二、实验仪器

（1）示波器

示波器能把肉眼看不见的电信号变换成可见图像。

（2）ZKY⁃SS型声速测定实验仪

声速测定仪主要是由两只相同的压电陶瓷换能器所组成，下面对压电陶瓷换能器做一下介绍：

压电材料受到与极化方向一致的应力F时，在极化方向上会产生一定的电场E。它们之间有线性关系

反之，当在压电材料的极化方向上加电压E时，材料的伸缩形变S与电压E也有线性关系

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比例系数g、a称为压电常数，它与材料性质有关。

本实验采用压电陶瓷超声换能器将实验仪输出的正弦振荡电信号转换成超声振动。压电陶瓷片是换能器的工作物质，它是用多晶体结构的压电材料（如钛酸钡、锆钛酸铅等）在一定的温度下经极化处理制成的。在压电陶瓷片的前后表面粘贴上两块金属组成的夹心型振子，就构成了换能器。由于振子是以纵向长度的伸缩，直接带动头部金属作同样纵向长度伸缩，这样所发射的声波，方向性强，平面性好。每一只换能器都有其固有的谐振频率，换能器只有在其谐振频率，才能有效地发射（或接收）。实验时用一个换能器作为发射器，另一个作为接收器，二换能器的表面互相平行，且谐振频率匹配。

实验仪由超声实验装置和声速测定信号源组成，如图3.8所示。实验时将实验装置与信号源按图3.8连接，将接收监测端口连接到示波器的Y输入端。

图3.8　ZKY⁃SS型声速测定实验仪

超声实验装置中发射器固定，摇动丝杆摇柄可使接收器前后移动，以改变发射器与接收器的距离。丝杆上方安装有数字游标尺，可准确显示位移量。整个装置可方便的装入或拿出水槽。

声速测定信号源具有选择、调节、输出超声发射器驱动信号；接收、处理超声接收器信号；显示相关参数；提供发射监测和接收监测端口连接到示波器等其他仪器等功能。

开机显示欢迎界面后自动进入按键说明界面。按“确认”键后进入模式选择界面，可选择驱动信号为连续正弦波（共振干涉法与相位比较法）或脉冲波（时差法）。若选择连续波，按“确认”键后进入频率与增益调节界面，若选择脉冲波，按“确认”键后进入时差显示与增益调节界面。用频率调节旋钮调节频率，直到在示波器上监测到的接收信号振幅最大，在连续波模式下显示屏将显示当前驱动频率。增益可在0～3调节，初始值为2，发射增益调节驱动信号的振幅，接收增益将接收器信号放大后由接收监测端口输出。以上调节完成后就可进行测量了。改变测量条件可按“确认”键，将交替显示模式选择界面或频率（时差显示）与增益调节界面。按“复位”键将返回欢迎界面。