相位比较法测量空气中声速实验的改进研究

利用现代信息技术对相位比较法测量空气中的声速实验进行改进,以Arduino和Labview为基础搭建的声速测量装置,实验成本低、测量精度高,同时还具有一定的可移植性,对于弥补传统实验的不足具有重要价值.

相位比较法在声速测量中的应用

介绍了在声速测定实验中利用声速测定仪、双踪示波器、低频信号发生器等实验仪器 ,提出了测量声驻波相位的一种直观方法 ,采用信号发生器发出的信号直接输入Y1 ,将接收器接收到的信号输入Y2 ,X轴仍输入扫描信号。在测量声压驻波振幅变化规律的同时与原信号的相位进行比较 ,可看到相位发生变化的规律。从而证实驻波相位的特点 ,在相邻 2个波节间的各点同相 ,而位于 1个波节的 2侧的 2点反相。用李萨如图形法测量声速误差较小。

驻波法与相位比较法声速测量实验的对比研究

在驻波法声速测量实验中出现了次峰现象,由于次峰的干扰难以准确测量声速;在相位比较法声速测量实验中,也出现了类似现象,在不该出现一三象限直线的地方,出现了幅度较小的一三象限直线,容易导致测量出错.为此,搭建了全自动声速测量系统,通过数据采集卡采集信号,通过单片机和步进电机驱动器控制步进电机的转动,利用步进电机带动丝杠转动,从而实现声波接收器的运动.通过上位机完成绘图和数据存储.分别采用驻波法和相位比较法进行声速测量.在驻波法测量过程中,采用有效值检测模块将声波接收器产生的高频交变电压信号转化为直流电压信号;在相位比较法测量过程中,采用相位差测量模块实现相位测量的数字化.实验结果表明：驻波法和相位比较法各有优缺点.将两种方法得到的数据进行比较,可以更好地发现并消除次峰的影响,实现声速更高精确的测量.

驻波法与相位比较法测声速实验探讨

驻波法与相位比较法是大学物理实验中采用的两种测声速的方法。传统教材中对两种测量方法的描述存在一些误区。如驻波法测声速实验里通常认为,接收端测量到的信号是按理想驻波规律变化的驻波信号,和实验中实际观察到的现象有很多不吻合的地方。而相位比较法则认为接收器和发射器之间声波没有反射,这是不合理的。本文从波动方程出发,利用波的叠加原理,从理论方面重新分析了发射端和接收端之间的声场,让学生更好的理解两种测量方法。

相位比较法测频原理及误差分析

介绍了相位比较法测量频率准确度及稳定度、日波动的方法 ,分析了不同扰动下的比相状态 。

相位比较法测定超声波的波速

介绍相位比较法测量超声波的波速的基本原理和方法，且测量超声波在空气及水中的传播速度。

关于相位比较法测声速的研究

声速测定实验因为涉及到多种理论和实验方法的结合,从而成为力热实验中的一个重要的综合性实验。论文严格推导出声位移驻波的波节附近的声压驻波可以化为一行波,从而实现从驻波场中经换能片输出一行波,通过比较其相位测定声速。解释了声速测定实验中长期存在的疑惑,通过实验测量验证了理论推导结果的正确性。

声波多次往返叠加对相位比较法测量声速的影响

相位比较法测量声速实验中,由于声波在传输过程中存在衰减、反射以及在收、发换能器之间多次反射叠加,当收、发换能器间距较小时,发射信号和接收信号合成的李萨如图形变化规律与理论不一致,即,接收器移动1个波长的距离,示波器中观察到合成直线段在同相和反相区域分别连续出现多次,该现象影响了学生对实验现象的判断和实验测量.本文通过理论计算分析,声波在收、发换能器之间的多次往复反射叠加次数增加,声波传输衰减小和换能器表面反射系数大会增大该现象产生的强度和持续的空间范围,理论计算直观地说明了接收器接收的声压信号与空气振动信号之间的关系和利用相位比较法测量声速的合理性.

全自动相位差法声速测量实验数据的处理

根据相位比较法声速测量数据的特点,采用数据处理手段将能量损耗的影响消除掉;为排除次峰的影响,考虑到声速测量数据中极值点的出现具有空间周期性,利用傅里叶变换处理数据得到待测信号的空间频谱图,确定了声波的波长并计算出声速.数据处理结果表明:由于消除了能量损耗的影响,排除了次峰干扰,使相位比较法测量声速的相对误差从0.97%减小为0.06%,也验证了次频共振现象是形成次峰的重要原因.

SV4型声速组合测定仪测声速三种方法的比较

用SV4型声速测定仪测声速有三种方法:共振干涉法、相位比较法、时差法.从实验原理、实验仪器、实验操作以及可能的实验误差四方面对三种方法进行比较.

一种新量子遗传算法及其应用

提出一种新量子遗传算法 (NQGA) ,其核心是采用量子比特相位比较法更新量子门和自适应调整搜索网格的策略 ,NQGA具有收敛速度快、全局寻优能力强和计算时间短的特点 .文中通过典型复杂函数测试和应用实例表明 。

空气中声速测量实验研究

通过实验,应用相位比较法和驻波法对空气中的声速测量进行了研究.结果表明,声波在空气中传播的主要能量损失为粘滞吸收;应用相位比较法,以直线为基准位置、取值间隔为半波长,对声速的测量结果最为精确;驻波法中形成的声场不是理想驻波场,且波节处振幅不为零.

基于附加低频信号的单相接地故障选线法

研究了小电流接地系统的特点,在此基础上分析了各种保护,讨论了存在的问题,提出利用附加低频信号技术进行小电流接地系统保护和故障选线的新理论。该理论的主要特点是采用低频信号,通常选用12.5Hz、14.5Hz等系列,其大小约为50Hz的1/N(N>1)。在此基础上进行了保护分析,建立了电路模型,分析了该理论的各相关参数的计算方法。同时阐述了该理论的优点:利用该理论不会改变系统的运行状态,同时也几乎不受实际负荷变化的影响。根据该方法的原理和特点,最后提出利用幅值法和相位比较法可以进行可靠选线。

大学物理实验探究教学——以声速的测定为例

以超声波声速测定实验为例,通过循序渐进的方式启发学生去探究和思考出一种新的声速测定实验方法,该方法测量的数据计算结果比较理想,方法可靠。实验教学中启发学生自己去探究和思考,让学生有成就感,有助于激发学生学习兴趣,对学生的创新意识和创新思维的培养起到了很好的作用。

声速测量原理中的两个问题

指出声速测量原理中存在两个令人困扰的问题 :用共振干涉法进行测量时 ,两换能器表面处空气质元皆为驻波的波节 ,系统的震动如何被激发 ;目前是大学物理实验教材中关于声速测量的共振干涉法和相位比较法实验原理存在内在的矛盾。通过对实际情况作适当近似 (忽略媒质对声波的吸收 ,且反射皆为全反射 ) ,求解波动方程 ,给出了两种方法所测电压信号的具体形式 ,由此指明两种实验方法各自的实验依据 。

声速测量及不确定度分析

介绍了分别用共振干涉(驻波)法、相位比较法和时差法测量声速的原理、实验装置及实验结果,同时对实验结果进行了比较,通过不确定度及其来源分析,得出几种方法的相对误差和不确定度关系。

基于Matlab GUI的超声声速仿真课件制作

利用Matlab GUI制作超声声速仿真课件。课件主要包含动画演示模块、模拟测量模块和数据处理模块。模拟测量模块可模拟利用驻波法、相位比较法测量超声波波长,并可实现数据的自动读取、自动记录。数据处理模块可以导入数据自动计算声速并给出其与理论值的误差。

空气中的声速测量

空气中的声速测量是个综合性很强的物理实验,在实际应用中也具有非常重要的意义,因此许多高等院校都把它列为必选的基础实验。本文用共振干涉法和相位比较法对空气中的声速进行了研究,得到声波在空气中的传播速度分别为341.54以及341.99m s-1,与理论值343.54 m s-1比较接近,最后对实验数据进行了误差处理。

声速测量实验仪器和方法的改进

通过对声速测量的三种方法进行比较 ,得出用共鸣管驻波法测量声速 ,学生最易操作 ,但实验中出现的二个问题 ,本文将对其实验仪器和实验方法提出改进 ,加以修正 ,从而得到很好的实验效果。

声速测量实验中多谐振频率点现象的分析

流体中声速测量实验是大学物理实验的基本内容之一,通常采用共振干涉法和相位比较法测量超声波的波长。本文发现了测量过程中的多谐振频率点现象,系统研究了其影响因素并对其原因和物理意义进行了剖析。结果表明,不同介质及发射和接收器在不同距离条件下,均会影响谐振频率位置。基于不同谐振点现象的研究分析,引入系统共振频率概念,加深了对谐振频率及共振频率的理解和认识。