Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ. Установка предназначена для измерения скорости про-дольных звуковых волн в воздухе и металлах




 

Установка предназначена для измерения скорости про-дольных звуковых волн в воздухе и металлах. Определение скорости звуковых волн в воздухе основано на фазовом из-мерении длины звуковой волны, распространяемой между ис-точником звука (громкоговоритель) и приемником звука (микрофон):

 

, (8.13)

 

где – расстояние между громкоговорителем и микрофо-ном, соответствующее фазам колебаний при ; .

Определение скорости звуковых волн в металлических стержнях основано на резонансном методе. На концах стер-жней закреплены шайбы из ферромагнитного материала. Стержень жестко закреплен в плоскости геометрического центра тяжести. С одной стороны стержня на расстоянии 0,1 – 0,3 мм находится датчик, возбуждающий колебания в стержне. Изменяя частоту генератора, подключенного к датчику, меняют частоту тока, протекающего через индук-тивность датчика. Конец стержня при этом начинает притя-гиваться к датчику с частотой тока, и в нем возникают про-дольные волны, которые отражаются от другого конца стер-жня. При плавном изменении частоты можно получить сто-ячую волну. На другом конце стержня колебания воспри-нимаются приемником и подаются на вертикальный вход осциллографа.

При стоячей волне звуковых колебаний образуется ре-зонанс, т.е. собственная частота колебаний стержня совпа-дает с возбуждающей частотой, что сопровождается увели-чением амплитуды сигнала приемника. При первой резо-нансной частоте на стержне уложатся две четверти стоячей волны (одна полуволна). По известной длине стержня мож-но определить длину звуковой волны и рассчитать ее ско-рость в стержне по формуле:

 

, (8.14)

 

где – длина стержней, равная 300 1 мм.

Конструкция установки (рис. 8.1) включает штатив 1, на основании которого закреплен электронный блок 2. Над электронным блоком на стойке штатива закреплен крон-штейн 10, на концах которого крепится датчик 5 и при-емник 4. К средней части кронштейна при помощи замка 8 крепятся стержни 3. В верхней части штатива закрепляется волновод 9, предназначенный для определения скорости звука в воздухе.

 
 

Волновод представляет собой воздушный канал, на од-ном торце которого закреплена головка громкоговорителя 6, а другой торец канала закрыт декоративной крышкой 11. Микрофон устройства закреплен на ползуне 7, который поз-воляет перемещать его вдоль воздушного канала и фикси-ровать различные фазы звуковых колебаний. Для этого на заднюю панель установки выведены четыре клеммы, две из которых подключены к источнику питания датчика, а две – к микрофону. Подключив к указанным клемам входы гори-зонтальной и вертикальной развертки осциллографа типа С1-55, предварительно приведенного в режим работы "Фазовая плоскость", можно наблюдать на его экране фигу-ры Лиссажу. При перемещении микрофона форма фигур Лиссажу изменяется, что позволяет контролировать раз-ность фаз колебаний в различных точках воздушного канала.

Частота колебаний изменяется с помощью частотомера, индикатор которого выведен на переднюю панель электрон-ного блока. Кроме того, на передней панели находятся кнопки "Воздух" и "Металл", позволяющие коммутировать сигналы генератора на головку громкоговорителя или на датчик соответственно. Частотомер предназначен для изме-рения частоты до 9999 Гц. При поступлении бóльшей час-тоты измеряемого сигнала индикатор начинает мигать с частотой 1 Гц.

Кроме того, на переднюю панель электронного блока вы-ведены индикатор включения сети и ручки регулирования частоты и амплитуды выходного сигнала. На задней панели имеется клемма заземления, а также кнопка "Контроль", при нажатии которой в случае нормальной работы частотомера индицируется контрольная частота 1024 Гц.







Дата добавления: 2015-10-02; просмотров: 154. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия