基于單片機的聲速隨溫度變化測量系統
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2 基于Visual Basic的實(shí)時(shí)數據采集和圖形界面
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(wú)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，是標準狀態(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據描點(diǎn)成像，橫坐標為溫度，縱坐標為聲速，如圖5所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/171392.htm
將實(shí)驗得到的曲線(xiàn)和理論曲線(xiàn)進(jìn)行對比，發(fā)現當電阻絲兩端電壓緩慢變化時(shí)，實(shí)際曲線(xiàn)和理論曲線(xiàn)非常吻合，而當電壓急劇變化時(shí)，實(shí)際曲線(xiàn)和理論曲線(xiàn)分離較遠。這是因為空氣是熱的不良導體，當電壓變化時(shí)，要經(jīng)過(guò)較長(cháng)的時(shí)間玻璃管內部的空氣分子熱運動(dòng)才能達到平衡，此時(shí)二極管測得的溫度才能比較接近實(shí)際溫度。
3 結語(yǔ)
實(shí)驗室自行設計了基于單片機的聲速隨溫度變化的測量系統，該系統利用最簡(jiǎn)單直觀(guān)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(xiàn)，與理論曲線(xiàn)非常吻合。該系統已經(jīng)用于大學(xué)物理實(shí)驗課堂，經(jīng)過(guò)一年來(lái)的實(shí)踐表明，在大學(xué)物理實(shí)驗課適當采用單片機技術(shù)，不但能夠提高學(xué)生對大學(xué)物理實(shí)驗的認識，而且能夠培養他們初步的電子應用和電路設計能力，并為后續的專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習打下良好的基礎。
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