超音波実験キット

目的

.エコーサウンダの原理を示します。
.音波パルスの通過時間と反射物体までの距離から空気中の音速を測定します。
.音波パルスの通過時間を測定することによる距離を測定します。

原理

超音波は、音波に対する抵抗が異なる媒体間の境界面で反射されます。エコーサウンダ(またはソナー)デバイスは、パルス状の超音波信号を発信し、信号がこのような境界面から受信機に反射される時間を測定します。構成を簡略化するために、送信機と受信機は同じ場所にあります。

送信と受信の間の時間を使用して、反射物体までの距離を測定し(音速がわかっている場合)、または既知の距離にわたる音速を測定できます。この方法は一般的に使用されています。海での水深を決定します。
実験では、エコーサウンダーの原理を使用して、空気中の音速を測定し、距離を測定します。

接続に応じて、2つの超音波トランスデューサーがトランスミッターとレシーバーとして機能します。
圧電体は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換します。圧電体にAC電圧が印加されると、トランスミッターとして構成されたトランスデューサーが、共振周波数(約40 kHz)で十分に高い音響振幅を供給します。逆に、音波は、レシーバーとして構成されている場合、トランスデューサーに機械的振動を発生させます。結果として生じる圧電AC電圧の振幅は、音波の振幅に比例します。

システム構成

超音波トランスデューサ40kHz(P416000)x2台
ACアンプ(F16-015)x1台
ジェネレーター40kHz(F16-014)x1台
デジタルストレージオシロスコープ(DQ7202CA)x1台
テストリード(PTL927)x2本
スタンドベース、V字型x2台
金属スケール、1Mx1個
反射板x1枚