声速的测定实验报告 1、实验目的（1）学会用驻波法和相位法测量声波在空气中传播速度。

（2）进一步掌握示波器、低频信号发生器的使用方法。

（3）学会用逐差法处理数据。

2、实验仪器超声声速测定仪、低频信号发生器DF1027B 、示波器ST16B 。

3、实验原理3．1 实验原理声速V 、频率f 和波长λ之间的关系式为λf V =。

如果能用实验方法测量声波的频率f 和波长λ，即可求得声速V 。

常用的测量声速的方法有以下两种。

3．2 实验方法3．2．1 驻波共振法（简称驻波法）S 1发出的超声波和S 2反射的超声波在它们之间的区域内相干涉而形成驻波。

当波源的频率和驻波系统的固有频率相等时，此驻波的振幅才达到最大值，此时的频率为共振频率。

驻波系统的固有频率不仅与系统的固有性质有关，还取决于边界条件，在声速实验中，S 1、S 2即为两边界，且必定是波节，其间可以有任意个波节，所以驻波的共振条件为：3,2,1,2==n nL λ（1）即当S 1和S 2之间的距离L 等于声波半波长的整数倍时，驻波系统处于共振状态，驻波振幅最大。

在示波器上得到的信号幅度最大。

当L 不满足（1）式时，驻波系统偏离共振状态，驻波振幅随之减小。

移动S 2，可以连续地改变L 的大小。

由式（1）可知，任意两个相邻共振状态之间，即S 2所移过的距离为：()22211λλλ=⋅-+=-=∆+n n L L L n n （2）可见，示波器上信号幅度每一次周期性变化，相当于L 改变了2λ。

此距离2λ可由超声声速测定仪上的游标卡尺测得，频率可由低频信号发生器上的频率计读得，根据f V ⋅=λ，就可求出声速。

3．2．2 两个相互垂直谐振动的合成法（简称相位法）在示波器荧光屏上就出现两个相互垂直的同频率的谐振动的合成图形——称为李沙如图形。

其轨迹方程为：()()φφφφ122122122122-=--⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛Sin Cos A A XY A Y A X （5）在一般情况下，此李沙如图形为椭圆。

当相位差12=-=∆φφφ时，由（5）式，得xA A y 12=，即轨迹为一条处在于第一和第三象限的直线[参见图16—2(a)]。

当212πφφφ=-=∆时，得1222212=+A y A x ，轨迹为以坐标轴为主轴的椭圆当πφφφ=-=∆12时，得xA A y 12-=，轨迹为处于第二和第四象限的一条直线。

改变S 1和S 2之间的距离L ，相当于改变了发射波和接受波之间的相位差（φφφ12-=∆），荧光屏上的图形也随之变化。

显然，L 每变化半个波长（即)21π=-=∆+L L L n n ，位相差φ∆就变化π。

随着振动相位差从0→π的变化，李沙如图形就按图16——2(a) →（b ）→(c)变化。

因此，每移动半个波长，就会重复出现斜率符号相反的直线。

测得波长和频率f ，根据λf V =，就可计算出声速。

4、实验内容（1） 熟悉声速测定仪该仪器由支架、游标卡尺和两只超声压电换能器组成。

两只超声压电换能器的位置分别与游标卡尺的主尺和游标相对定位，所以两只换能器相对位置距离的变化量可由游标卡尺直接读出。

两只超声压电换能器，一只为发射声波用（电声转换），一只为接收声波（声电转换），其结构完全相同。

发射器的平面端面用以产生平面声波；接收器的平面端面则为声波的接收面和反射面。

压电换能器产生的波具有平面性、单色性好以及方向性强的特点。

同时可以控制频率在超声波范围内，使一般的音频对它没有干扰。

（2） 驻波法测量声速1）按图接好线路，把换能器S 1引线插在低频信号发生器的“功率输出孔”，把换能器S 2接到示波器的“Y input ”。

2）打开电源开关，把频率倍乘按钮×10K 压入，调节幅度电位器，使数码显示屏读数5--8V 电压,电压衰减按钮为20dB ；波形选择为正弦波（弹出状态）。

3）压入示波器电源开关，把示波器Y 衰减开关VOLTS/DIV 置0.5v 档，Y 输入方式置AC 位。

扫描档TIME/DIV 为20us ，触发源（触发TRIG ）选择“内同步INT ”；触发方式为“自动”。

4）移动S 2位置，目测S 1与S 2的距离为3cm 左右，调整低频信号发生器的“频率调节”波段开关，调节频率微调电位器，使数码显示屏的频率读数为34.000—36.000KHz 范围。

观察示波器，当屏幕的波形幅度最大时，说明换能器S 1处于共振状态。

记下频率f 值（实验过程中，频率f 不许改变，否则影响实验数据）。

5）示波器荧幕的波形若不在中央，可调节垂直或水平位移电位器；波形太小（可能不稳定）或太大，可调节Y 增益电位器VARIABLE ，使波形幅度适中。

6）注意：实验过程中不要用手触摸两个换能器，以免影响测量精确性。

7）向右稍移S 2，并调整游标卡尺的微调螺丝，同时观察示波器上波形，使波形幅度最大，幅度如果超过屏幕，可调整Y 增益VARIABLE ，使波形满屏。

记下S 2的初始位置L 0。

8 由近至远慢慢移动接收器S 2，逐个记下九个幅度最大的位置（即Li 值）。

（3） 相位法测声速1）把示波器触发方式选择“外接”。

2）把示波器的“Y input ”接超声波测速仪的接收器S 2,示波器“X 输入”联接到低频信号发生器的电压输出（不能接同步输出）。

3）把S 2调回距S 1大约3cm ，移动接收换能器S 2，调节游标卡尺微调螺丝，同时观察示波器的图形变化，使图形为“/”，记下S 2初始位置L O 。

4）由近至远，慢慢移动S 2,并注意观察图形变化，逐下记下每发生一次半周期变化（即图形由“/”直线变到“\”直线）接收换能器S 2的位置读数Li 值，共测十个数据。

5）实验完毕，关掉电源，整理好仪器5、实验参考数据1）驻波法测量声速 共振频率f =34.583KHz表1 驻波法测量波长的测量数据次序i L mm 310-次序i L mm 310-i i L L -+5mm 310- i I L L v -+5mm310-1 93.72 6 119.54 25.82 0.012 2 98.84 7 124.70 25.86 0.0283 104.02 8 129.90 25.88 0.0484 109.22 9 135.02 25.80 0.0325 114.3810140.1825.800.032逐差法处理表1数据标准偏差∑=--++-=5125511i L L L L ii iI v n S =0.036mm iI ii LL L L n v S C --++≥=⨯=5506.0036.065.1mmu m B 012.0302.03==∆=合成不确定度为)(038.0012.0036.022222255mm u S u u u B L L B A L L ii I I =+=+=+=--++频率f 不确定度)(2.03346.03Z mff H u ==∆=声速V 的相对不确定度%6.0006.0)832.25038.0()583.342.0()()(222525==+=-+=+-+ii L L f V L L u f u E i I声速的计算)/(34.357832.25583.3452)(525s m L L f V i i =⨯=-=+ 声速V 不确定度为 )/(3006.034.357s m VE u V V =⨯==室温时声速结果表达式：⎩⎨⎧==±=±=%6.0)683.0)(/(006.034.357V V E p s m u V V2）相位法测量声速参考驻波法。

6.结论：1)实验测量结果与理论值接近，是误差允许范围。

2）相位法测量优于驻波法测量。

7.误差分析：1）共振频率的不稳定。

2）换能器的不完全平行。

3）示波器上振幅极大值的不稳。

4）随着换能器的距离的增加能量会有减弱。

5）测量时会含有回程差。

XXXX 项目可行性研究报告报告日期 XXXX 年XXXX 月XXXX 日目录第一节项目概况一、项目背景二、投资方简介三、目标公司简介第二节拟投资行业及市场概况第三节项目实施的必要性与可行性一、项目实施的必要性二、目标公司市场分析三、项目实施的可行性第四节项目内容及实施方案第五节项目效益分析一、经营收入估算二、经营总成本估算三、经营利润与财务评价第六节项目风险分析及对策一、市场风险及对策二、技术风险及对策三、财务风险及对策……第七节投资方案一、收购定价二、预计投资总额三、资金来源与支付四、后续发展方案第六节报告结论第一节项目概况一、项目背景说明项目提出的背景、投资理由、拟投资国家的投资环境、在可行性研究前已经进行的工作情况及其成果、重要问题的决策和决策过程等情况。

二、投资方简介1、投资方基本情况及经营情况包括目标公司基本工商注册信息、产业布局、主要产品及用途、员工情况、股权结构及控股方信息、行业地位、历史沿革等。

2、投资方实力和优势分析三、目标公司简介1、基本信息包括目标公司基本工商注册信息、产业布局、主要产品及用途、员工情况、股权结构及控股方信息、行业地位、历史沿革等。

2、经营情况（1）经营情况公司的产品在市场上进行销售、服务的发展现状，包括历年产量、销售收入等。

（2）资产负债情况公司主要财务指标，要求能够反映公司盈利能力、经营能力、偿债能力等。

第二节拟投资行业及市场概况1、国内相关行业及市场概况2、国际相关行业及市场概况第三节项目实施的必要性与可行性一、项目实施的必要性主要围绕公司战略目标，根据公司产业资源协同发展的需要以及产品规划，结合产业政策等有关因素的支持与制约，论证项目投资的必要性。

二、目标公司市场分析运用统计分析原理，分析目标公司产品销售变化及市场发展趋势。

1、市场规模研究目标公司产品及行业的整体规模，具体包括目标公司产品及行业在指定时间的产量、销售收入等。

2、行业分析主要包括行业内主要品牌市场占有率、行业总销售量年增长率、行业发展方向、市场发展方向等。

3、竞争格局包括主要竞争企业基本资料、主要品牌经营策略、竞争品牌近三年发展情况、行业竞争态势未来发展预测等。

三、项目实施的可行性主要表现在以下方面：技术可行性。

主要分析目标企业产品技术现状与规划是否符合公司战略，技术部门对目标公司实施的技术在行业内进行比选和评价，合理评估其技术先进性。

经济可行性。

主要从企业理财的角度进行资本预算，评价项目的财务盈利能力，预测项目投资回收期、净现值等财务指标。

社会影响。

主要从资源配置的角度衡量项目的价值，评价项目在符合区域经济发展目标、有效配置经济资源、增加供应、创造就业、改善环境等方面的效益。

风险因素及对策。

主要对项目的市场风险、技术风险、财务风险、法律风险及社会风险等风险因素进行评价，制定规避风险的对策，为项目全过程的风险管理提供依据。