1.
拟合出直线为。
所以水中声速应该为0.14979 cm/μs,即1497.9m/s,与理论值1464m/s误差为2.3%<3%。
2.实验中使用铝合金样品
当样品长度为25.05mm时,三次测得的△t均为8μs,则△t/2=4μs。传播速度应为25.05/8=6.2625mm/μs,即626.5m/s。
当样品长度为50.02mm时,三次测得的△t均为16μs,则△t/2=8μs。传播速度应为50.02/8=6.2525mm/μs,即625.5m/s。
由此,声波在样品中的传播速度为(626.5+625.5)/2 m/s=625 m/s。
3.选择较短的铝合金圆柱样品(d1=25.05mm)作为腹壁,较长的铝合金圆柱样品(d2=50.02mm)作为脏器壁。
第一反射面t1=1.88μs,第二反射面t2=3.20μs,
第三反射面t3=4.00μs,第四反射面t4=13.88μs,
声波在铝合金中的传播速度为6250m/s,在水中的传播速度为1464m/s,
d1=1464*(3.20-1.88)/1000000=1.932mm
d2=6250*(4.00-3.20)/1000000=5.000mm
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专业班级:材料91 姓名: 09021010
一、实验目的
(1)、了解超声波的发射和接收方法。
(2)、加深对振动合成、波动干涉等理论知识的理解。
(3)、掌握用干涉法和相位法测声速。
二、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(共装置图。
波与发射波叠加,它们波动方程分别是:
叠加后合成波为:
的各点振幅最大,称为波腹,对应的位置:
( n =0,1,2,3??)
的各点振幅最小,称为波节,对应的位置:
( n =0,1,2,3??)
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。 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:φ=2∏x/λ,其中λ是波长,x为S1和S2之间距离)。因为x改变一个波长时,相位差就改变2∏。利用李萨如图形就可以测得超声波的波长。
三、实验仪器
超声声速测定仪:主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺。 函数信号发生器:提供一定频率的信号,使之等于系统的谐振频率。 示波器:示波器的x, y轴输入各接一个换能器,改变两个换能器之间的距离会影响示波器上的李萨如图形。并由此可测得当前频率下声波的波长,结合频率,可以求得空气中的声速。
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院、系机械与电气工程学院
专业班级机械125班第五组
姓名李泉军同组人##
实验日期 20## 年 11 月 21 日
一、实验原理
通过超声波发射装置发出超声波,根据接收器接到超声波时的时间差就可以知道距离了。这与雷达测距原理相似。 超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。(超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离(s),即:s=340t/2)
二、超声波工作原理简介
(1) 采用IO口TRIG触发测距,给至少10us的高电平信号;
(2)模块自动发送8个40khz的方波,自动检测是否有信号返回;
(3)有信号返回,通过IO口ECHO输出一个高电平,高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340M/S))/2; 本模块使用方法简单,一个控制口发一个10US以上的高电平,就可以在接收口等待高电平输出.一有输出就可以开定时器计时,当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间,方可算出距离.如此不断的周期测,即可以达到你移动测量的值
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电子信息系统综合设计报告
超声波测距仪
目录
摘要... 3
第一章 绪论... 3
1.1 设计要求... 3
1.2 理论基础... 3
1.3 系统概述... 4
第二章 方案论证... 4
2.1 系统控制模块... 5
2.2 距离测量模块... 5
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超声波测距系统实物设计报告
一.设计要求
1.测量距离不小于0.3米,数字显示清晰,无数字叠加,动态显示测量结果,更新时间约为0.5秒左右。
2.测量精度优于0.1米,显示精度0.01米。
3.距离小于0.3米时,蜂鸣器发出”嘀嘀”报警。
4.测量距离超过1.0米时,指示灯显示超量程。
二.系统设计思路
1.原理框图
2.系统组成模块
(一)40KHZ方波产生电路
1、分析:利用555定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路,通过理论计算加上微调电阻和电容的值,得到所需频率的矩形波,当R2远大于R1时,矩形波的占空比接近50%,可近似为方波。
2、单元电路如下图;
3、参数计算:
4、仿真结果:
(二)2Hz时钟信号发生电路:
1、分析:利用555定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路,通过理论计算加上调整电阻和电容的值,得到所需频率的矩形波。其中占空比在70%以上。
2、单元电路如下所示:
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超声波测量声速
实验报告
——大学物理仿真实验
学院:生命学院
班级:生基硕01
姓名:廖崇兵
学号:10123011
实验日期:20##年6月3日—9日
交报告日期:20##年6月10日
一、 实验目的
1. 了解超声波的产生、发射和接收的方法;
2. 用驻波法和相位比较法测声速。
二、 实验仪器
1. 超声声速测定仪:主要部件是两个压电陶瓷换能器和一个游标卡尺。
2. 函数信号发生器:提供一定频率的信号,使之等于系统的谐振频率。
3. 示波器:示波器的x, y轴输入各接一个换能器,改变两个换能器之间的距离会影响示波器上的李萨如图形。并由此可测得当前频率下声波的波长,结合频率,可以求得空气中的声速。
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