首页 > 

用相位比较法测声速的误差分析

时间:2024-04-26 03:08:19 浏览量:22330

大物声速测量实验报告时差法

用相位比较法测声速的误差分析?

相位法测量声速一般用于实验室测量。通过对比接收波相对于发射波的相位变化,测出周期,再乘以频率就可以得到声速。相对于驻波法测声速,准确度还是比较高的,一般可达1~2%。但是很多实际的声波不是正弦波,这样就无法用相位法测量了。而且,声波在实际介质中传播时,相位会随介质密度的变化、混响等而变化,带来误差。另外对于固体介质,也较难进行测量。所以实际上工程中较少应用,而是使用时差法,就是发射一个声波脉冲,接收端测量时间差,知道传播路程后就可测得声速。这种方法几乎适合大部分介质。但其测得的是群速,与相位法测得的相速有区别。

声速测量中共振干涉法、相位法、时差法有何异同?

从波源上说,干涉法、相位法用的是连续波,时差法用的是脉冲波。

从测量仪器上说,干涉法、相位法要用示波器、刻尺和频率计,时差法用的是计时仪器和刻尺。

从原理上说,干涉法、相位法原理相同,均是发射波和返回波形成驻波(在力学里对应的称共振),测量波腹到波腹之间的距离或驻波相位差为2Pi(两个波腹到波腹之间的距离)距离来计算波速(波腹到波腹之间的距离为声波长的1/2,用波长乘以频率既得声速),这种方法的优点是通过示波器观测波形直观,又可以讲解驻波和李萨如图形,涉及知识点较多,一般学校都会选择这两种方法做测量,缺点是波腹和相位差所对应的示波器波形判断人为因素太大,测量出来的数据偏差较大;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。