示波器的使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告（精選5篇）
在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，報(bào)告的用途越來(lái)越大，報(bào)告包含標(biāo)題、正文、結(jié)尾等。那么報(bào)告應(yīng)該怎么寫才合適呢？以下是小編為大家整理的示波器的使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告，歡迎大家借鑒與參考，希望對(duì)大家有所幫助。
示波器的使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告 1
示波器的使用
預(yù)習(xí)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(lái)直接顯示，觀察和測(cè)量電壓波形機(jī)器參數(shù)的電子儀器。
2.用每一個(gè)觸發(fā)脈沖產(chǎn)生于同觸發(fā)電壓所對(duì)應(yīng)的觸發(fā)信號(hào)的同相位點(diǎn)，故每次掃描起點(diǎn)會(huì)準(zhǔn)確地落在同相位點(diǎn)于是每次掃描的起始點(diǎn)會(huì)準(zhǔn)確地落在同相位點(diǎn)，于是每次掃描出的波形完全重復(fù)而穩(wěn)定地顯示被測(cè)波的波形。就是觸發(fā)掃描實(shí)現(xiàn)同步的原理。
3.當(dāng)示波器在Y軸與x軸同時(shí)輸入正弦信號(hào)電壓且他們的頻率式簡(jiǎn)單的整數(shù)比時(shí)熒光屏上出現(xiàn)各式各樣的圖形這類圖形稱作"李薩如圖"
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄
實(shí)驗(yàn)儀器：
YB4320F雙追蹤示波器，SG1642函數(shù)信號(hào)發(fā)生器 實(shí)驗(yàn)步驟：
1.用示波器觀察信號(hào)波形
(1)調(diào)節(jié)掃描旋鈕，使示波器的掃描線至長(zhǎng)短適當(dāng)?shù)姆�(wěn)定水平亮線
(2)將信號(hào)發(fā)生器接到ch1或ch2 輸入上，頻率選用數(shù)百或數(shù)千赫茲方式開關(guān)及觸發(fā)源開關(guān)的位置與信號(hào)輸入通道一致的出穩(wěn)定的波形。
(3)改變輸入信號(hào)電壓的波形，如正弦波，三角波，方波調(diào)節(jié)掃描微調(diào)，以得到2個(gè)
(4)可以在調(diào)節(jié)其他該掃描熟悉示波器
2.用李薩如圖測(cè)定頻率
(1)當(dāng)示波器在Y軸與x軸同時(shí)輸入正弦信號(hào)電壓，且他們的頻率式簡(jiǎn)單的整數(shù)比的'的熒光屏上出現(xiàn)各種形式的圖形，這類圖形稱作"李薩如圖"
(2)當(dāng)fg:fx=1:1時(shí)輸入fg==50hz ，繪出一種李薩如圖
(3)當(dāng)fg:fx=1:2時(shí)輸入fg==200hz，繪出一種李薩如圖
數(shù)據(jù)處理如上
思考題
1.示波器為接通前，有那些注意事項(xiàng)?
2.波形不穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)那個(gè)旋鈕?
3.為了觀察李薩如圖，應(yīng)該怎樣設(shè)置按鈕?
4.欲關(guān)閉示波器，首先應(yīng)把那個(gè)旋鈕扭到最小?
1.確定是否接地；是否正確連接探頭；查看所有的終端額定值；在是使用一個(gè)通道的情況下觸發(fā)源選的通用一致
2.應(yīng)調(diào)節(jié)水平微調(diào)使之穩(wěn)定，再調(diào)節(jié)CH通道
3.首先示波器應(yīng)該在xY軸輸入正弦電壓，且加上fg與fx上的頻率成整數(shù)比
4.將示波器探頭脫開測(cè)量電路，將輸入選擇開關(guān)，達(dá)到接地位置，關(guān)機(jī)，如果是模擬示波器的話，需要將聚集旋鈕和亮度旋鈕調(diào)低，然后在關(guān)閉電源。
示波器的使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告 2
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>
1.熟悉面板控制件各開關(guān)旋鈕的功能和調(diào)節(jié)使用方法。
2.學(xué)會(huì)用示波器觀測(cè)電信號(hào)的波形及電壓、頻率、周期等參數(shù)
二、實(shí)驗(yàn)儀器
YB4328示波器、YB1602函數(shù)信號(hào)發(fā)生器
三、示波器的使用
1.示波器
�、匐p蹤示波器一般有五種工作方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1＋Y2”三種單蹤顯示方式和“交替”“斷續(xù)”二種雙蹤顯示方式�！敖惶妗憋@示一般適宜于輸入信號(hào)頻率較高時(shí)使用�！皵嗬m(xù)”顯示一般適宜于輸入信號(hào)頻率較低時(shí)使用。
②為了顯示穩(wěn)定的被測(cè)信號(hào)波形，“觸發(fā)源選擇”開關(guān)一般選為“內(nèi)”觸發(fā)，使掃描觸發(fā)信號(hào)取自示波器內(nèi)部的Y通道。
�、塾|發(fā)方式開關(guān)通常先置于“自動(dòng)”調(diào)出波形后，若被顯示的波形不穩(wěn)定，可置觸發(fā)方式開關(guān)于“常態(tài)”，通過(guò)調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”旋鈕找到合適的觸發(fā)電壓，使被測(cè)試的波形穩(wěn)定地顯示在示波器屏幕上。有時(shí)，由于選擇了較慢的掃描速率，顯示屏上將會(huì)出現(xiàn)閃爍的光跡，但被測(cè)信號(hào)的'波形不在x軸方向左右移動(dòng)，這樣的現(xiàn)象仍屬于穩(wěn)定顯示。
④適當(dāng)調(diào)節(jié)“掃描速率”及“Y軸靈敏度”旋鈕使屏幕上顯示1-2個(gè)周期的被測(cè)信號(hào)波形。在測(cè)量幅值時(shí)，應(yīng)注意將“Y軸靈敏度微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時(shí)針旋到底。在測(cè)量周期時(shí)，應(yīng)注意將
“x軸掃速微調(diào)”旋鈕置于“校準(zhǔn)”位置，即順時(shí)針旋到底。還要注意“擴(kuò)展”旋鈕的位置。
根據(jù)被測(cè)波形在屏幕坐標(biāo)刻度上垂直方向所占的格數(shù)（div或cm）與“Y軸靈敏度”旋鈕指示值（v/div）的乘積，即可得到交流電壓的峰峰值Up-p:
Up-p=(V/div)×div
根據(jù)被測(cè)信號(hào)波形一個(gè)周期在屏幕水平方向所占的格數(shù)（div或cm）與“掃速”旋鈕指示值（t/div）的乘積，即可算得信號(hào)頻率的實(shí)測(cè)值:
T=(S/div)×div，f=1/T
2.函數(shù)信號(hào)發(fā)生器
函數(shù)信號(hào)發(fā)生器按需要輸出正弦波、方波、三角波三種信號(hào)波形。通過(guò)輸出衰減開關(guān)和輸出幅度調(diào)節(jié)旋鈕，可使輸出電壓在毫伏級(jí)到伏特級(jí)范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的輸出信號(hào)頻率可以通過(guò)頻率分檔開關(guān)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
注意：函數(shù)信號(hào)發(fā)生器作為信號(hào)源，它的輸出端不允許短路。
四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟
1.用校正信號(hào)對(duì)示波器進(jìn)行自檢
�。�1)掃描基線調(diào)節(jié)
將示波器的工作方式開關(guān)置于“單蹤C(jī)H1”（觸發(fā)CH1或CH2），觸發(fā)方式開關(guān)置于“自動(dòng)”。開啟電源開關(guān)預(yù)熱后，調(diào)節(jié)“輝度”、“聚焦”、“輔助聚焦”等旋鈕，線。再調(diào)節(jié)“x位移”和“Y位移”使基線位于屏幕的中間位置。（若基線與水平刻度線有夾角，可以用螺絲刀調(diào)節(jié)“光跡旋轉(zhuǎn)”電位器，使基線與水平刻度線重合。）
�。�2）測(cè)試“校正信號(hào)”波形的幅度、頻率
將示波器的“校正信號(hào)”通過(guò)探頭引入選定的Y通道（CH1或CH2），將Y軸輸入耦合方式開關(guān)置于“AC(交流)”或“DC(直流)”，觸發(fā)源選擇開關(guān)置“內(nèi)”，內(nèi)觸發(fā)源選擇開關(guān)置“CH1”或“CH2”。調(diào)節(jié)x軸“掃描速率”旋鈕（t/div）和Y軸“輸入靈敏度”旋鈕（V/div），使示波器顯示屏上顯示出一個(gè)或數(shù)個(gè)周期穩(wěn)定的方波波形。
2.用示波器測(cè)量信號(hào)電壓和周期
調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器有關(guān)旋鈕，使輸出頻率分別為1KHz、10KHz，有效值均為1V的正弦波信號(hào)。改變示波器“t/div”及“V/div”等旋鈕，測(cè)量信號(hào)源輸出電壓峰峰值及信號(hào)周期。
五、小結(jié)與注意事項(xiàng)
1.信號(hào)發(fā)生器、示波器預(yù)熱幾分鐘以后才能正常工作。
2.測(cè)試過(guò)程中合理選擇量程，并牢記將“微調(diào)”開關(guān)置于“校準(zhǔn)”位置。
3.不要頻繁開關(guān)機(jī)，示波器上光點(diǎn)的亮度不可調(diào)得太強(qiáng)，也不能讓亮點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間停在熒光屏的一點(diǎn)上，如果暫時(shí)不用，把輝度降到最低即可。
示波器的使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告 3
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙螅?/strong>
�。�1）了解示波器的基本工作原理。
�。�2）學(xué)習(xí)示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的使用方法。
�。�3）學(xué)習(xí)用示波器觀察信號(hào)波形和利用示波器測(cè)量信號(hào)頻率的方法。
二、 實(shí)驗(yàn)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(fā)生器、觸發(fā)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(fā)出一束電子，電子經(jīng)電場(chǎng)加速以高速打在右端的熒光屏上，屏上的熒光物發(fā)光形成一亮點(diǎn)。亮點(diǎn)在偏轉(zhuǎn)板電壓的作用下，位置也隨之改變。在一定范圍內(nèi)，亮點(diǎn)的位移與偏轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)板上加正弦電壓，而x軸偏轉(zhuǎn)板不加任何電壓，則電子束的亮點(diǎn)在縱方向隨時(shí)間作正弦式振蕩，在橫方向不動(dòng)。我們看到的將是一條垂直的亮線，如果在Y軸偏轉(zhuǎn)板上加正弦電壓，又在x軸偏轉(zhuǎn)板上加鋸齒形電壓，則熒光屏上的亮點(diǎn)將同時(shí)進(jìn)行方向互相垂直的兩種位移，兩個(gè)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(gè)正弦圖形將穩(wěn)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(cuò)開，在熒光屏上將看到不穩(wěn)定的圖形或不斷地移動(dòng)的圖形，甚至很復(fù)雜的圖形。要使顯示的波形穩(wěn)定，掃描必須是線性的，即必須加鋸齒波；Y軸偏轉(zhuǎn)板電壓頻率與x軸偏轉(zhuǎn)板電壓頻率的比值必須是整數(shù)。示波器中的鋸齒掃描電壓的頻率雖然可調(diào)，但光靠人工調(diào)節(jié)還是不夠準(zhǔn)確，所以在示波器內(nèi)部加裝了自動(dòng)頻率跟蹤的裝置，稱為“同步”。在人工調(diào)節(jié)接近滿足式頻率整數(shù)倍時(shí)條件下，再加入“同步”的作用，掃描電壓的周期就能準(zhǔn)確等于待測(cè)電壓周期的整數(shù)倍，從而獲得穩(wěn)定的.波形。
4) 李薩如圖形的基本原理：如果同時(shí)從示波器的x軸和y軸輸入頻率相同或成簡(jiǎn)單整數(shù)比的兩 個(gè)正弦電壓，則屏幕上將呈現(xiàn)出特殊形狀的、穩(wěn)定的光點(diǎn)軌跡，這種軌跡圖稱為李薩如圖形。李薩如圖形的形成規(guī)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(diǎn)數(shù)為N（x），豎直方向最多可得的交點(diǎn)數(shù)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(shí)驗(yàn)儀器：
示波器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。
四、 實(shí)驗(yàn)操作的主要步驟：
(一) 示波器的使用與調(diào)節(jié)
1) 將各控制旋鈕置于相關(guān)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(jìn)入正常工作狀 態(tài)。
3) 經(jīng)示波管燈絲預(yù)熱后，屏上出現(xiàn)綠色亮點(diǎn)，調(diào)節(jié)INTEN、FOCUS、POSITION，使亮點(diǎn)清晰。
4) 將TIME/DIV逐漸旋到2ms或5ms，觀察光點(diǎn)由慢變快移動(dòng)，直至屏上顯示一條穩(wěn)定的水 平掃描線，按(3)使線清晰。
(二) 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：
1) 觀察正弦波波長(zhǎng)：
a)將AC GND DC轉(zhuǎn)換開關(guān)置于AC
b)講面板右上角的SOURCE置于CH2
c)將函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的50Hz信號(hào)源直接輸入CH2-Y輸入端（紅插頭應(yīng)接函數(shù)發(fā)生器輸出的紅接線柱）
d)屏上顯示出正弦波（調(diào)V/DIV調(diào)節(jié)大小，TIME/DIV掃描開關(guān)使之出現(xiàn)正弦波，IEVEL使波形穩(wěn)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(xiàn)多個(gè)完整的波形圖。
2) 觀察并描繪李薩如圖形，測(cè)量正弦信號(hào)頻率。
利用利薩如圖測(cè)正弦電壓的頻率基本原理
通過(guò)觀察熒光屏上利薩如圖形進(jìn)行頻率對(duì)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(cè)正弦信號(hào)fx加到y(tǒng)偏轉(zhuǎn)板，將參考正弦信號(hào)fx加到x偏轉(zhuǎn)板，當(dāng)兩者的頻率之比f(wàn)y/fx是整數(shù)時(shí)，在熒光屏上將出現(xiàn)利薩如圖。
不同頻率比的利薩如圖形。判斷兩個(gè)電壓信號(hào)頻率比的條件是屏上出現(xiàn)了利薩如圖形穩(wěn)定不動(dòng)，方法是對(duì)穩(wěn)定不動(dòng)的圖形分別做水平直線和豎直直線與圖形相切，設(shè)水平線上的切點(diǎn)數(shù)最多為Nx，豎直線上的切點(diǎn)數(shù)最多為Ny，則fy/fx=Nx/Ny
五、數(shù)據(jù)記錄及處理：
用李薩如圖測(cè)量正弦信號(hào)頻率
六、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) ：
1.信號(hào)發(fā)生器、示波器預(yù)熱3分鐘以后才能正常工作。
2.測(cè)信號(hào)電壓時(shí)，一定要將電壓衰減旋紐的微調(diào)順時(shí)針旋足（校正位置）；測(cè)信號(hào)周期時(shí)，一定要將掃描速率旋紐的微調(diào)順時(shí)針旋足（校正位置）；
3.不要頻繁開關(guān)機(jī)，示波器上光點(diǎn)的亮度不可調(diào)得太強(qiáng)，也不能讓亮點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間停在熒光屏的一點(diǎn)上，如果暫時(shí)不用，把輝度降到最低即可。
4.轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕和按鍵時(shí)必須有的放矢，不要將開關(guān)和旋鈕強(qiáng)行旋轉(zhuǎn)、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(shí)驗(yàn)心得：
一個(gè)學(xué)期就要過(guò)去了，在本學(xué)期里，老師又教了很多實(shí)驗(yàn)，我做了許多類型的實(shí)驗(yàn)，讓我受益匪淺，我又學(xué)會(huì)了很多東西，其中很多知識(shí)在平時(shí)的學(xué)習(xí)中都是無(wú)法學(xué)習(xí)到的，其中很多實(shí)驗(yàn)都開闊了我們的視野，讓我們獲得了許多平時(shí)課堂上得不到的知識(shí)。
通過(guò)高中以及大學(xué)兩個(gè)學(xué)期的物理實(shí)驗(yàn)，我發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，我們學(xué)到的許多理論都來(lái)源于實(shí)驗(yàn)，也學(xué)到了許多物理課上沒有教到的理論。很多實(shí)驗(yàn)都是需要花費(fèi)許多心思去學(xué)習(xí)的，也是非常復(fù)雜的。經(jīng)過(guò)這一年的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課的學(xué)習(xí)，讓我收獲多多。想要做好物理實(shí)驗(yàn)容不得半點(diǎn)馬虎，她培養(yǎng)了我們耐心、信心和恒心。當(dāng)然，我也發(fā)現(xiàn)了我存在的很多不足。我的動(dòng)手能力還不夠強(qiáng)，當(dāng)有些實(shí)驗(yàn)需要比較強(qiáng)的動(dòng)手能力的時(shí)侯我還不能從容應(yīng)對(duì)，實(shí)驗(yàn)就是為了讓你動(dòng)手做，去探索一些你未知的或是你尚不是深刻理解的東西�，F(xiàn)在，大學(xué)生的動(dòng)手能力越來(lái)越被人們重視，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)正好為我們提供了這一平臺(tái)讓我們?nèi)ュ憻捵约旱膭?dòng)手能力。我的學(xué)習(xí)方式還有待改善，當(dāng)面對(duì)一些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)時(shí)我還不能很快很好的完成。偉大的科學(xué)家之所以偉大就是他們利用實(shí)驗(yàn)證明了他們的偉大。唯有實(shí)驗(yàn)才是檢驗(yàn)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(shí)來(lái)證明。
示波器的使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告 4
【引言】
示波器是一種用來(lái)觀察電信號(hào)波形的重要儀器，廣泛應(yīng)用于電子、通信、醫(yī)療等領(lǐng)域。本實(shí)驗(yàn)旨在通過(guò)對(duì)示波器的基本操作和功能進(jìn)行學(xué)習(xí)，掌握示波器的使用方法，以及對(duì)不同類型的波形進(jìn)行分析和測(cè)量。
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/strong>
1. 了解示波器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；
2. 掌握示波器的基本操作；
3. 使用示波器對(duì)不同類型的波形進(jìn)行觀測(cè)和測(cè)量。
【實(shí)驗(yàn)儀器】
1. 示波器（型號(hào)：xxx）；
2. 示波器探頭；
3. 信號(hào)發(fā)生器；
4. 直流電源。
【實(shí)驗(yàn)原理】
示波器是一種能夠?qū)㈦妷弘S時(shí)間變化的波形顯示在屏幕上的儀器。當(dāng)待測(cè)信號(hào)加到示波器的輸入端時(shí)，示波器會(huì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、偏置和加工處理，然后在屏幕上顯示出整個(gè)過(guò)程。示波器通常具有觸發(fā)、水平、垂直、掃描速率等控制功能，可以方便地對(duì)信號(hào)進(jìn)行觀測(cè)和測(cè)量。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
1. 連接示波器和信號(hào)發(fā)生器：將信號(hào)發(fā)生器的輸出端和示波器的輸入端用示波器探頭連接；
2. 打開示波器，并設(shè)置合適的.觸發(fā)方式、水平和垂直靈敏度；
3. 調(diào)節(jié)示波器觸發(fā)和掃描控制，觀察信號(hào)波形在示波器屏幕上的顯示；
4. 更換不同頻率、幅度的信號(hào)源，觀察示波器的讀數(shù)變化；
5. 切換示波器的不同測(cè)量模式，對(duì)波形進(jìn)行測(cè)量分析。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析】
通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們成功地掌握了示波器的基本操作方法，了解了示波器的觸發(fā)、水平、垂直靈敏度的調(diào)節(jié)方法。在實(shí)驗(yàn)中，我們觀測(cè)到了正弦波、方波、三角波等不同類型的信號(hào)波形，并成功地進(jìn)行了測(cè)量和分析。
【實(shí)驗(yàn)總結(jié)】
通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我們深入了解了示波器的使用方法和功能，掌握了基本的示波器操作技巧，提高了對(duì)信號(hào)波形觀測(cè)和測(cè)量的能力。示波器作為電子技術(shù)中的重要工具，對(duì)于電子工程師和科研人員來(lái)說(shuō)具有重要意義，它能夠幫助我們更好地理解和分析各種電信號(hào)波形，為電子技術(shù)應(yīng)用提供了可靠的支持。
【致謝】
感謝老師對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)和幫助，也感謝實(shí)驗(yàn)室的工作人員對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維護(hù)和保障。
示波器的使用實(shí)驗(yàn)報(bào)告 5
一、 【實(shí)驗(yàn)名稱】
超聲波聲速的測(cè)量
二、 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/strong>
1、了解聲速的測(cè)量原理
2、學(xué)習(xí)示波器的原理與使用
3、學(xué)習(xí)用逐差法處理數(shù)據(jù)
三、 【儀器用具】
1、SV-DH-3型聲速測(cè)定儀段（資產(chǎn)編號(hào)）
2、雙蹤示波器（資產(chǎn)編號(hào)）
3、SVx-3型聲速測(cè)定信號(hào)源（資產(chǎn)編號(hào)）
四、 【儀器用具】
1.超聲波與壓電陶瓷換能器
頻率20Hz-20kHz的機(jī)械振動(dòng)在彈性介質(zhì)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(zhǎng)短，易于定向發(fā)射等優(yōu)點(diǎn)，聲速實(shí)驗(yàn)所采用的聲波頻率一般都在20～60kHz之間。在此頻率范圍內(nèi)，采用壓電陶瓷換能器作為聲波的發(fā)射器、接收器效果最佳。
壓電陶瓷換能器根據(jù)它的工作方式，分為縱向（振動(dòng)）換能器、徑向（振動(dòng)）換能器及彎曲振動(dòng)換能器。聲速教學(xué)實(shí)驗(yàn)中所用的大多數(shù)采用縱向換能器。圖1為縱向換能器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
2.共振干涉法（駐波法）測(cè)量聲速
假設(shè)在無(wú)限聲場(chǎng)中，僅有一個(gè)點(diǎn)聲源S1（發(fā)射換能器）和一個(gè)接收平面（接收換能器S2）。當(dāng)點(diǎn)聲源發(fā)出聲波后，在此聲場(chǎng)中只有一個(gè)反射面（即接收換能器平面），并且只產(chǎn)生一次反射。
在上述假設(shè)條件下，發(fā)射波ξ1=Acos（ωt+2πx /λ)。在S2處產(chǎn)生反射，反射波ξ2=A1cos（ωt+2πx /λ)，信號(hào)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(fā)射換能器與接收換能器之間的距離
實(shí)驗(yàn)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(fā)射器，它由信號(hào)源供給頻率為數(shù)十千赫的交流電信號(hào)，由逆壓電效應(yīng)發(fā)出一平面超聲波；而S2則作為聲波的接收器，壓電效應(yīng)將接收到的聲壓轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。將它輸入示波器，我們就可看到一組由聲壓信號(hào)產(chǎn)生的正弦波形。由于S2在接收聲波的同時(shí)還能反射一部分超聲波，接收的聲波、發(fā)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(qū)域內(nèi)產(chǎn)生了波的干涉，形成駐波。我們?cè)谑静ㄆ魃嫌^察到的實(shí)際上是這兩個(gè)相干波合成后在聲波接收器S2處的振動(dòng)情況。移動(dòng)S2位置（即改變S1和S2
之間的距離），你從示
波器顯示上會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)S2在某此位置時(shí)振幅有最小值。根據(jù)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(cè)量聲波的波長(zhǎng)，可以在一邊觀察示波器上聲壓振幅值的同時(shí)，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(dòng)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(dòng)過(guò)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(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)鼓輪
來(lái)實(shí)現(xiàn)，而超聲波的頻率又可由聲速測(cè)試儀信號(hào)源頻率顯示窗口直接讀出。
在連續(xù)多次測(cè)量相隔半波長(zhǎng)的S2的位置變化及聲波頻率f以后，我們可運(yùn)用測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出聲速，用逐差法處理測(cè)量的數(shù)據(jù)。
3.相位法測(cè)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(duì)于波束：ξ1 =Acos（ωt - 2πx /λ)
由此可見，在經(jīng)過(guò)△x距離后，接收到的余弦波與原來(lái)位置處的相位差（相移）為θ= 2π △x /λ。因此能通過(guò)示波器，用李薩如圖法觀察測(cè)出聲波的波長(zhǎng)。
4.時(shí)差法測(cè)量原理
連續(xù)波經(jīng)脈沖調(diào)制后由發(fā)射換能器發(fā)射至被測(cè)介質(zhì)中，聲波在介質(zhì)中傳播，經(jīng)過(guò)t時(shí)
間后，到達(dá)L距離處的接收換能器。由運(yùn)動(dòng)定律可知，聲波在介質(zhì)中傳播的速度可由以下公式求出：
速度V=距離L/時(shí)間t
通過(guò)測(cè)量二換能器發(fā)射接收平面之間距離L和時(shí)間t ,就可以計(jì)算出當(dāng)前介質(zhì)下的聲波傳播速度。
五、【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】
1.儀器在使用之前，加電開機(jī)預(yù)熱15min。在接通市電后，自動(dòng)工作在連續(xù)波方式，選擇的介質(zhì)為空氣的初始狀態(tài)。
2.駐波法測(cè)量聲速。
2.1測(cè)量裝置的連接：
圖5駐波法、相位法連線圖
信號(hào)源面板上的發(fā)射端換能器接口（S1），用于輸出一定頻率的功率信號(hào)，請(qǐng)接至測(cè)試架的發(fā)射換能器（S1）；信號(hào)源面板上的發(fā)射端的'發(fā)射波形Y1，請(qǐng)接至雙蹤示波器的CH1（Y1），用于觀察發(fā)射波形；接收換能器（S2）的輸出接至示波器的CH2（Y2）
2.2測(cè)定壓電陶瓷換能器的最佳工作點(diǎn)
只有當(dāng)換能器S1的發(fā)射面和S2的接收面保持平行時(shí)才有較好的接收效果；為了得到較清晰的接收波形，應(yīng)將外加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)頻率調(diào)節(jié)到換能器S1、S2的諧振頻率點(diǎn)處時(shí)，才能較好的進(jìn)行聲能與電能的相互轉(zhuǎn)換（實(shí)際上有一個(gè)小的通頻帶），以得到較好的實(shí)驗(yàn)效果。按照調(diào)節(jié)到壓電陶瓷換能器諧振點(diǎn)處的信號(hào)頻率，估計(jì)一下示波器的掃描時(shí)基t/div，并進(jìn)行調(diào)節(jié)，使在示波器上獲得穩(wěn)定波形。
超聲換能器工作狀態(tài)的調(diào)節(jié)方法如下：各儀器都正常工作以后，首先調(diào)節(jié)發(fā)射強(qiáng)度旋鈕，使聲速測(cè)試儀信號(hào)源輸出合適的電壓（8～10VP-P之間），再調(diào)整信號(hào)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(diào)整時(shí)接收波的電壓幅度變化，在某一頻率點(diǎn)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(diǎn)，記錄頻率FN，改變S1和S2間的距離，適當(dāng)選擇位置，重新調(diào)整，再次測(cè)定工作頻率，共測(cè)5次，取平均頻率f。
2.3測(cè)量步驟
將測(cè)試方法設(shè)置到連續(xù)波方式，合適選擇相應(yīng)得測(cè)試介質(zhì)。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(zhuǎn)動(dòng)距離調(diào)節(jié)鼓輪，這時(shí)波形的幅度會(huì)發(fā)生變化，記錄下幅度為最大時(shí)的距離Li-1，距離由數(shù)顯尺（數(shù)顯尺原理說(shuō)明見附錄2）或在機(jī)械刻度上讀出，再向前或者向后（必須是一個(gè)方向）移動(dòng)距離，當(dāng)接收波經(jīng)變小后再到最大時(shí)，記錄下此時(shí)的距離Li。即有：波長(zhǎng)λi=2│Li -Li-1│，多次測(cè)定用逐差法處理數(shù)據(jù)。
3.相位法/李薩如圖法測(cè)量波長(zhǎng)的步驟
將測(cè)試方法設(shè)置到連續(xù)波方式，合適選擇相應(yīng)的測(cè)試介質(zhì)。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(zhuǎn)動(dòng)距離調(diào)節(jié)鼓輪，觀察波形為一定角度的斜線，記錄下此時(shí)的距離Li-1；距離由數(shù)顯尺（數(shù)顯尺原理說(shuō)明見附錄2）或機(jī)械刻度尺上讀出，再向前或者向后（必須是一個(gè)方向）移動(dòng)距離，使觀察到的波形又回到前面所說(shuō)的特定角度的斜線，記錄下此時(shí)的距離Li。即有：波長(zhǎng)λi=│Li -Li-1│
圖中S1和S2為壓電超聲換能器。信號(hào)發(fā)生器輸出的正弦交流信號(hào)加到S1上，由S1完成電聲轉(zhuǎn)換，作為聲源，發(fā)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(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后接入示波器觀察。S2在接收聲波的同時(shí)，其表面還反射一部分聲波。當(dāng)S1與S2的表面互相平行時(shí)，往返于S1與S2之間的聲波發(fā)生干涉而形成駐波。
依波動(dòng)理論，設(shè)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(dòng)傳播到坐標(biāo)x處(t時(shí)刻)引起的位相變化。
在任意時(shí)刻t，空氣中某一位置處的合振動(dòng)方程為
y=y1+y2=(2Acos2πλx)cosωt
上式即為駐波方程。
當(dāng)cos2πλx=1，即2πλx=kπ時(shí)，在x=k·λ2 (k=0,1,2?)處，合成振動(dòng)振幅最大，稱為波腹或聲振幅的極大值。
當(dāng)cos2πλx=0，即2πλx=(2k+1)π2時(shí)，在x=(2k+1)·λ4 (k=0,1,2?)處，合成振動(dòng)振幅最小，稱為波節(jié)或聲振幅的極小值。
改變兩換能器之間的距離，當(dāng)二者之間的距離是半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，在發(fā)射換能器和接收換能器處，聲波的幅度（聲壓）都達(dá)到極大值，此時(shí)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(jié))條件可知，相鄰兩個(gè)波腹(或波節(jié))間的距離為λ2，當(dāng)S1和S2間的距離L恰好等于半波長(zhǎng)(5)
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