于静止状态，直接得出车辆速度；若车辆处于运动状态，根据行驶距离和时间计算车辆速度；4）考虑车辆速度与超声波传播速度的差异，对计算结果进行修正。

（2）题目特点：车辆行驶过程中，超声波传播速度发生变化。

解题步骤：1）根据超声波传播的时间和速度计算超声波传播的距离；2）根据车辆行驶距离和超声波传播距离比较，判断车辆是否处于静止状态；3）若车辆处于静止状态，直接得出车辆速度；若车辆处于运动状态，根据行驶距离和时间计算车辆速度；4）根据超声波传播速度的变化，对计算结果进行修正。

3.综合题型（1）题目特点：给出超声波传播的时间、速度和车辆行驶距离，同时考虑车辆行驶过程中的加速度或减速度。

解题步骤：1）根据超声波传播的时间和速度计算超声波传播的距离；2）根据车辆行驶距离和超声波传播距离比较，判断车辆是否处于静止状态；3）若车辆处于静止状态，直接得出车辆速度；若车辆处于运动状态，根据行驶距离和时间计算车辆速度；4）根据题目给出的加速度或减速度，对计算结果进行修正。

超声波在车辆测速中的应用随着交通系统的发展，越来越多的传感器被应用在交通系统中。

其中超声波传感器由于其自身的优点在测距测速中得到了广泛的应用。

超声波是频率高于2okhz的声波，其波长短，方向性好．穿透能力强。

它在医学、军事、工业、农业上有很多的应用，可用于测距，测速、测厚、探伤和超声成像等。

超声波在空气中传播，遇到障碍物会反射回来，由发射与接收的时间差，可计算发射器到障碍物的距离。

与激光测距设备相比，超声波以其方便、简单、成本低等因素被广泛应用于短距离的测量中。

超声波测距是利用超声波指向性强、能量消耗缓慢并因而在特定介质中传输距离远的特点，通过发射具有特征频率的超声波实现对被摄目标距离的探测。

在交通系统中，利用超声波传感器测距测速有很重要的意义，不仅能采集到交通数据进行状态评估，而且还能有效地避免交通事故的发生。

在智能交通系统中，超声波传感器被安装在路边来测量通过车辆的速度，判断是否超速。

在无人驾驶智能车上安装超声波传感器，可以自动检测前车的距离，防止追尾事故；同时还可以检测前车的速度，做出是否超车的判断。

超声波测距模块至障碍物的距离s=（△t×v0）/2(1)式中：△t为超声波由升空至拒绝接受的用时：v0为超声波在空气中的传播速度，且与温度的关系为v0=331.5+0.6t(2)式中t为环境摄氏温度。

根据式（2）展开声速修正可以提升测量精度。

当超声波传感器恒定，被测物体以相对声速低速运动时，假设t1时刻测出被测物体与传感器距离为s1,t2时刻测得距离为s2，则超声波传感器与被测物体之间的相对速度v=（s2-s1）/(t2-t1)(3)当传感器装在车上进行运动测速时，如图1.1所示，假设车a运动速度为v1,假设t1时刻测得前车b与车a距离为s1,t2时刻测得距离为s2，则两车相对速度为△v=（s2-s1）/(t2-t1)（4）可以获得车b的速度为v2=v1+△v。

主芯片为飞思卡尔xls128,控制舵机的转动，33886驱动电路，驱动电机转动，同时光电传感器检测道路信息，将采集到的路面信息传回单片机，控制智能车的行驶方向。

高速公路超声波测速仪原理Ultrasonic speed measurement, also known as ultrasonic anemometry, is a non-contact speed measurement method that utilizes ultrasonic waves to determine the speed of an object. 超声速测量又称为超声风速计，是一种利用超声波测量速度的非接触式测量方法。

This technology is widely used in various fields, including traffic monitoring, industrial automation, and scientific research. 这项技术被广泛应用于交通监测、工业自动化和科学研究等各个领域。

One specific application of ultrasonic speed measurement is in the use of ultrasonic speed detectors on highways to monitor and enforce speed limits. 超声速测量的一个具体应用是在高速公路上使用超声速检测器来监测和执行速度限制。

In this application, ultrasonic speed detectors are used to measure the speed of vehicles and determine if they are exceeding the speed limit. 在这个应用中，超声速检测器用于测量车辆的速度，并确定它们是否超速。

The basic principle of ultrasonic speed measurement is the Doppler effect. 超声速测量的基本原理是多普勒效应。

1.利用超声波遇到物体发生反射，可测定物体运动的有关参量，图1—10（a）中仪器A和B通过电缆线连接，B为超声波发射与接收一体化装置，仪器A和B提供超声波信号源而且能将B接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形．现固定装置B，并将它对准匀速行驶的小车C，使其每隔固定时间T0发射一短促的超声波脉冲，如图1—10（b）中幅度较大的波形，反射波滞后的时间已在图中标出，其中T和△T为已知量，另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为v0，根据所给信息求小车的运动方向和速度大小．2.图1—9中的A是在高速公路上用超声测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号．根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度，图B中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号，设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔△t=1.0s，超声波在空气中传播的速度v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图中可知，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是_________m，汽车的速度是________m/s．3.省交管总局规定，“2002年1月1日开始在高速公路上行驶的大客车、大货车行驶速度不得超过。

小轿车行驶速度不得超过。

”这项条例的实现依赖于对车速及时、准确的测定，现假定用超声波测速仪测量车速，测量原理是：超声波测速仪每隔一相等时间，发出一超声脉冲信号(如图甲所示)，每隔一段时间接收到一经汽车反射回的该超声脉冲信号，若汽车匀速行驶，则间隔时间相同(如图乙所示)，根据发出和接收到的信号间的时间间隔差和声速，测出被测汽车的速度。

现有一发动机额定功率为100KW的小轿车正以的速度正对测速仪运行，若该车运行时所受阻力为，测速仪发出超声波信号的时间间隔，空气中的声速为，(1)该车运行时所能达到的最大速度为_______km/h。

(2) 该车此时的功率为。

(3)此时运行情景如下图，则________(填>、=、<号)，并推导求出为多少。

高一物理利用超声波测车速1、图1—9中的A 是在高速公路上用超声测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号．根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度，图B 中P 1、P 2是测速仪发出的超声波信号，n 1、n 2分别是P 1、P 2由汽车反射回来的信号，设测速仪匀速扫描，P 1、P 2之间的时间间隔△t=1.0s ，超声波在空气中传播的速度v=340m/s ，若汽车是匀速行驶的，则根据图中可知，汽车在接收到P 1、P 2两个信号之间的时间内前进的距离是_________m ，汽车的速度是________m/s ．图11．解：设测速仪扫描速度为v ′，因P 1、P 2在标尺上对应间隔为30小格，所以3030v t'==∆格/s ． 测速仪发出超声波信号P 1到接收P 1的反射信号n 1．从图B 上可以看出，测速仪扫描12小格，所以测速仪从发出信号P 1到接收其反射信号n 1所经历时间120.4s t v '=='．汽车接收到P 1信号时与测速仪相距1168m 2t S v ==声． 同理，测速仪从发出信号P 2到接收到其反射信号n 2，测速仪扫描9小格，故所经历时间290.3s t v =='．汽车在接收到P 2信号时与测速仪相距2251m 2t S v ==声．所以，汽车在接收到P 1、P 2两个信号的时间内前进的距离△S=S 1－S 2=17m ． 从图B 可以看出，n 1与P 2之间有18小格，所以，测速仪从接收反射信号n 1到超声信号P 2的时间间隔3180.6s t v =='． 所以汽车接收P 1、P 2两个信号之间的时间间隔为1230.95s 22t t t t ∆=++=． ∴汽车速度17.9Sv t∆==∆m/s ． 2、利用超声波遇到物体发生反射，可测定物体运动的有关参量，图1—10（a ）中仪器A 和B 通过电缆线连接，B 为超声波发射与接收一体化装置，仪器A 和B 提供超声波信号源而且能将B 接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形．现固定装置B ，并将它对准匀速行驶的小车C ，使其每隔固定时间T 0发射一短促的超声波脉冲，如图1—10（b ）中幅度较大的波形，反射波滞后的时间已在图中标出，其中T 和△T 为已知量，另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为v 0，根据所给信息求小车的运动方向和速度大小．图22．解：从B 发出第一个超声波开始计时，经2T 被C 车接收．故C 车第一次接收超声波时与B 距离102T S v =．第二个超声波从发出至接收，经T ＋△T 时间，C 车第二车接收超声波时距B 为202T TS v +∆=，C 车从接收第一个超声波到接收第二个超声波内前进S 2－S 1，接收第一个超声波时刻12T t =，接收第二个超声波时刻为202T T t T +∆=+．所以接收第一和第二个超声波的时间间距为2102T t t t T ∆∆=-=+．故车速0021002222C v TTv S S v T T tT T ∆∆-===+∆∆+∆．车向右运动．A B(a )3. 省交管总局规定，“2002年1月1日开始在高速公路上行驶的大客车、大货车行驶速度不得超过。

如图是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图．测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度．图b中P1、P2是测速仪发出的超声波，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号．设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔△t=0.8s，超声波在空气中传播的速度是v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图b可知，图中每小格表示的时间是0.027秒，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是13.6米．分析：由题意可知，P1、P2的时间间隔为0.8秒，根据图b所示P1、P2的间隔的刻度值，即可求出图中每小格表示的时间；以及P1、n1和P2、n2之间间隔的刻度值．可以求出P1、n1和P2、n2之间的时间，即超声波由发出到接收所需要的时间．从而可以求出超声波前后两次从测速仪汽车所用的时间，结合声速，进而可以求出前后两次汽车到测速仪之间的距离．解答：解：P1、P2的间隔的刻度值为30个格，时间长为0.8秒，因此图中每小格表示的时间为t=0.8s30=0.027s；因为P1、n1之间间隔的刻度值为12，所以对应的时间为0.32秒；P2、n2之间间隔的刻度值9，所以对应的这两点之间对应的时间为0.24秒．P1、n1之间的时间为超声波第一次从测速仪发出后遇到行进的汽车又回来所用的时间，所以超声波传播到汽车所用的时间t1为0.16秒．由此可以求出汽车在接收到p1的信号时汽车与测速仪之间距离：S1=vt1=340m/s×0.16s=54.4m；同理可求出汽车在接收P2信号时汽车与测速仪之间的距离：S2=vt2=340m/s×0.12s=40.8m．由此可知，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离：S=54.4m-40.8m=13.6m．故答案为0.027，13.6．点评：本题综合考查速度和声波的计算，确定声音传播的时间是本题的难点，注意紧扣公式然后找出相关物理量才是解答本题的关键．水缸穿裙子，天就要下雨是什么物理现象水缸“穿裙子”是指在盛水的水缸外表面，平着水面所在位置往下，出现一层均匀分布的小水珠下雨前，大气中水蒸气含量增加，而水缸中水面以下的部分温度较低，水蒸气接触缸壁遇冷液化成小水滴，附着在水缸外表面上，于是水缸便穿上了裙子。

超声波测量车速原理
超声波测速是一种常见的测量车速的方法。

其原理是利用超声波的传播速度与物体运动速度之间的关系，通过测量超声波信号的时间差来计算车速。

超声波是一种高频声波，其频率通常在20kHz以上。

超声波可以穿透某些材料，如水、金属等，因此被广泛用于非接触式测量。

超声波测速利用超声波的传播速度与物体运动速度之间的关系
来测量车速。

当超声波从传感器发出并被车辆反射回来时，传感器可以测量两次波信号之间的时间差。

根据声波传播速度的已知值，以及时间差，可以计算出物体的运动速度。

超声波测速有许多优点，例如可以实现非接触式测量、精度高、响应速度快等。

然而，需要注意的是，超声波测量车速的精度受到许多因素的影响，如天气、路面状况等，需要进行定期的校准和维护。

总之，超声波测量车速是一种常见的测速方法，其原理是利用超声波的传播速度与物体运动速度之间的关系，通过测量超声波信号的时间差来计算车速。

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超声波测速实验报告大学物理仿真试验报告——超声波测速大学物理仿真实验报告时间：2009.11.18实验人：XXX 班级：XXX 学号：XXXX 实验名称：超声波测声速试验目的：1.了解超声波的产生、发射、和接收方法；2.用驻波法、相位比较法测量声速。

实验仪器：SV-DH系列声速测试仪，示波器，声速测试仪信号源。

实验原理：由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ，只要知道频率和波长就可以求出波速。

本实验通过低频信号发生器控制换能器，信号发生器的输出频率就是声波频率。

声波的波长用驻波法（共振干涉法）和行波法（相位比较法）测量。

下图是超声波测声速实验装置图。

1.驻波法测波长由声源发出的平面波经前方的平面反射后，入射波与发射波叠加，它们波动方程分别是：叠加后合成波为：振幅最大的各点称为波腹，其对应位置：振幅最小的各点称为波节，其对应位置：因此只要测得相邻两波腹（或波节）的位置Xn、Xn-1即可得波长。

2.相位比较法测波长从换能器S1发出的超声波到达接收器S2，所以在同一时刻S1与S2处的波有一相位差：。

因为x改变一个波长时，相位差就改变2π。

利用李萨如图形就可以测得超声波的波长。

实验内容及操作步骤：1．接线2．调整仪器（1）示波器的使用与调整使用示波器时候，请先调整好示波器的聚焦。

然后鼠标单击示波器的输入信号的接口，把信号输入示波器。

接着调节通道1，2的幅度微调，扫描信号的时基微调。

最后选择合适的垂直方式选择开关，触发源选择开关，内触发源选择开关，Auto-Norm-X-Y开关，在示波器上显示出需要观察的信号波形。

输入信道的信号是由实验线路的连接决定的。

（2）信号发生器的调整根据实验的要求调整信号发生器，产生频率大概在35KHz左右，幅度为5V 的一个正弦信号。

由于本实验测声速的方法需要通过换能器（压电陶瓷）共振把电信号转为声信号，然后再转为电信号进行的，所以在开始测量前需要调节信号的频率为换能器的共振频率。

难点微专题5——超声波测车速A. 方法点拨:1.超声波测速问题的第一个难点是因为涉及到了两个物体的运动，即声波和汽车，所以画出 非常重要。

2.注意超声波发出信号时汽车正在向和超声波相遇的位置运动，即超声波发出时汽车 和超声波相遇的位置。

如题：如图是模拟交警测速的简化示意图。

B 为超声波测速仪，它能发射短暂的超声波脉冲信号，并能接收反射信号。

模拟测速时，一辆小车一直沿水平长直路面背离B 匀速运动。

假设B 在t 0＝0s 时开始发射信号，t 1＝0.4s 时接收到运动的小车反射回来的信号；t 2＝3.8s 时再次发射信号，t 3＝4.6s 时又接收到反射回来的信号。

已知超声波的速度为340m/s 。

则小车匀速运动的速度为 m/s 。

解法一：画示意图ms s s m t t v S m s s s m t t v S 1362)8.36.4(/3402)(682)04.0(/3402)(232011=-⨯=-==-⨯=-=声声第一次相遇的时刻在s ss t t t 2.0204.02014=-=-=第二次相遇的时刻在s ss s t t t t 2.428.36.48.322325=-+=-+= 两次相遇的时间间隔s s s t t t 42.02.445=-=-=车这段时间内汽车行驶的路程m m m s s d 686813612=-=-=小车匀速运动的速度s m sm t d v /17468===车车 解法二：画示意图ms s s m t t v S m s s s m t t v S 1362)8.36.4(/3402)(682)04.0(/3402)(232011=-⨯=-==-⨯=-=声声两次相遇的时间内汽车行驶的路程m m m s s d 686813612=-=-=超声波第一次发出时汽车在A 处，第二次发出时汽车在C 处，所以汽车从A 处运动至C 处的时间s s s t t t AC 8.308.302=-=-=汽车从A 运动至B 与超声波从E 传至B 的时间相等s ss t t t AB 2.0204.0201=-=-= 汽车从C 运动至D 与超声波从E 传至D 的时间相等s s s t t t CD4.028.36.4223=-=-=汽车从B 运动至D 所用时间s s s s t t t t CD AB AC BD 44.02.08.3=+-=+-= 小车匀速运动的速度s m smt d v /17468===车车 B. 例题讲解：题型一：求车速1．如图，停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差就能测出车速。

超声波测车速1如图（a），停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速．在图（b）中，P1、P2是测速仪先后发出的超声波信号，n1 n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号．设测速仪匀速扫描，P1与P2之间的时间间隔为0.9秒，超声波在空气中传播的速度为340米/秒，假设被测汽车沿直线匀速行驶．（1）图b中每小格表示的时间是s．（2）测速仪第一次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是多少？（3）测速仪第二次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是多少？（4）汽车的速度是多少m/s？2．高速公路上常用超声波测速仪来测量汽车速度。

某次检测时，第一次发出信号到接收到超声波返回信号，用时0.4s，如图所示。

第二次发出到接收到返回信号用时0.3s，两次发出信号时间间隔是1s。

（假设超声波的速度为340m/s，且保持不变）求：（1）题目中被测汽车第一次接收到超声波时，汽车到超声波测速仪的距离S1是多少？（2）被测汽车两次接收到超声波的距离差S3是多少？（3）被测汽车的速度是多大？3.如图（a）所示，停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速．在图（b）中，P1、P2是测速仪先后发出的超声波信号，n1 n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号．设测速仪匀速扫描，P1与P2之间的时间间隔为0.9秒，超声波在空气中传播的速度为340米/秒，则被测车的车速为（）A．20米/秒B．25米/秒C．30米/秒D．40米/秒4．（2013•绍兴）交通部门常用测速仪检测车速。

测速原理是测速仪前后两次发出并接受到被测车反射回的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速，如图甲。

某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示，x表示超声波与测速仪之间的距离。