能够测声波频率的实验装置

1. 测量声音频率用什么仪器

测量声音频率用声级计。

声级计是最基本的噪声测量仪器，它是一种电子仪器，但又不同于电压表等客观电子仪表。在把声信号转换成电信号时，可以模拟人耳对声波反应速度的时间特性；对高低频有不同灵敏度的频率特性以及不同响度时改变频率特性的强度特性。 声级计是一种主观性的电子仪器。

根据声级计整机灵敏度区分，声级计分类有两类方法：一类是普通声级计，它对传声器要求不太高。

动态范围和频响平直范围较狭，一般不配置带通滤波器相联用；另一类是精密声级计，其传声器要求频响宽，灵敏度高，长期稳定性好，且能与各种带通滤波器配合使用，放大器输出可直接和电平记录器、录音机相联接，可将噪声讯号显示或贮存起来。

如将精密声级计的传声器取下，换以输入转换器并接加速度计就成为振动计可作振动测量。

(1)能够测声波频率的实验装置扩展阅读：

测量噪声用的声级计，表头响应按灵敏度可分为四种：

（1）慢，表头时间常数为1000 ms，—般用于测量稳态噪声，测 得的数值为有效值。

（2）快，表头时间常数为125ms，一般用于测量波动较大的不稳态噪声和交通运输噪声等。快档接近人耳对声音的反应。

（3）脉冲或脉冲保持，表针上升时间为35ms，用于测量持续时间较长的脉冲噪声，如冲床、按锤等，测得的数值为最大有效值。

（4）峰值保持，表针上升时间小于20ms．用于测量持续时间很短的脉冲声，如枪、炮和爆炸声，测得的数值是峰值.即最大值。

参考资料来源：网络-声级计

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实验原理

由波动理论可知，波速与波长、频率有如下关系：v = f λ，只要知道频率和波长就可以求出波速。本实验通过低频信号发生器控制换能器，信号发生器的输出频率就是声波频率。声波的波长用驻波法（共振干涉法）和行波法（相位比较法）测量。下图是超声波测声速实验装置图。

n 驻波法测波长

由声源发出的平面波经前方的平面反射后，入射波与发射波叠加，它们波动方程分别是：

叠加后合成波为：

y = ( 2Acos2pX/l ) cos2p ft

cos2pX/l = ±1 的各点振幅最大，称为波腹，对应的位置：

X =±nl/2 ( n =0,1,2,3……)

cos2pX/l = 0 的各点振幅最小，称为波节，对应的位置：

X = ±(2n+1)l/4 ( n =0,1,2,3……)

因此只要测得相邻两波腹（或波节）的位置Xn、Xn-1即可得波长。

n 相位比较法测波长

从换能器S1发出的超声波到达接收器S2，所以在同一时刻S1与S2处的波有一相位差：j = 2px/l其中l是波长，x为S1和S2之间距离�8�8。因为x改变一个波长时，相位差就改变2p。利用李萨如图形就可以测得超声波的波长。

实验重点

n 了解超声波的发射和接收方法。

n 加深对振动合成、波动干涉等理论知识的理解。

n 掌握用驻波法和相位法测声速。

注意事项

n 确保换能器S1和S2端面的平行。

n 信号发生器输出信号频率与压电换能器谐振频率f 0保持一致。

3. 如何测量声速，物理实验~

准备实验装置：选用一米长的塑料管作为主要载体，确保其长度适中，利于后续测量。然后，准备两个麦克风，分别安置于管的两端，确保二者间距为管长一半，利于准确捕捉声波传播情况。接着，将信号发生器连接至管道一端，设定较高频率，如1kHz，以确保信号传输的清晰度。

信号发生器连接完毕后，将示波器与麦克风连接，以便于实时监测信号的传播时间。实验开展前，需确认连接无误，确保数据收集的准确性。操作时，打开信号发生器，记录信号从一端传播至另一端所需的时间，随后关闭信号发生器，记录麦克风接收到信号的时刻。这一操作需重复多次，以获取一组稳定的实验数据，进行平均处理。

通过实验数据计算声速，运用公式：声速 = 管道长度 / （信号传播时间 / 2）进行计算，以确保计算结果的准确性。完成计算后，对比实验结果与理论值，通过误差分析，进一步探讨实验的准确性和可能存在的误差来源。