基于單片機(jī)的聲速隨溫度變化測量系統(tǒng)
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2 基于Visual Basic的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和圖形界面
就空氣介質(zhì)而言，聲波在空氣中的傳播速度與其自身頻率無關(guān)，只取決于空氣本身的性質(zhì)，影響聲速的主要因素是溫度，理論上有：
式中：v0=331．45 m／s，是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下干燥空氣中的聲速；T0=273．15 K；t為測量時(shí)空氣的攝氏溫度。利用Visual Basic的圖形功能將實(shí)時(shí)采集到的溫度和聲速數(shù)據(jù)描點(diǎn)成像，橫坐標(biāo)為溫度，縱坐標(biāo)為聲速，如圖5所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/171392.htm
將實(shí)驗(yàn)得到的曲線和理論曲線進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電阻絲兩端電壓緩慢變化時(shí)，實(shí)際曲線和理論曲線非常吻合，而當(dāng)電壓急劇變化時(shí)，實(shí)際曲線和理論曲線分離較遠(yuǎn)。這是因?yàn)榭諝馐菬岬牟涣紝?dǎo)體，當(dāng)電壓變化時(shí)，要經(jīng)過較長的時(shí)間玻璃管內(nèi)部的空氣分子熱運(yùn)動(dòng)才能達(dá)到平衡，此時(shí)二極管測得的溫度才能比較接近實(shí)際溫度。
3 結(jié)語
實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的聲速隨溫度變化的測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用最簡單直觀的脈沖法，能夠比較精確地實(shí)時(shí)顯示聲速隨溫度變化的關(guān)系曲線，與理論曲線非常吻合。該系統(tǒng)已經(jīng)用于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課堂，經(jīng)過一年來的實(shí)踐表明，在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課適當(dāng)采用單片機(jī)技術(shù)，不但能夠提高學(xué)生對(duì)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，而且能夠培養(yǎng)他們初步的電子應(yīng)用和電路設(shè)計(jì)能力，并為后續(xù)的專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。
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