Тип работы:
 Предмет:
 Язык работы:


РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ЗВУКА НА БАЗЕ СОВРЕМЕННОГО ЦИФРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Работа №95843

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

физика

Объем работы48
Год сдачи2019
Стоимость4760 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
65
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 4
Глава 1 Обзор характеристик платформы Arduino и датчиков Vernier 6
1.1. Анализ возможностей платформы Arduino 6
1.2. Характеристики интерфейсов и датчиков Vernier 9
1.2.1. Интерфейсный шилд Vernier Arduino 9
1.2.2. Цифровой блок управления Vernier 10
1.2.3. Датчик звука Vernier 11
1.2.4. Датчик температуры поверхности Vernier 11
1.2.5. Адаптер Vernier myDAQ Adapter 12
1.2.6. Блок сбора данных NI myDAQ 13
1.3. Анализ программного обеспечения поддержки эксперимента 13
1.3.1. Среда разработки Arduino IDE 13
1.3.2. Программа Logger Pro 14
1.3.3. Среда разработки LabVIEW 14
Глава 2 Методы измерения скорости звука с помощью цифрового оборудования... 16
2.1 Измерение скорости звука по задержке непрерывных сигналов двух разнесённых микрофонов 16
2.2. Измерение скорости звука методом стоячей волны 20
2.2.1 Измерение скорости звука методом стоячей волны при комнатной
температуре среды 20
2.2.2. Измерение зависимости скорости звука от температуры методом стоячей волны 24
2.3 Измерение скорости звука импульсным методом 25
2.3.1 Измерение скорости звука импульсным методом с применением блока NI
myDAQ 25
2.3.2 Измерение скорости звука импульсным методом с применением шилда
Vernier Arduino 31
Заключение 34
Список литературы 35
Приложение

В учебном процессе ряда естественно-научных специальностей важное место занимают лабораторные работы [1]. В ряде таких работ возникает необходимость измерения большого количества параметров. Измерение характеристик на традиционном
устаревшем оборудовании приводит к большим потерям времени на выполнение рутинных операций. Например, одной из типовых задач общего физического практикума по молекулярной физике является измерение скорости звука. С помощью скорости звука можно определить отношение молярных теплоемкостей воздуха (отношение 
⁄) [2].
Звуковые волны являются вибрацией, которая распространяется механической
волной, и лежат в диапазоне от 16 до 20000 Гц. В результате наложения распространяющихся волн возникает явление интерференции, т.е. наблюдается явление усиления и ослабления (или полного гашения) колебаний в местах распространения. В случае наложения двух колебаний, имеющих одинаковую частоту и амплитуду и распространяющихся в противоположных направлениях, образуются стоячие волны [3].

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
Курсовые Статьи Диплом Рязань

Основные результаты выпускной квалификационной работы заключаются в следующем:
1. Разработано программное обеспечение измерения скорости звука, позволяющее произвести измерение по трем методам.
2. Были получены следующие значения скорости звука в воздухе:
Метод временной задержки : сзв = 323 м/с
Метод стоячей волны : 8зв = 331 м/с
Импульсный метод (при длительности импульса τ = 2 мс):
 На основе блока NI myDAQ: 8зв = 343 м/с
 На основе Arduino: 8
зв = 340 м/с
Полученные значения близки к справочному значению, равному сзв = 343 м/с
при 20 °С.
В результате проведения исследования, были получены различные значения скорости звука. Исходя из полученных величин, можно сделать вывод, что использование более длинного резонатора позволяет получить близкое значение скорости звука
в воздухе к теоретическому.
3. Получены экспериментальные данные, показывающее увеличение скорости
звука с повышением температуры воздуха:
 При низкой температуре 8 °С = 281 °K: 8зв = 316 м/с
 При комнатной температуре 26 °С = 299 °K: 8зв = 335 м/с
 При высокой температуре 67 °С = 340 °K: 8зв = 363 м/с
Использование современного цифрового оборудования, реализующего
предложенные в работе программно–аппаратные решения, и простейших
приспособлений позволяет измерить скорость звука в воздухе различными методами
с приемлемой для учебных целей точностью.


1. Майер Р.В. Проблема формирования эмпирических знаний по физике: диссерта¬ция доктора педагогических наук: 13.00.02. - Санкт-Петербург 1999. - 350 с.
2. Букатый В.И. Лабораторный практикум по молекулярной физике: учебное посо¬бие/ В.И. Букатый, Т.К. Кронберг. - Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 1997. - 78 с.
3. Демидов А.А. Определение скорости звука в воздухе. Определение скорости рас¬пространения звука в твердых телах и модуля юнга: методические указания/ А.А. Демидов, Е.Ю. Краюшкина. - Брянск: БГТУ, 2007. - 20 с.
4. Киров С.А. Скорость звука в воздухе и показатель адиабаты. Лабораторная ра¬бота/ С.А. Киров, А.Л. Клавсюк, А.М. Салецкий. - М.: ООП Физ. фак-та МГУ, 2018. - 16 с.
5. Блум Джереми. Изучаем Arduino: инструменты и методы технического волшебства / Пер. с англ. - СПб.: БХВ-Петербург, 2015. - 336 с.
6. Петин В.А. Практическая энциклопедия Arduino. / В.А. Петин, А.А. Биняковкий - М.: ДМК Пресс, 2017. - 152 с.
7. MICROSIN.NET Обработка звука в реальном времени с помощью Arduino. [Электронный ресурс], Режим доступа http://microsin.net/programming/avr/real- time-digital-audio-processing-using-arduino.html, свободный. - яз.рус.
8. Arduino and Vernier Sensors [Электронный ресурс] https://www. vernier.com/engi- neering/arduino/ свободный. - яз. англ.
9. National Instruments [Электронный ресурс] https://www.ni.com/ru-ru/shop/se- lect/mydaq-student-data-acquisition-device / свободный. - яз. рус.
10. Тревис Дж. LabVIEW для всех/ Дж. Тревис. - М.: ДМК Пресс ; Приборкомплект, 2005. - 544 с.
11. Саймон Монк. Программируем Arduino.Профессиональная работа со скетчами/ Монк С. - СПб.: Питер, 2017. - 168 с.
12. Кузнецова И.В. Определение скорости звука методом стоячих волн в трубе: мето¬дические указания / И.В. Кузнецова. - М.: МГУ, 2012. - 28 с.
13. Измерение скорости звука в жидкостях: методические указания / А.И. Коробов, О.А. Сапожников, В.А. Хохлова, С.А. Цысарь. - М.: Физический факультет МГУ, 2010. - 37 с.

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Заказать работу

Заявка на оценку стоимости

Это краткая форма заказа. После ее заполнения вы перейдете на полную форму заказа работы

Каталог работ (152885)

Новости

06.01.2018 Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров

Помощь в выполнении учебных и научных работ на заказ ОФОРМИТЬ ЗАКАЗ

дальше

»» Все новости

Заказать работу

Заявка на оценку стоимости

Это краткая форма заказа. После ее заполнения вы перейдете на полную форму заказа работы

Заказать диплом

Приглашаем авторов студенчесчких работ


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.