示波器實驗報告

時間：2024-06-19 13:25:23 報告我要投稿

示波器實驗報告推薦度：
示波器實驗報告推薦度：
示波器實驗報告推薦度：
示波器實驗報告推薦度：
示波器實驗報告推薦度：
相關推薦

示波器實驗報告

　　在日常生活和工作中，報告不再是罕見的東西，多數報告都是在事情做完或發生后撰寫的。那么報告應該怎么寫才合適呢？下面是小編幫大家整理的示波器實驗報告，歡迎大家借鑒與參考，希望對大家有所幫助。

示波器實驗報告

示波器實驗報告1

　　示波器的使用

　　預習思考題

　　1.示波器的功能是什么?

　　2.掃描同步如何理解?

　　3.什么是李薩如圖?

　　1.電子示波器是用來直接顯示，觀察和測量電壓波形機器參數的電子儀器。

　　2.用每一個觸發脈沖產生于同觸發電壓所對應的觸發信號的同相位點，故每次掃描起點會準確地落在同相位點于是每次掃描的起始點會準確地落在同相位點，于是每次掃描出的波形完全重復而穩定地顯示被測波的波形。就是觸發掃描實現同步的原理。

　　3.當示波器在Y軸與X軸同時輸入正弦信號電壓且他們的頻率式簡單的整數比時熒光屏上出現各式各樣的圖形這類圖形稱作“李薩如圖”

　　實驗數據記錄

　　實驗儀器：

　　YB4320F雙追蹤示波器，SG1642函數信號發生器實驗步驟：

　　1.用示波器觀察信號波形

　　(1)調節掃描旋鈕，使示波器的掃描線至長短適當的.穩定水平亮線

　　(2)將信號發生器接到ch1或ch2輸入上，頻率選用數百或數千赫茲方式開關及觸發源開關的位置與信號輸入通道一致的出穩定的波形。

　　(3)改變輸入信號電壓的波形，如正弦波，三角波，方波調節掃描微調，以得到2個

　　(4)可以在調節其他該掃描熟悉示波器2.用李薩如圖測定頻率

　　(1)當示波器在Y軸與X軸同時輸入正弦信號電壓，且他們的頻率式簡單的整數比的的熒光屏上出現各種形式的圖形，這類圖形稱作“李薩如圖”

　　(2)當fg:fx=1:1時輸入fg=50hz.fx=50hz，繪出一種李薩如圖

　　(3)當fg:fx=1:2時輸入fg=300hz.fx=200hz，繪出一種李薩如圖

　　數據處理如上

　　思考題

　　1.示波器為接通前，有那些注意事項?

　　2.波形不穩定時，應調節那個旋鈕?

　　3.為了觀察李薩如圖，應該怎樣設置按鈕?

　　4.欲關閉示波器，首先應把那個旋鈕扭到最小?

　　1、確定是否接地

　　2、是否正確連接探頭

　　3、查看所有的終端額定值

　　4、在是使用一個通道的情況下觸發源選的通用一致

　　5、應調節水平微調使之穩定，再調節CH通道

　　6、首先示波器應該在XY軸輸入正弦電壓，且加上fg與fx上的頻率成整數比

　　7、將示波器探頭脫開測量電路，將輸入選擇開關，達到接地位置，關機，如果是模擬示波器的話，需要將聚集旋鈕和亮度旋鈕調低，然后在關閉電源。

　　示波器的使用實驗報告

示波器實驗報告2

　　一、【實驗名稱】

　　示波器的使用

　　二、【實驗目的】

　　1.了解示波器的基本結構和工作原理，掌握示波器的調節和使用方法

　　2.掌握用示波器觀察電信號波形的方法

　　3.學會使用雙蹤示波器觀察李薩如圖形和控制示波管工作的電路

　　三、【實驗原理】

　　雙蹤示波器包括兩部分，由示波管和控制示波管的控制電路構成

　　1.示波管示波管是呈喇叭形的玻璃泡，抽成高真空，內部裝有電子槍和兩隊相互垂直的偏轉板，喇叭口的球面壁上涂有熒光物質，構成熒光屏，高速電子撞擊在熒光屏上會使熒光物質發光，在熒光屏上就能看到一個亮點。Y偏轉板是水平放置的兩塊電極。在Y偏轉板上和X偏轉板上分別加上電壓，可以在熒光屏上得到相應的圖形。

　　2.雙蹤示波器的原理

　　雙蹤示波器控制電路主要包括：電子開關，垂直放大電路，水平放大電路，掃描發生器，同步電路，電源等；

　　其中，電子開關使兩個待測電壓信號YCH1和YCH2周期性的輪流作用在Y偏轉板，這樣在熒光屏上忽而顯示YCH1信號波形，忽而顯示YCH2信號波形，由于熒光屏熒光物質的余暉及人眼視覺滯留效應，熒光屏上看到的是兩個波形。

　　如果正弦波與鋸齒波電壓的周期稍不同，屏上呈現的是一移動的不穩定圖形，這是因為掃描信號的周期與被測信號的周期不一致或不呈整數倍，以致每次掃描開始時波形曲線上的起點均不一樣所造成的，為了獲得一定數量的完整周期波形，示波器上設有“Time/div”調節旋鈕，用來調節鋸齒波電壓的周期，使之與被測信號的周期呈合適的關系，從而顯示出完整周期的正弦波性。（看到穩定波形的條件：只有一個信號同步）

　　當掃描信號的周期與被測信號的周期一致或是整數倍，屏上一般會顯示出完整周期的正弦波形，但由于環境或其他因素的影響，波形會移動，為此示波器內裝有掃描同步電路，同步電路從垂直放大電路中取出部分待測信號，輸入到掃描發生器，迫使鋸齒波與待測信號同步，此稱為“內同步”；反之則為“外同步”。操作時，使用“電平旋鈕”，改變觸發電勢高度，當待測電壓達到觸發電平時，開始掃描，直到一個掃描周期結束。但如果觸發電勢超出所顯示波形最高點或最低點的范圍，則掃描電壓消失，掃描停止。

　　3.示波器顯示波形原理

　　如果在示波器的YCH1或YCH2端口加上正弦波，在示波器的X偏轉板加上示波器內部的鋸齒波，當鋸齒波電壓的變化周期相等時，則在熒光屏上顯示出完整的正弦波形。

　　4.李薩如圖形的基本原理

　　如果在示波器的Y偏轉板上加上正弦波，在X偏轉板上加上另一正弦波，則當兩正弦波信號的頻率比為簡單整數比時，在熒光屏上將得到李薩如圖形。

　　四、【儀器用具】：

　　信號發生器、雙蹤示波頭、探頭

　　五、【實驗內容】

　　幾種李薩如圖形

　　nxny分別代表圖形在水平或垂直方向的切點數量

　　nx/ny=1/2 nx/ny=1/3 nx/ny=2/3 nx/ny=3/4

　　3.觀察李薩如圖形

　　a.開通CH2及相應的信號發生器

　　b.調節該信號發生器的輸出頻率，直至觀察到第二條穩定的正弦波

　　c.按下“HOR1 MENU”+F5（將CH2信號從γ輸入）

　　d.再次調節頻率，使得fx/fy分別等于1:1,1:2,1:3，畫下圖形

　　六、【數據處理】

　　七、【實驗結果及分析小結】

　　示波器使顯示電壓隨時間變化的測試儀器，也就是電壓波形，是電子測試中最基礎也是最重要的'儀器（以電子槍結構和人臉滯留效應為基礎）。利用示波器，可以觀測和比較單次過程和非周期現象、低頻和慢速信號，以及不同時間不同地點觀測到的信號。示波器的原理已應用于生活中的各類顯示屏上，極大地影響人類的生活。

　　在醫學方面，示波器主要用于各類影像圖形的呈現，如心電圖、CT、X光、核磁共振等。學習示波器的使用可以為以后的臨床工作增加經驗。

　　八、【誤差分析】

　　1.桌面振動造成的影響。

　　2.示波器上顯示的熒光線較粗，取電壓值時的熒光線間寬度不準，使電壓值不準。

　　3.取正弦周期時肉眼調節兩熒光線間寬度不準，導致周期測定不準確。

　　4.在選確定fy的值時上下跳動，可能造成取值不準。

　　5.機器系統存在系統誤差。

　　九、【思考與討論】

　　1.簡述示波器顯示u-t圖形（即電信號波形）的原理。

　　答：示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束，打在涂有熒光物質的屏幕上，就可以產生細小的光點。當一個直流電壓加到一對偏轉板上時，將使光點在熒光屏上產生一個固定位移，該位移的大小與所加直流電壓成正比。如果分別將兩個直流電壓同時加到垂直和水平兩對偏轉板上時，則熒光屏上的光點位置就由兩個方向的位移所共同決定。在被測信號的瞬時值的變化曲線,即u-t曲線。

　　2.怎樣用示波器定量地測量交流信號的電壓有效值和頻率？

　　答：用光標法。

　　調節波形上下移動鍵，使一條水平線對準波谷或波峰，計算峰-峰值，除以二就是振幅，再除以√2（1.414）就是有效值。

　　3.觀察兩個信號的合成李薩如圖形時，應如何操作示波器？

　　答：a.開通CH2及相應的信號發生器fy

　　b.調節該信號發生器的輸出頻率，直至觀察到第二條穩定的正弦波

　　c.按下“HOR1 MENU”+F5（將CH2信號從γ輸入）

　　4.為了使李薩如圖形穩定下來，能否使用示波器上的同步旋鈕？為什么？

　　答：不能。因為李薩如圖形實際上是一個質點同時在x軸、y軸上振動形成的；同步旋鈕是使每次掃描都掃描在同一個起始相位，使一個示波器內只有一個穩定的圖形。（例：當你測正弦波時示波器內有多個波形，這時就可以調節同步旋鈕）但從李薩如圖形的形成原理來看，調節同步旋鈕不能使它穩定下來。

　　5.用示波器觀測周期為0.2ms的正弦電壓，若在熒光屏上呈現了3個完整而穩定的正弦波形，掃描電壓的周期等于多少毫秒？

　　答： 0.2×3=0.6ms，所以周期是0.06ms.

示波器實驗報告3

　　一、實驗目的及要求：

　　（1）了解示波器的基本工作原理。

　　（2）學習示波器、函數信號發生器的使用方法。

　　（3）學習用示波器觀察信號波形和利用示波器測量信號頻率的方法。

　　二、實驗原理：

　　1)示波器的基本組成部分：示波管、豎直放大器、水平放大器、掃描發生器、觸發同步和直流電源等。

　　2)示波管左端為一電子槍，電子槍加熱后發出一束電子，電子經電場加速以高速打在右端的熒光屏上，屏上的熒光物發光形成一亮點。亮點在偏轉板電壓的作用下，位置也隨之改變。在一定范圍內，亮點的位移與偏轉板上所加電壓成正比。

　　3)示波器顯示波形的原理：如果在X軸偏轉板加上波形為鋸齒形的電壓，在熒光屏上看到的是一條水平線，如果在Y軸偏轉板上加正弦電壓，而X軸偏轉板不加任何電壓，則電子束的亮點在縱方向隨時間作正弦式振蕩，在橫方向不動。我們看到的將是一條垂直的亮線，如果在Y軸偏轉板上加正弦電壓，又在X軸偏轉板上加鋸齒形電壓，則熒光屏上的亮點將同時進行方向互相垂直的兩種位移，兩個方向的位移合成就描出了正弦圖形。如果正弦波與鋸齒波的周期（頻率）相同，這個正弦圖形將穩定地停在熒光屏上。但如果正弦波與鋸齒波的周期稍有不同，則第二次所描出的曲線將和第一次的曲線位置稍微錯開，在熒光屏上將看到不穩定的圖形或不斷地移動的圖形，甚至很復雜的圖形。要使顯示的波形穩定，掃描必須是線性的，即必須加鋸齒波；Y軸偏轉板電壓頻率與X軸偏轉板電壓頻率的比值必須是整數。示波器中的鋸齒掃描電壓的頻率雖然可調，但光靠人工調節還是不夠準確，所以在示波器內部加裝了自動頻率跟蹤的裝置，稱為“同步”。在人工調節接近滿足式頻率整數倍時條件下，再加入“同步”的作用，掃描電壓的周期就能準確等于待測電壓周期的整數倍，從而獲得穩定的波形。

　　4)李薩如圖形的基本原理：如果同時從示波器的x軸和y軸輸入頻率相同或成簡單整數比的兩個正弦電壓，則屏幕上將呈現出特殊形狀的、穩定的.光點軌跡，這種軌跡圖稱為李薩如圖形。李薩如圖形的形成規律為：如果沿x，y分別作一條直線，水平方向的直線做多可得的交點數為N（x），豎直方向最多可得的交點數為N（y），則x和y方向輸入的兩正弦波的頻率之比為f（x）：f（y）=N（y）：N（x）。

　　三、實驗儀器：

　　示波器、函數信號發生器。

　　四、實驗操作的主要步驟：

　　(一)示波器的使用與調節

　　1)將各控制旋鈕置于相關位置。

　　2)接通電源，按下面板左下角的“POWER”鈕，指示燈亮，稍待片刻，儀器進入正常工作狀態。

　　3)經示波管燈絲預熱后，屏上出現綠色亮點，調節INTEN、FOCUS、POSITION，使亮點清晰。

　　4)將TIME/DIV逐漸旋到2ms或5ms，觀察光點由慢變快移動，直至屏上顯示一條穩定的水平掃描線，按(3)使線清晰。

　　(二)實驗內容：

　　1)觀察正弦波波長：

　　a)將AC GND DC轉換開關置于AC

　　b)講面板右上角的SOURCE置于CH2

　　c)將函數信號發生器的50Hz信號源直接輸入CH2-Y輸入端（紅插頭應接函數發生器輸出的紅接線柱）

　　d)屏上顯示出正弦波（調V/DIV調節大小，TIME/DIV掃描開關使之出現正弦波，IEVEL使波形穩定）

　　e)改變掃描電壓的頻率(TIME/DIV)觀察正弦波得變化，使屏上出現多個完整的波形圖。

　　2)觀察并描繪李薩如圖形，測量正弦信號頻率。

　　利用利薩如圖測正弦電壓的頻率基本原理

　　通過觀察熒光屏上利薩如圖形進行頻率對比的方法稱之為利薩如圖形法。此法于1855年由利薩如所證明。將被測正弦信號fx加到y偏轉板，將參考正弦信號fx加到x偏轉板，當兩者的頻率之比fy/fx是整數時，在熒光屏上將出現利薩如圖。

　　不同頻率比的利薩如圖形。判斷兩個電壓信號頻率比的條件是屏上出現了利薩如圖形穩定不動，方法是對穩定不動的圖形分別做水平直線和豎直直線與圖形相切，設水平線上的切點數最多為Nx，豎直線上的切點數最多為Ny，則

　　fy/fx=Nx/Ny

　　圖1李薩如圖與信號頻率的關系

　　圖2 fx/fy=1：1時李薩如圖與信號相位差的關系

　　五、數據記錄及處理：

　　用李薩如圖測量正弦信號頻率

　　六、實驗注意事項：

　　1．信號發生器、示波器預熱3分鐘以后才能正常工作。

　　2．測信號電壓時，一定要將電壓衰減旋紐的微調順時針旋足（校正位置）；測信號周期時，一定要將掃描速率旋紐的微調順時針旋足（校正位置）；

　　3．不要頻繁開關機，示波器上光點的亮度不可調得太強，也不能讓亮點長時間停在熒光屏的一點上，如果暫時不用，把輝度降到最低即可。

　　4．轉動旋鈕和按鍵時必須有的放矢，不要將開關和旋鈕強行旋轉、死拉硬擰，以免損壞按鍵、旋鈕和示波器，示波器探頭與插座的配合方式類似于掛口燈泡與燈座的鎖扣配合方式，切忌生拉硬拽。

　　七、趣味物理實驗心得：

　　一個學期就要過去了，在本學期里，老師又教了很多實驗，我做了許多類型的實驗，讓我受益匪淺，我又學會了很多東西，其中很多知識在平時的學習中都是無法學習到的，其中很多實驗都開闊了我們的視野，讓我們獲得了許多平時課堂上得不到的知識。

　　通過高中以及大學兩個學期的物理實驗，我發現實驗是物理學的基礎，我們學到的許多理論都來源于實驗，也學到了許多物理課上沒有教到的理論。很多實驗都是需要花費許多心思去學習的，也是非常復雜的。經過這一年的大學物理實驗課的學習，讓我收獲多多。想要做好物理實驗容不得半點馬虎，她培養了我們耐心、信心和恒心。當然，我也發現了我存在的很多不足。我的動手能力還不夠強，當有些實驗需要比較強的動手能力的時侯我還不能從容應對，實驗就是為了讓你動手做，去探索一些你未知的或是你尚不是深刻理解的東西。現在，大學生的動手能力越來越被人們重視，大學物理實驗正好為我們提供了這一平臺讓我們去鍛煉自己的動手能力。我的學習方式還有待改善，當面對一些復雜的實驗時我還不能很快很好的完成。偉大的科學家之所以偉大就是他們利用實驗證明了他們的偉大。唯有實驗才是檢驗理論正確與否的唯一方法。為了要使你的理論被人接受，你必須用事實來證明。

示波器實驗報告4

　　【實驗題目】

　　示波器的原理和使用

　　【實驗目的】

　　1、了解示波器的基本機構和工作原理，掌握使用示波器和信號發生器的基本方法。

　　2、學會使用示波器觀測電信號波形和電壓副值以及頻率。

　　3、學會使用示波器觀察李薩如圖并測頻率。

　　【實驗原理】

　　1、示波器都包括幾個基本組成部分：

　　示波管（陰極射線管）、垂直放大電路（Y放大）、水平放大電路（X放大）、掃描信號電路（鋸齒波發生器）、同步電路、電源等。

　　2、李薩如圖形的原理：

　　如果示波器的X和Y輸入時頻率相同或成簡單整數比的兩個正弦電壓，則熒光屏上將呈現特殊的光點軌跡，這種軌跡圖稱為李薩如圖形。

　　如果作一個限制光點x、y方向變化范圍的假想方框，則圖形與此框相切時，橫邊上的切點數nx與豎邊上的切點數ny之比恰好等于Y與X輸入的兩正弦信號的頻率之比，即fy：fx=nx：ny。

　　【實驗儀器】

　　示波器×1，信號發生器×2，信號線×2。

　　【實驗內容】

　　1、基礎操作：

　　了解示波器工作原理的基礎上閱讀所用機器的說明書，了解每個旋鈕的作用。其中最主要也是經常使用的旋鈕為橫向和縱向兩個。橫向旋鈕是控制掃描時間的旋鈕，調節時表現為熒光屏上顯示波形發生橫向的.壓縮或展開；縱向旋鈕是調節垂直放大電路的旋鈕，調節時表現為熒光屏上顯示波形發生縱向的展開或壓縮，次旋鈕為兩個，分別控制示波器的兩個輸入信號。

　　明確操作步驟及注意事項后，接通示波器電源開關。先找到掃描線并調至清晰。

　　2、觀測李薩如圖形：

　　向CH1、CH2分別輸入兩個信號源的正弦波，“掃描時間”的“粗調”旋鈕置于“X—Y”方式（即使兩路信號進行合成）。調出不同比值的李薩如圖形來，畫出草圖，并分析圖形的特點與兩個信號頻率之間的關系。繪出所觀察到的各種頻率比的李薩如圖形。

　　設fx=1000Hz為約定真值，依次求出另一信號發生器的輸出頻率fy，并與該信號發生器讀數值f′y進行比較，一一求出它們的相對誤差。

　　【實驗數據】

　　【實驗結果】

　　【誤差分析】

　　1、兩臺信號發生器不協調。

　　2、桌面振動造成的影響。

　　3、示波器上顯示的熒光線較粗，取電壓值時的熒光線間寬度不準，使電壓值不準。

　　4、取正弦周期時肉眼調節兩熒光線間寬度不準，導致周期不準。 5、機器系統存在系統誤差。

　　6、fy選取時上下跳動，可能取值不準。

示波器實驗報告5

　　一、【實驗名稱】

　　超聲波聲速的測量

　　二、【實驗目的】

　　1、了解聲速的測量原理

　　2、學習示波器的原理與使用

　　3、學習用逐差法處理數據

　　三、【儀器用具】

　　1、SV-DH-3型聲速測定儀段（資產編號）

　　2、雙蹤示波器（資產編號）

　　3、SVX-3型聲速測定信號源（資產編號）

　　四、【儀器用具】

　　1.超聲波與壓電陶瓷換能器

　　頻率20Hz-20kHz的機械振動在彈性介質中傳播形成聲波，高于20kHz稱為超聲波，超聲波的傳播速度就是聲波的傳播速度，而超聲波具有波長短，易于定向發射等優點，聲速實驗所采用的聲波頻率一般都在20～60kHz之間。在此頻率范圍內，采用壓電陶瓷換能器作為聲波的發射器、接收器效果最佳。

　　圖1縱向換能器的結構簡圖

　　壓電陶瓷換能器根據它的工作方式，分為縱向（振動）換能器、徑向（振動）換能器及彎曲振動換能器。聲速教學實驗中所用的大多數采用縱向換能器。圖1為縱向換能器的結構簡圖。

　　2.共振干涉法（駐波法）測量聲速

　　假設在無限聲場中，僅有一個點聲源S1（發射換能器）和一個接收平面（接收換能器S2）。當點聲源發出聲波后，在此聲場中只有一個反射面（即接收換能器平面），并且只產生一次反射。

　　在上述假設條件下，發射波ξ1=Acos（ωt+2πx /λ)。在S2處產生反射，反射波ξ2=A1cos（ωt+2πx /λ)，信號相位與ξ1相反，幅度A1＜A。ξ1與ξ2在反射平面相交疊加，3合成波束ξξ3=ξ1+ξ2=(A1+A2）cos（ωt-2πx /λ)+A1cos（ωt+2πx /λ) =A1cos(2πx /λ)cosωt+A2cos（ωt - 2πx /λ)

　　由此可見，合成后的波束ξ3在幅度上，具有隨cos(2πx /λ)呈周期變化的特性，在相位上，具有隨(2πx /λ)呈周期變化的特性。

　　圖4所示波形顯示了疊加后的聲波幅度，隨距離按cos(2πx /λ)變化的特征。

　　發射換能器與接收換能器之間的距離

　　圖2換能器間距與合成幅度

　　實驗裝置按圖7所示，圖中S1和S2為壓電陶瓷換能器。S1作為聲波發射器，它由信號源供給頻率為數十千赫的交流電信號，由逆壓電效應發出一平面超聲波；而S2則作為聲波的接收器，壓電效應將接收到的聲壓轉換成電信號。將它輸入示波器，我們就可看到一組由聲壓信號產生的正弦波形。由于S2在接收聲波的同時還能反射一部分超聲波，接收的聲波、發射的聲波振幅雖有差異，但二者周期相同且在同一線上沿相反方向傳播，二者在S1和S2區域內產生了波的干涉，形成駐波。我們在示波器上觀察到的實際上是這兩個相干波合成后在聲波接收器S2處的振動情況。移動S2位置（即改變S1和S2

　　之間的距離），你從示

　　波器顯示上會發現，當S2在某此位置時振幅有最小值。根據波的干涉理論可以知道：任何二相鄰的振幅最大值的位置之間（或二相鄰的振幅最小值的位置之間）的距離均為λ/ 2。為了測量聲波的波長，可以在一邊觀察示波器上聲壓振幅值的同時，緩慢的改變S1和S2之間的.距離。示波器上就可以看到聲振動幅值不斷地由最大變到最小再變到最大，二相鄰的振幅最大之間的距離為λ/2；S2移動過的距離亦為λ/2。超聲換能器S2至S1之間的距離的改變可通過轉動鼓輪

　　來實現，而超聲波的頻率又可由聲速測試儀信號源頻率顯示窗口直接讀出。

　　圖3用李薩如圖觀察相位變化

　　在連續多次測量相隔半波長的S2的位置變化及聲波頻率f以后，我們可運用測量數據計算出聲速，用逐差法處理測量的數據。

　　3.相位法測量原理

　　由前述可知入射波ξ1與反射波ξ2疊加，形成波束ξ3即ξ3 =A1cos(2πx /λ)cosωt+A2cos（ωt - 2πx /λ)即對于波束：ξ1 =Acos（ωt - 2πx /λ)

　　由此可見，在經過△x距離后，接收到的余弦波與原來位置處的相位差（相移）為θ= 2π △x /λ。如圖5所示。因此能通過示波器，用李薩如圖法觀察測出聲波的波長。

　　4.時差法測量原理

　　連續波經脈沖調制后由發射換能器發射至被測介質中，聲波在介質中傳播，經過t時

　　間后，到達L距離處的接收換能器。由運動定律可知，聲波在介質中傳播的速度可由以下公式求出：

　　速度V=距離L/時間t

　　圖4發射波與接收波

　　通過測量二換能器發射接收平面之間距離L和時間t ,就可以計算出當前介質下的聲波傳播速度。五、【實驗內容】

　　1.儀器在使用之前，加電開機預熱15min。在接通市電后，自動工作在連續波方式，選擇的介質為空氣的初始狀態。

　　2.駐波法測量聲速。 2.1測量裝置的連接：

　　圖5駐波法、相位法連線圖

　　如圖5所示，信號源面板上的發射端換能器接口（S1），用于輸出一定頻率的功率信號，請接至測試架的發射換能器（S1）；信號源面板上的發射端的發射波形Y1，請接至雙蹤示波器的CH1（Y1），用于觀察發射波形；接收換能器（S2）的輸出接至示波器的CH2（Y2）

　　2.2測定壓電陶瓷換能器的最佳工作點

　　只有當換能器S1的發射面和S2的接收面保持平行時才有較好的接收效果；為了得到較清晰的接收波形，應將外加的驅動信號頻率調節到換能器S1、S2的諧振頻率點處時，才能較好的進行聲能與電能的相互轉換（實際上有一個小的通頻帶），以得到較好的實驗效果。按照調節到壓電陶瓷換能器諧振點處的信號頻率，估計一下示波器的掃描時基t/div，并進行調節，使在示波器上獲得穩定波形。

　　超聲換能器工作狀態的調節方法如下：各儀器都正常工作以后，首先調節發射強度旋鈕，使聲速測試儀信號源輸出合適的電壓（8～10VP-P之間），再調整信號頻率（在25～45kHz），選擇合適的示波器通道增益（一般0.2V～1V/div之間的位置），觀察頻率調整時接收波的電壓幅度變化，在某一頻率點處（34.5～37.5kHz之間）電壓幅度最大，此頻率即是壓電換能器S1、S2相匹配頻率點，記錄頻率FN，改變S1和S2間的距離，適當選擇位置，重新調整，再次測定工作頻率，共測5次，取平均頻率f。

　　2.3測量步驟

　　將測試方法設置到連續波方式，合適選擇相應得測試介質。完成前述2.1、2.2步驟后，觀察示波器，找到接收波形的最大值。然后轉動距離調節鼓輪，這時波形的幅度會發生變化，記錄下幅度為最大時的距離Li-1，距離由數顯尺（數顯尺原理說明見附錄2）或在機械刻度上讀出，再向前或者向后（必須是一個方向）移動距離，當接收波經變小后再到最大時，記錄下此時的距離Li。即有：波長λi=2│Li -Li-1│，多次測定用逐差法處理數據。

　　3.相位法/李薩如圖法測量波長的步驟

　　將測試方法設置到連續波方式，合適選擇相應的測試介質。完成前述2.1、2.2步驟后，將示波器打到“X-Y”方式，并選擇合適的通道增益。轉動距離調節鼓輪，觀察波形為一定角度的斜線，記錄下此時的距離Li-1；距離由數顯尺（數顯尺原理說明見附錄2）或機械刻度尺上讀出，再向前或者向后（必須是一個方向）移動距離，使觀察到的波形又回到前面所說的特定角度的斜線，記錄下此時的距離Li。即有：波長λi=│Li -Li-1│

　　用共振干涉法測量聲波的波長的實驗裝置如圖所示。

　　圖中S1和S2為壓電超聲換能器。信號發生器輸出的正弦交流信號加到S1上，由S1完成電聲轉換，作為聲源，發出波前近似為平面的聲波；S2作為超聲波接收換能器，將接收到的聲信號轉換成電信號，然后接入示波器觀察。S2在接收聲波的同時，其表面還反射一部分聲波。當S1與S2的表面互相平行時，往返于S1與S2之間的聲波發生干涉而形成駐波。

　　依波動理論，設沿X方向射出的入射波方程為

　　y1=Acos(ωt-2πλx)

　　反射波方程為

　　y2=Acos(ωt+2πλx)

　　式中，A為聲源振幅；ω為角頻率；2πxλ為由于波動傳播到坐標x處(t時刻)引起的位相變化。

　　在任意時刻t，空氣中某一位置處的合振動方程為

　　y=y1+y2=(2Acos2πλx)cosωt

　　上式即為駐波方程。

　　當cos2πλx=1，即2πλx=kπ時，在x=k·λ2 (k=0,1,2?)處，合成振動振幅最大，稱為波腹或聲振幅的極大值。

　　當cos2πλx=0，即2πλx=(2k+1)π2時，在x=(2k+1)·λ4 (k=0,1,2?)處，合成振動振幅最小，稱為波節或聲振幅的極小值。

　　改變兩換能器之間的距離，當二者之間的距離是半波長的整數倍時，在發射換能器和接收換能器處，聲波的幅度（聲壓）都達到極大值，此時稱為“共振”。在相鄰極大值之間，兩換能器間的距離變化量為λ/2。由波腹(或波節)條件可知，相鄰兩個波腹(或波節)間的距離為λ2，當S1和S2間的距離L恰好等于半波長(5)

【示波器實驗報告】相關文章：