[發(fā)明專利]一種電子聲速測定儀

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010369510.1
• 申請日: 2020-05-05
• 公開（公告）號: CN111458010A
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張文昭;劉志壯;程文志;譚佳文
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南科技學(xué)院
• 主分類號: G01H5/00
• 分類號: G01H5/00;G09B23/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

該發(fā)明涉及一種電子聲速測定儀，該裝置包括控制器、揚(yáng)聲器、拾音器、溫度傳感器、壓力傳感器模塊、玻璃管、塑料水杯、膠管和支架。由控制器控制揚(yáng)聲器發(fā)出一定頻率的聲波，通過拾音器傳回給控制器，檢測聲波的大小；由壓力傳感器模塊檢測水位的高度和空氣柱的長度；通過駐波原理檢測出聲波波長，由波長和聲波頻率計(jì)算出聲速。

技術(shù)領(lǐng)域

該發(fā)明涉及到物理、電子和傳感技術(shù)領(lǐng)域，特別是用電子和傳感技術(shù)的手段來測量聲速這個物理量的一種電子聲速測定儀。

背景技術(shù)

聲速測定是大學(xué)物理常做的一個實(shí)驗(yàn)，過去采用音叉和共鳴管，通過人工來測量，測量速度慢，誤差大，且受人為因素影響大，不同的人測量結(jié)果相差很大。過去的測量方法都是人工聽聲音大小來識別與判斷駐波的波腹與波節(jié)，依賴人耳判定聲音大小，很難判定準(zhǔn)確，同時觀察水位處刻度線，讀數(shù)誤差大，造成測量精度低。現(xiàn)有公布的專利CN109115326A、CN108519145A、CN102519572A未采用共鳴管原理，無法完成大學(xué)物理中的聲波共鳴實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明既能完成聲波共鳴實(shí)驗(yàn)原理，又解決測量速度慢、測量精度低、受人為因素影響的問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決聲速測量速度慢、誤差大、受人為因素影響的問題，發(fā)明一種電子聲速測定儀，該發(fā)明包括控制器（1）、揚(yáng)聲器（2）、拾音器（3）、溫度傳感器（4）、壓力傳感器模塊（5）、玻璃管（6）、塑料水杯（7）、膠管（8）、支架（9）和水位控制器（10）；揚(yáng)聲器（2）、拾音器（3）、溫度傳感器（4）和壓力傳感器模塊（5）分別連接到控制器（1）；揚(yáng)聲器（2）、玻璃管（6）和塑料水杯（7）固定在支架（9）上；拾音器（3）、溫度傳感器（4）和壓力傳感器模塊（5）安裝在玻璃管（6）上；水位控制器（10）安裝在塑料水杯（7）上；

控制器（1）包括有主控器（11）、放大器（12）、顯示器（13）、按鍵（14）、功放（15）；放大器（12）、顯示器（13）、按鍵（14）、功放（15）分別與主控器（11）連接；溫度傳感器（4）、壓力傳感器模塊（5）直接連接到主控器（11）；拾音器（3）連接到放大器（12）；揚(yáng)聲器（2）連接到功放（15）；

玻璃管（6）和塑料水杯（7）下端均有開孔，膠管（8）將玻璃管（6）和塑料水杯（7）的開孔連接起來形成連通器，塑料水杯（7）內(nèi)加水后由膠管（8）可以流到玻璃管（6）中；

水位控制器（10）包括有活塞（101）、螺冒（102）和螺桿（103），水位控制器（10）的作用是推動活塞上移或下移，調(diào)節(jié)玻璃管（6）的水位高度穩(wěn)定地變化，且液面不會產(chǎn)生波動，便于水位高度精確檢測；

揚(yáng)聲器（2）安裝在玻璃管（6）內(nèi)的上端口處中間位置，有利用減小聲波能量衰減；

拾音器（3）安裝在玻璃管（6）上端口邊緣處，有利于拾音器（3）提高拾音效果；

壓力傳感器模塊（5）安裝在玻璃管（6）下端，且壓力傳感器模塊（5）可以感受到玻璃管（6）中水的高度變化引起的壓力變化，并將壓力變化轉(zhuǎn)換為電壓變化；采用高精度和高靈敏度傳感器，有利于提高液位測量精度；溫度傳感器（4）安裝在玻璃管（6）外壁中部，檢測出聲速的同時，檢測出該聲速對應(yīng)的溫度；

水位控制器（10）安裝在塑料水杯（7）上端，活塞（101）放置在塑料水杯（7）內(nèi)，與水杯內(nèi)壁緊密配合不透水，且可上下移動；活塞（101）上有放氣孔（104）；螺冒（102）固定在塑料水杯（7）上端，不可活動；螺桿（103）穿過螺冒（102），其上端固定有助力桿（105），下端固定在活塞（101）上，當(dāng)螺桿（103）旋轉(zhuǎn)時，可推動活塞（101）上移或下移，但活塞（101）不會旋轉(zhuǎn)；即當(dāng)螺桿（103）旋緊時，活塞（101）向下，玻璃管（6）內(nèi)的水位上升，反之，玻璃管（6）內(nèi)的水位下降。

該發(fā)明的有益之處是測量精度高、速度快，誤差小，不受人為因素影響。

附圖說明