超声波测声速为什么存在误差?

发布网友发布时间：2024-10-04 16:26

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热心网友时间：2024-10-05 06:39

从实验室所采用的仪器和实验过程来看，主要误差来源有以下几点：

1、在发射换能器与接收换能器之间有可能不是严格的驻波场；

2、调节超声波的谐振频率时出现误差；

3、示波器上判断极大值的位置不准确也会引入人为的和仪器的误差。

在发射换能器与接收换能器之间有可能不是严格的驻波场。由发射换能器的发射面发射的超声波在空气中传播时并不是全以简谐波传播；

而在近场区表现出没有周期性规律的特征，直到远场区才能近似认为是简谐波，可是只有入射波为简谐波，经反射叠加后才能形成驻波，从而测得两相邻极大值的间距。当发射面与反射面相距10cm左右时，正好处于远场区的开始阶段，入射波不能近似为标准的简谐波。

因此与反射波叠加后不为标准的驻波,任意两相邻极大值的间距不等,导致在不同位置测得的两相邻极大值间的距离λ/2不同,由此计算所得的超声波声速就会有较大的误差。

扩展资料：

在测量超声波声速过程中，当信号发生器输出的正弦波频率与声速测量仪发射换能器中压电陶瓷环的固有频率相等时，该正弦波频率称为谐振频率，在谐振频率下，示波器上会出现电压信号的最大值，发射换能器工作频率等于其本身的谐振基频时，其工作状态是最佳的；

可以取得最大的发射功率和效率。而声速测量仪的发射器与接收器的距离为λ／2的整数倍时，产生共振干涉，即使不在谐振频率下，示波器上电压信号也会出现极大值谐振频率与距离为λ／2的整数倍时的共振干涉频率，是实验中容易混淆的问题，给谐振频率的调节带来一定的困难。

另外，声速测量仪中发射器的固有频率，还会随环境温度的升高而降低。