交流电桥和声速测量-王静.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,交流电桥,与,声速测量,交流电桥,实验原理,交流电桥的平衡条件,相对桥臂上阻抗幅模的乘积相等；,相对桥臂上阻抗幅角之和相等。,串联电容电桥,(,测量损耗小的电容电桥,),电桥平衡时，根据平衡条件可得：,整理后得：,损耗因数,参考值,海氏电桥,(,测量,高,Q,值电感的电感电桥,),电桥平衡时，根据平衡条件可得：,整理后得,:,海氏电桥的平衡条件与频率有关,电源波形必须是正弦波,参考值,实验过程注意事项：,频率选择,1000Hz,调节前先将,灵敏度旋纽逆时针转到最小,R,n,或,R,b,调到最大或,0,，即使电流表示数最小，也不一定表示已经调好了,若调节,R,n,或,R,b,无法使电桥达到平衡，应考虑,C,n,、,R,a,档位是否正确，检查电路连线，是否存在接触不良等原因,实验报告中存在的问题,1,、,1000Hz,2,、不会换算单位：,1F=110,6,F,若,C,n=,0.01F,：,用,0.01,代入，应,0.0110,6,3,、未算不确定度,(,C,x,要求算不确定度）,串联电容电桥,结果表示：,一位有效数字,(,后面一律进位,),思考题,1,、在交流电桥实验中，为什么交流电桥中的标准元件选用电容，而不选用电感？,由于制造工艺上的原因，标准电容的准确度要高于标准电感，并且标准电容不易受外磁场的影响。,2,、交流电桥的桥臂是否可以任意选择不同性质的阻抗元件组成？应如何选择？,阻抗元件不可以任意选择，否则不一定能够调节平衡；,桥臂配置要满足两个必要条件：,一,是相对桥臂上阻抗幅模的乘积相等；,二,是相对桥臂上阻抗幅角之和相等；,具体的说：,对臂比电桥而言，相对桥臂接入纯电阻后，另外相邻两臂也必须接入相同性质的阻抗，如实验中的电容电桥；,对臂乘电桥而言，相邻桥臂接入纯电阻后，另外相对两桥臂必须为异性阻抗，如实验中的电感电桥。,桥臂配置要满足两个必要条件：,3,、交流电桥对使用的电源有何要求？交流电源对测量结果有无影响？,只有海氏电桥的平衡与频率有关，为避免谐波频率对测量精度的影响，电源波形必须是正弦波；,其余电桥与频率无关，电源为任何频率或非正弦的情况，电桥都能平衡；,实际情况中，由于电桥内部各元件之间的相互影响，交流电桥的测量频率对测量精度仍有一定的影响。,声速测量,实 验 原 理,声波频率,f,就是换能器的谐振频率，测声波波长有两种方法：,共振干涉法,和,位相比较法,数据处理,1,2,3,一位有效数字,测量结果的末位与不确定度的末位对齐,4,5,百分误差,相对不确定度一律取两位有效数字比如：,6.0,示波器图形不稳定,(,图形左右移动、滚动、模糊,),，应调节,电平,(level),旋钮使之稳定。,思考题,1,、怎样调整谐振频率，使换能器系统处于谐振状态？,产生共振的条件是使信号源频率等于换能器固有频率；实验中应做如下调节使其获得谐振状态：固定,S2,在合适的位置，粗调频率，细调频率使示波器上出现的亮线长度最大,(,或者正弦波振幅最大,).,2,、使用“驻波共振法”测声速时，示波器上观察到的正弦波振幅为什么随,S1,，,S2,间距增大而越来越小？,这是因为超声波在空气中传播时，由于波动能量总有一部分会被空气吸收，波的机械能会不断减少，波强逐渐减弱，振幅逐渐减少。,