專利名稱：聲速測定實驗系統(tǒng)及測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聲速測定方法，具體涉及一種聲速測定實驗系統(tǒng)及測量方法。
背景技術(shù)：
目前，一種現(xiàn)有技術(shù)，采用聲懸浮技術(shù)測量聲速的實驗裝置，屬于物理實驗及其應(yīng) 用技術(shù)領(lǐng)域，包括超聲波信號發(fā)生器、換能器、反射體、儀器支架、標(biāo)尺、位移調(diào)節(jié)螺桿、橫 梁。在反射體上放置被懸浮物。記錄超聲波信號發(fā)生器與換能器產(chǎn)生共振時的頻率，轉(zhuǎn)動 位移調(diào)節(jié)螺桿調(diào)節(jié)反射體與換能器間的距離L。當(dāng)L達到某一定值時，物體被浮起。在改變 L時，若物體落下，再浮起，記錄兩次浮起時的L值之差，可計算得到聲速。本實用新型只用 一個換能器，裝置簡單，制造成本低。可直接觀察到聲懸浮現(xiàn)象和聲壓的駐波形態(tài)。為聲懸 浮技術(shù)的推廣應(yīng)用，打下一定的基礎(chǔ)。另外，一種現(xiàn)有技術(shù)，多功能聲波參數(shù)測量儀，包括一透明雙層有機玻璃管，其左 端配置一喇叭，右端配置一帶有探測器的端蓋，端蓋和一測距讀數(shù)機構(gòu)相連接，喇叭的信號 輸入端可和功放電路的信號輸出端相連接，探測器的信號輸出端可和報警檢測電路輸入端 相連接，其電路上還分別配置有電源、功放電路、音頻振蕩器?？蓽y量聲速、波長、音頻信號 頻率及橫波與縱波頻率。這種現(xiàn)有技術(shù)的多功能聲波參數(shù)測量儀的缺點是1、這種現(xiàn)有技術(shù)的多功能聲波參數(shù)測量儀的組成設(shè)備多種，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易操作， 成本高。2、這種現(xiàn)有技術(shù)的多功能聲波參數(shù)測量儀不能在有延時的情況下準(zhǔn)確的測定聲 速，不能將即時的聲音和延時的聲音加以比較。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種聲速測定實驗系統(tǒng)及測量方法，能夠同時測定聲速和延 時聲速的裝置及方法，利用微機的聲卡的數(shù)據(jù)采集功能和簡便的微型話筒采集聲音并測 速。本發(fā)明聲速測定實驗系統(tǒng)及方法的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種聲速測 定實驗系統(tǒng)及測量方法，包括微處理機；還包括兩根數(shù)據(jù)線、聲音延時包、一對微型話筒及 聲音傳感器。所述的一對微型話筒中，一個微型話筒與數(shù)據(jù)線一端連接，數(shù)據(jù)線的另一端與所 述的微處理機連接，另一個微型話筒連接聲音延時包的一端，聲音延時包的另一端與數(shù)據(jù) 線一端連接，數(shù)據(jù)線的另一端與微處理機連接。所述的聲音延時包包括一個箱包及設(shè)置在箱包內(nèi)的盤管；所述的盤管是由可彎 曲、輕質(zhì)高性能聲音傳輸管道折合而成；聲音通過盤管的路徑長度是16. 7米。所述的盤管的輸出端與聲音傳感器的輸入端連接，聲音傳感器的輸出端與數(shù)據(jù)線 的一端連接，數(shù)據(jù)線的另一端與微處理機連接。
所述的箱包兩側(cè)設(shè)置有小孔，盤管的兩頭通過小孔裸露在箱包外面。一種用于上述聲速測定實驗系統(tǒng)的方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟1，使用者輸入聲音信號。步驟1. 1，聲音分兩路輸出，其中一路通過數(shù)據(jù)線直接傳輸?shù)轿⑻幚頇C中；步驟1. 2，另一路通過聲音延時包傳輸?shù)轿⑻幚頇C。步驟2，微處理機對轉(zhuǎn)化為電信號的聲音的延時進行比較。上述的聲速測定實驗系統(tǒng)及測量方法，其中，聲音通過聲音傳感器傳輸?shù)轿⑻幚?機中，通過微處理機中的聲卡的數(shù)據(jù)采集，在微處理機的顯示器上顯示出兩個有延時差的 聲音信號的時間差，并推算出聲音的速度。本發(fā)明聲速測定實驗系統(tǒng)及方法由于采用了上述方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具 有以下的優(yōu)點和積極效果1、本發(fā)明聲速測定實驗系統(tǒng)及方法無需添加任何附加微機硬件設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單， 易操作，能夠普及應(yīng)用。2、本發(fā)明聲速測定實驗系統(tǒng)及方法能將16. 7米長的道管引入教室或家庭，使實 驗更生動直觀，能夠引發(fā)學(xué)生的參與積極性，實驗的可信度高。3、本發(fā)明聲速測定實驗系統(tǒng)及方法能夠用于研究不同介質(zhì)對聲音的傳播，駐波形 成，回音壁等常見的高難度實驗問題。


圖1是本發(fā)明聲速測定實驗系統(tǒng)及方法的部件連接圖。圖2是本發(fā)明聲速測定實驗系統(tǒng)及方法中聲音延時包的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式請參見附圖1所示，本發(fā)明聲速測定實驗系統(tǒng)及測量方法包括聲音延時包1、微型 話筒2、3、數(shù)據(jù)線4、5、微處理機6及聲音傳感器7。聲音延時包1與數(shù)據(jù)線4的一端連接， 數(shù)據(jù)線4的另一端與微處理機6連接；微型話筒3與數(shù)據(jù)線5的一端連接，數(shù)據(jù)線5的另一 端與微處理機6連接，另一個微型話筒2連接聲音延時包1的一端，聲音延時包1的另一端 與數(shù)據(jù)線4的一端連接，數(shù)據(jù)線4的另一端與聲音傳感器7的輸入端連接，聲音傳感器7的 輸出端鏈接微處理機6。數(shù)據(jù)線4、5分為兩路輸入，其中一路直接輸入，另一路通過所述的 聲音延時包1再輸入。聲音延時包1包括一個箱包11和管道12 ；管道12是由可彎曲、輕 質(zhì)高性能聲音傳輸管道折合而成，設(shè)置在箱包11內(nèi)；聲音通過管道12的路徑長度是通過超 長米尺精確測定的，管道12長16. 7米，延時時間約為50毫秒。本發(fā)明聲速測定實驗系統(tǒng)及測量方法的使用方法是，使用者用手掌一拍，通過與 微型話筒連接的輸入端口分兩路傳輸，一路直接輸出到微處理機，另一路通過聲音延時包 傳輸?shù)轿⑻幚頇C，延時時間大約為50毫秒，通過延時時間和盤管傳輸距離可計算得到聲音 的傳播速度。綜上所述，本發(fā)明聲速測定實驗系統(tǒng)及測量方法無需添加任何附加微機硬件設(shè) 備，結(jié)構(gòu)簡單，易操作，能夠普及應(yīng)用；本發(fā)明能將16. 7米長的道管引入教室或家庭，使實 驗更生動直觀，能夠引發(fā)學(xué)生的參與積極性，實驗的可信度高；本發(fā)明能夠用于研究不同介質(zhì)對聲音的傳播，駐波形成，回音壁等常見的高難度實驗問題。
權(quán)利要求
一種聲速測定實驗系統(tǒng)及測量方法，包括微處理機；其特征在于還包括兩根數(shù)據(jù)線、聲音延時包、一對微型話筒及聲音傳感器；所述的一對微型話筒中，一個微型話筒與數(shù)據(jù)線一端連接，數(shù)據(jù)線的另一端與所述的微處理機連接，另一個微型話筒連接聲音延時包的一端，聲音延時包的另一端與數(shù)據(jù)線一端連接，數(shù)據(jù)線的另一端與微處理機連接；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲速測定實驗系統(tǒng)及測量方法，其特征在于所述的聲音延 時包包括一個箱包及設(shè)置在箱包內(nèi)的盤管；所述的盤管是由可彎曲、輕質(zhì)高性能聲音傳輸 管道折合而成；聲音通過盤管的路徑長度是16. 7米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲速測定實驗系統(tǒng)及測量方法，其特征在于所述的盤管的 輸出端與聲音傳感器的輸入端連接，聲音傳感器的輸出端與數(shù)據(jù)線的一端連接，數(shù)據(jù)線的 另一端與微處理機連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲速測定實驗系統(tǒng)及測量方法，其特征在于所述的箱包兩 側(cè)設(shè)置有小孔，盤管的兩頭通過小孔裸露在箱包外面。
5.一種用于上述聲速測定實驗系統(tǒng)的方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟1，使用者輸入聲音信號；步驟2，微處理機對轉(zhuǎn)化為電信號的聲音的延時進行比較。
6.一種用于上述聲速測定實驗系統(tǒng)的方法，其特征在于所述的步驟1中還包括步驟1. 1，聲音分兩路輸出，其中一路通過數(shù)據(jù)線直接傳輸?shù)轿⑻幚頇C中；步驟1. 2，另一路通過聲音延時包傳輸?shù)轿⑻幚頇C。
全文摘要
聲速測定實驗系統(tǒng)及方法，包括數(shù)據(jù)線、聲音延時包、微型話筒、聲音傳感器及微處理機；聲音延時包與數(shù)據(jù)線的一端連接，數(shù)據(jù)線的另一端與微處理機連接；一個微型話筒通過輸入端口與微處理機連接，另一個通過聲音延時包與數(shù)據(jù)線輸入端口連接；微型話筒一路直接輸入，另一路通過聲音延時包再輸入，聲音延時包包括箱包和盤管；盤管彎曲設(shè)置在箱包內(nèi)，管道長16.7米，延時約50毫秒。本發(fā)明無需附加微機硬件設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單，能普及應(yīng)用；能將16.7米長的道管引入教室，實驗生動直觀，能引發(fā)學(xué)生參與積極性，試驗可信度高；能用于研究不同介質(zhì)對聲音的傳播，駐波形成，回音壁等常見的高難度試驗問題。
文檔編號G01H5/00GK101886950SQ20091005119
公開日2010年11月17日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者劉培新, 奚天敬 申請人:上海市南洋中學(xué)