专利名称：声速测定实验系统及测量方法
技术领域：
本发明涉及一种声速测定方法，具体涉及一种声速测定实验系统及测量方法。
背景技术：
目前，一种现有技术，采用声悬浮技术测量声速的实验装置，属于物理实验及其应 用技术领域，包括超声波信号发生器、换能器、反射体、仪器支架、标尺、位移调节螺杆、横 梁。在反射体上放置被悬浮物。记录超声波信号发生器与换能器产生共振时的频率，转动 位移调节螺杆调节反射体与换能器间的距离L。当L达到某一定值时，物体被浮起。在改变 L时，若物体落下，再浮起，记录两次浮起时的L值之差，可计算得到声速。本实用新型只用 一个换能器，装置简单，制造成本低。可直接观察到声悬浮现象和声压的驻波形态。为声悬 浮技术的推广应用，打下一定的基础。另外，一种现有技术，多功能声波参数测量仪，包括一透明双层有机玻璃管，其左 端配置一喇叭，右端配置一带有探测器的端盖，端盖和一测距读数机构相连接，喇叭的信号 输入端可和功放电路的信号输出端相连接，探测器的信号输出端可和报警检测电路输入端 相连接，其电路上还分别配置有电源、功放电路、音频振荡器。可测量声速、波长、音频信号 频率及横波与纵波频率。这种现有技术的多功能声波参数测量仪的缺点是1、这种现有技术的多功能声波参数测量仪的组成设备多种，结构复杂，不易操作， 成本高。2、这种现有技术的多功能声波参数测量仪不能在有延时的情况下准确的测定声 速，不能将即时的声音和延时的声音加以比较。
发明内容
本发明的目的是提供一种声速测定实验系统及测量方法，能够同时测定声速和延 时声速的装置及方法，利用微机的声卡的数据采集功能和简便的微型话筒采集声音并测 速。本发明声速测定实验系统及方法的目的是通过以下技术方案实现的一种声速测 定实验系统及测量方法，包括微处理机；还包括两根数据线、声音延时包、一对微型话筒及 声音传感器。所述的一对微型话筒中，一个微型话筒与数据线一端连接，数据线的另一端与所 述的微处理机连接，另一个微型话筒连接声音延时包的一端，声音延时包的另一端与数据 线一端连接，数据线的另一端与微处理机连接。所述的声音延时包包括一个箱包及设置在箱包内的盘管；所述的盘管是由可弯 曲、轻质高性能声音传输管道折合而成；声音通过盘管的路径长度是16. 7米。所述的盘管的输出端与声音传感器的输入端连接，声音传感器的输出端与数据线 的一端连接，数据线的另一端与微处理机连接。
所述的箱包两侧设置有小孔，盘管的两头通过小孔裸露在箱包外面。一种用于上述声速测定实验系统的方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤1，使用者输入声音信号。步骤1. 1，声音分两路输出，其中一路通过数据线直接传输到微处理机中；步骤1. 2，另一路通过声音延时包传输到微处理机。步骤2，微处理机对转化为电信号的声音的延时进行比较。上述的声速测定实验系统及测量方法，其中，声音通过声音传感器传输到微处理 机中，通过微处理机中的声卡的数据采集，在微处理机的显示器上显示出两个有延时差的 声音信号的时间差，并推算出声音的速度。本发明声速测定实验系统及方法由于采用了上述方案，使之与现有技术相比，具 有以下的优点和积极效果1、本发明声速测定实验系统及方法无需添加任何附加微机硬件设备，结构简单， 易操作，能够普及应用。2、本发明声速测定实验系统及方法能将16. 7米长的道管引入教室或家庭，使实 验更生动直观，能够引发学生的参与积极性，实验的可信度高。3、本发明声速测定实验系统及方法能够用于研究不同介质对声音的传播，驻波形 成，回音壁等常见的高难度实验问题。
图1是本发明声速测定实验系统及方法的部件连接图。图2是本发明声速测定实验系统及方法中声音延时包的结构。
具体实施例方式请参见附图1所示，本发明声速测定实验系统及测量方法包括声音延时包1、微型 话筒2、3、数据线4、5、微处理机6及声音传感器7。声音延时包1与数据线4的一端连接， 数据线4的另一端与微处理机6连接；微型话筒3与数据线5的一端连接，数据线5的另一 端与微处理机6连接，另一个微型话筒2连接声音延时包1的一端，声音延时包1的另一端 与数据线4的一端连接，数据线4的另一端与声音传感器7的输入端连接，声音传感器7的 输出端链接微处理机6。数据线4、5分为两路输入，其中一路直接输入，另一路通过所述的 声音延时包1再输入。声音延时包1包括一个箱包11和管道12 ；管道12是由可弯曲、轻 质高性能声音传输管道折合而成，设置在箱包11内；声音通过管道12的路径长度是通过超 长米尺精确测定的，管道12长16. 7米，延时时间约为50毫秒。本发明声速测定实验系统及测量方法的使用方法是，使用者用手掌一拍，通过与 微型话筒连接的输入端口分两路传输，一路直接输出到微处理机，另一路通过声音延时包 传输到微处理机，延时时间大约为50毫秒，通过延时时间和盘管传输距离可计算得到声音 的传播速度。综上所述，本发明声速测定实验系统及测量方法无需添加任何附加微机硬件设 备，结构简单，易操作，能够普及应用；本发明能将16. 7米长的道管引入教室或家庭，使实 验更生动直观，能够引发学生的参与积极性，实验的可信度高；本发明能够用于研究不同介质对声音的传播，驻波形成，回音壁等常见的高难度实验问题。
权利要求
一种声速测定实验系统及测量方法，包括微处理机；其特征在于还包括两根数据线、声音延时包、一对微型话筒及声音传感器；所述的一对微型话筒中，一个微型话筒与数据线一端连接，数据线的另一端与所述的微处理机连接，另一个微型话筒连接声音延时包的一端，声音延时包的另一端与数据线一端连接，数据线的另一端与微处理机连接；
2.根据权利要求1所述的声速测定实验系统及测量方法，其特征在于所述的声音延 时包包括一个箱包及设置在箱包内的盘管；所述的盘管是由可弯曲、轻质高性能声音传输 管道折合而成；声音通过盘管的路径长度是16. 7米。
3.根据权利要求1所述的声速测定实验系统及测量方法，其特征在于所述的盘管的 输出端与声音传感器的输入端连接，声音传感器的输出端与数据线的一端连接，数据线的 另一端与微处理机连接。
4.根据权利要求1所述的声速测定实验系统及测量方法，其特征在于所述的箱包两 侧设置有小孔，盘管的两头通过小孔裸露在箱包外面。
5.一种用于上述声速测定实验系统的方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤1，使用者输入声音信号；步骤2，微处理机对转化为电信号的声音的延时进行比较。
6.一种用于上述声速测定实验系统的方法，其特征在于所述的步骤1中还包括步骤1. 1，声音分两路输出，其中一路通过数据线直接传输到微处理机中；步骤1. 2，另一路通过声音延时包传输到微处理机。
全文摘要
声速测定实验系统及方法，包括数据线、声音延时包、微型话筒、声音传感器及微处理机；声音延时包与数据线的一端连接，数据线的另一端与微处理机连接；一个微型话筒通过输入端口与微处理机连接，另一个通过声音延时包与数据线输入端口连接；微型话筒一路直接输入，另一路通过声音延时包再输入，声音延时包包括箱包和盘管；盘管弯曲设置在箱包内，管道长16.7米，延时约50毫秒。本发明无需附加微机硬件设备，结构简单，能普及应用；能将16.7米长的道管引入教室，实验生动直观，能引发学生参与积极性，试验可信度高；能用于研究不同介质对声音的传播，驻波形成，回音壁等常见的高难度试验问题。
文档编号G01H5/00GK101886950SQ20091005119
公开日2010年11月17日 申请日期2009年5月14日 优先权日2009年5月14日
发明者刘培新, 奚天敬 申请人:上海市南洋中学