采用示波器来测量相位差时有哪两种方法？其中什么方法需用双踪示波器进行

声速的测量思考题及解答1为什么需要在驻波系统共振状态下进行声速的测量因为当驻波偏离共振状态时，驻波的形状不稳定且声压腹的振幅比共振时达到的最大值小得多，当驻波系统处于共振，这时驻波腹出现稳定的最大振幅。2用“驻波共振法”测波长时，如何调出示波器上正弦波形？⑴示波器“Y轴衰减”旋钮应置于较小数值档。⑵移动接收器S2时，荧光屏上宽带的宽度应变化。如不变，可交换输入到示波器的两接线柱位置，或交换输入到发射器S1的两接线柱位置。⑶调节扫描频率即可调出正弦波。3用“相位比较法”测波长时，如何调出椭圆或直线？⑴接收器S2接收到的信号应从示波器“X输入”端输入，发射器S1信号应输入到示波器“Y轴输入”端，且“Y轴衰减”旋钮应置于较大数值档。⑵如果还不能出现椭圆或直线，可交换S1或S2两接线柱位置。4用“驻波共振法”和“相位比较法”测波长时，如严格按上述方法 *** 作，还是调不出应有波形，怎么？此时可能是连接导线断路或接头接触不好，应用万用电表欧姆档对每根导线进行检查，确保每根导线无断裂，各个接头接触良好。5为什么在实验过程中改变S1、S2间距离时，压电换能器S1和S2两表面应保持互相平行且正对？不平行会产生什么问题？因为只有当S1S2表面保持互相平行且正对时，S1S2间才可能形成驻波，才会出现波腹和波节，S2表面才会出现声压极大值，屏幕上才会出现正弦波振幅发生变化，由此可测超声声波波长。如果S1、S2表面不平行，则S1、S2间形不成驻波，屏幕上正弦波振幅不会发生变化，就能用驻波共振法测波长，故实验中必须使S1、S2表面平行。6如何调节与判断测量系统是否处于共振状态？使用驻波共振法，当示波器上出现振幅最大正弦波时，表示S1、S2间处于驻波共振状态。调节方法是移动S2，观察示波器上正弦波振幅变化。7使用“驻波共振法”测声速时，为什么示波器上观察到的是正弦波而不是驻波？因为驻波是在发射器S1与接收器S2间形成，接收器S2接收到的是一个声压信号，在驻波波节位置，声压信号最强，输入到示波器Y偏转板，经X偏转板扫描，故示波器上观察到的是正弦波。8使用“驻波共振法”测声速时，示波器上观察到的正弦波振幅为什么随S1S2间距增大而越来越小？这是因为超声波在空气中传播时，由于波动能量总有一部分会被空气吸收，波的机械能会不断减少，波强逐渐减弱，振幅逐渐减少。9用“相位比较法”测声速时，为什么只有当李萨如图为直线时才读数？因为李萨如图形为椭圆时，由于椭圆形状、大小不确定，接收器S2位置难以确定。只有当李萨如图形为直线时，图形直观唯一，容易确定S2位置。10测声速时，“驻波共振法”与“位相比较法”两种电路可交换吗？不能。因为驻波共振法只把接收器S2接收到的信号输入到示波器Y偏转板，观察到的是正弦波信号。而位相比较法把接收器S2信号输入示波器X偏转板，发射器S1信号输入到Y偏转板，观察到的是李萨如图形。11为何两种方法均测半波长值而不直接测波长值？因为超声波在空气中有衰减，如果直接测波长值，测得数据个数少，由于衰减，后面数据测不出来。而测半波长，数据个数多，又便于用逐差法处理数据，减少测量误差。

驻波　频率和振幅均相同、振动方向一致、传播方向相反的两列波叠加后形成的波。波在介质中传播时其波形不断向前推进，故称行波；而筑波叠加后波形并不向前推进，故称驻波。两列波叠加后弦线上各点的位移为（设音叉振动规律为u＝Acosωt） u（x，t）＝2Asin（x）sin（ ωt ）＝A（x）sin（ωt），弦线上每个固定的点均作简 谐运动，但不同点的振 幅不同，由x值决定。振幅为零的点称为波节，振幅最大处称为波腹。波节两侧的振动相位相反。相邻两波节或波腹间的距离都是半个波长。在行波中能量随波的传播而不断向前传递，其平均能流密度不为零；但驻波的平均能流密度等于零，能量只能在波节与波腹间来回运行。

因为产生驻波的一个固定端反射时反射波和入射波的相位差是180度，俗称“反射波有半波损失”。

两列振幅和频率都相同，而传播方向相反的同类波叠加起来就形成驻波。

常用的建立方法是让一列入射波受到媒质边界的反射，反向波与之叠加形成驻波。

驻波的长度是半波长的整数倍，

反射波和入射波产生π相位差。

驻波中振幅恒为零的点称为波节，相邻波节相距半个波长，两个波节之间的振幅按正弦形分布。振幅最大的点称为波腹。

一、不同之处：

相位法测量声速一般用于实验室测量。通过对比接收波相对于发射波的相位变化，测出周期，再乘以频率就可以得到声速。相对于驻波法测声速，准确度还是比较高的，一般可达1~2%。但是很多实际的声波不是正弦波，这样就无法用相位法测量了。

声波在实际介质中传播时，相位会随介质密度的变化、混响等而变化，带来误差。另外对于固体介质，也较难进行测量。

所以实际上工程中较少应用，而是使用时差法，就是发射一个声波脉冲，接收端测量时间差，知道传播路程后就可测得声速。这种方法几乎适合大部分介质。

二、相同之处： 都用连续波测量，均依靠示波器测量

共振法：平行传播的声波与反射波产生干涉，形成驻波。改变半个波长的传播路程，驻波的波幅变化一个周期，从而可测得波长，乘以频率，得到声速。

相位法： 比较接收波相对与发射波的相位差，改变一个波长的传播路径，相位变化360度，从而通过测看相位图 ，就可测得波长，乘以频率，得到声速。

扩展资料：

与其他测频方法相比，比相法的测量结果不是以被测频率的整周期值的差异来反映测试结果，而是以比这整数值更精细的相位变化的差异来反映测试结果的，所以直接相位比对的精度远远高于直接测频或测周期方法的精度。

另外，由于频差倍增，所以差拍测周期的一系列测频方法都是尽量扩大标准频率源和被测频率源之间的误差成分，以便于提高显示和观察的分辨率。但因为设备较复杂，使用了大量的倍频器和混频器，所以线路噪声使被误差倍增后的信号的信噪比随着倍增倍数的增加而呈现出一种非线性的关系。同时，因比对设备噪声的引入，比对精度也在降低。

参考资料来源：百度百科-相位比较法

---