徐 阳

(长江大学工程技术学院， 湖北 荆州 434023)

声速测量仿真软件的设计

徐 阳

(长江大学工程技术学院， 湖北 荆州 434023)

随着虚拟技术的普遍应用，利用该技术进行计算机仿真成为大学物理实验教学的发展趋势。以声速测量实验为研究对象，利用 Visual C++ 6.0设计了声速测量仿真软件。该软件可实现友好人机交互界面并能进行实时仿真声速测量。

❶长江大学教学研究计划项目 (JY06017)。

声速测量；虚拟仪器；仿真软件

1 声速测量实验原理

由物理学知，振动状态在弹性介质中的传播形成声波，波速u、声源振动频率f和波长λ的关系为：

u=λ·f

(1)

注：X,Y1,Y2分别表示示波器的外通道 图1 声速测量实验装置示意图

在物理实验教学中通常采用超声波测量声速，声速测量实验装置示意图如图1所示，S1、S2分别为超声波发射换能器和超声波接受换能器，信号源提供给S1高频驱动电压信号使其产生平面超声波，信号源频率即为声源振动频率。测量时S2沿轴线水平移动，用来改变S1、S2间的距离L，通过观察示波器荧光屏上检测信号变化，用驻波干涉法或位相比较法测量超声波的波长λ，记录声源振动频率f，即可求出声速u。

2 主程序结构

图2 声速测量主程序基本结构框图

仿真声速测量在可视化声速测量虚拟平台上进行，该平台由虚拟仪器构建。用户可以在虚拟化的实验环境中操作相关虚拟仪器测量数据、观察实验现象等，达到与真实实验相同的效果。根据声速测量实验教学内容，将声速测量仿真软件主程序结构设计为5个模块(见图2)，具体 内容 如下： ①输入当前室内温度模块。……