Принцип взаимности и его применение в акустических измерениях
Автор: misha200023 • Декабрь 6, 2021 • Лабораторная работа • 738 Слов (3 Страниц) • 501 Просмотры
Отчёт по лабораторной работе
«Принцип взаимности и его применение
в акустических измерениях»
студентов 441 группы
ННГУ им. Н. И. Лобачевского
Кондратьева А.А. и Кочеткова А.А.
1 Цель работы: ознакомление с принципом взаимности в акустике и применением его в акустических измерениях; определение чувствительности микрофона при различных частотах звукового давления, действующего на его поверхность; экспериментальная проверка соблюдения условий взаимности для обратимого преобразователя.
2 Приборы и материалы: генератор сигналов низкочастотный, частотомер электронносчётный, милливольтметры, труба, обратимый и вспомогательный преобразователи, микрофон.
3 Практическая часть:
3.1 Проведение предварительных экспериментов с целью оценки величины погрешностей, появляющихся вследствие неточного соответствия реальной установки идеализированным условиям, принятым при выводе теории.
3.1.1 Проверка обратимости вспомогательных преобразователей П и Г.
Мы проверили соблюдение принципа взаимности для преобразователя следующим образом:
на одном конце трубы установили преобразователь П, а на другом – преобразователь Г. Суть в том, чтобы сравнить результаты двух опытов: преобразователь П работает излучателем, преобразователь Г – приёмником, и наоборот. При условии, что токи в первом и втором опытах одинаковы, должно выполняться следующее соотношение:
[pic 1]
где индексы 1,2 соответствуют номеру опыта.
Полученные значения сведены в таблицу:
f, Гц | U1, mV | U2, mV |
411±1 | 0,36±0,01 | 0,46±0,01 |
955±1 | 1,05±0,03 | 1,10±0,03 |
1670±1 | 7,0±0,1 | 6,8±0,1 |
2912±1 | 5,2±0,1 | 5,2±0,1 |
Из неё следует, что с учётом приборной погрешности принцип взаимности приблизительно выполняется в большинстве проведенных опытов.
3.1.2 Измерение величины потерь в трубе.
Мы определяли потери путём измерения ширины резонансной кривой трубы. Так как потери в трубе обусловлены трением и теплопроводностью и растут с увеличением частоты, то мы произвели измерения на нескольких частотах, в том числе на частотах, лежащих у верхней и нижней границ частотного диапазона.
В результате, были получены следующие резонансные кривые:
[pic 2]
[pic 3]
[pic 4]
[pic 5]
Затухание α на единицу длины трубы (при условии αl<<1) связано с полушириной резонансной кривой (на уровне 0,7) следующим соотношением:
[pic 6]
где c – скорость распространения звука.
Расчёт потерь сведён в таблицу:
fрез, Гц | Уровень 0,7, mV | ∆f, Гц | α, м |
550±1 | 1,2 | 17±2 | 0,324±0,038 |
1100±1 | 6,6 | 32±2 | 0,61±0,04 |
1946±1 | 3,5 | 18±2 | 0,343±0,038 |
2778±1 | 0,9 | 21±2 | 0,40±0,04 |
3.1.3 Мы измерили резонансные частоты трубы с подключёнными к ней преобразователями. Собственные частоты трубы были рассчитаны в предположении, что она закрыта с обоих концов абсолютно твёрдыми стенками, по формуле:
...