Wyznaczanie prędkości dźwięku  z wykorzystaniem kamertonu, mikrofonu i komputera PC

ZagadnieniaUkład pomiarowy Przeprowadzenie pomiarów Opracowanie wyników

Zagadnienia

Układ pomiarowy


Schematyczny rysunek układu pomiarowego: M -młotek, x -dystans między kamertonem a mikrofonem

    Układ pomiarowy przedstawiony jest na powyższym rysunku. Składa się on z mikrofonu podłączonego do konsoli karty pomiarowej UIB (Wy1), kamertonu oraz mloteczka M. Kamerton i młoteczek tworzą obwód wyzwalający  pomiar i jego wyjście podłączone jest takżze do konsoli (Wy2). Do pomiaru odległości kamerton -- mikrofon służy linijka.

Przeprowadzenie pomiarów

    Pomiar wykonujemy przy pomocy programu IPC4. Po podłączeniu wyjścia Wy1 i Wy2 do konsoli pomiarowej ustawiamy w  podprogramie  Multiskop parametry naszego pomiaru tj. czas pomiaru, kanał wyzwalający pomiar i poziom wyzwolenia. Pomiar wykonujemy kilkukrotnie dla różnych odległości kamerton --mikrofon (przynajmniej dla 10 - ciu konfiguracji). Czas przelotu czoła fali określamy przy pomocy opcji "odczyt wartości".

Przykładowy wynik pomiaru prędkości dźwięku. Na rysunku a mamy sygnał z mikrofonu, na b sygnał wyzwalający


Opracowanie wyników

    Rozchodzenie się czoła fali akustycznej jest opisane w następujący sposób:

x(t) = vd   t

    gdzie
Korzystając z powyższego wzoru wyznaczamy prędkość dźwięku znajdując  współczynnik kierunkowy nachylenia zależności x(t). Opracowanie wyników możemy przeprowadzić przy pomocy programu IPC4 (w innym przypadku należy podać nazwę użytego programu).

Przykładowy wynik pomiaru prędkości (vd  = 342.5 +/- 3.9 [m/s])

Sprawozdanie  powinno zawierać:

Literatura