在弹性介质中，频率从20Hz到20kHz的振动所激起的机械波称为声波，高于20kHz，称为超声波，超声波的频率范围在2×104Hz-5×108Hz之间。超声波的传播速度，就是声波的传播速度。超声波具有波长短，易于定向发射等优点，在超声波段进行声速测量比较方便。
超声波在媒质中的传播速度与媒质的特性及状态等因素有关。因而通过媒质中声速的测定，可以了解媒质的特性或状态变化。例如，测量氯气、蔗糖等气体或溶液的浓度、氯丁橡胶乳液的比重以及输油管中不同油品的分界面等等，这些问题都可以通过测定这些物质中的声速来解决。可见，声速测定在工业生产上具有一定的实用意义。
本实验用压电陶瓷超声换能器来测定超声波在空气中的传播速度，它是非电量电测方法的一个例子。
实验重点、难点：
实验重点
1．了解超声波的发射和接收方法。
2．加深对振动合成、波动干涉等理论知识的理解。
3．掌握用驻波法和相位法测声速。
实验难点
1．用相位比较法和驻波法（共振干涉仪）测波长和声速的原理及实现方法。
2．正确使用示波器实现上述两种方法的测量。
3．用逐差法处理数据，算出声速v和不确定度。
1、主窗口：
正确进入超声波测声速实验场景窗体，如图所示为实验场景：
2.仪器调节
（1）超声声速测定仪调节，在场景中双击超声声速测定仪图标，可以进人超声声速测定仪调节窗体，如图所示为超声声速测定仪：
（2）示波器调节，测示波器校准信号周期连接示波器CH1和示波器校准信号。校准信号为周期1KHz,峰峰值为4V的对称方波信号。双击示波器，打开示波器调节界面，示波器调节界面如图所示：
在示波器调节窗口中，左键单击示波器开关，打开示波器，进行示波器调节和校准。调节电平旋钮，使信号稳定， 调节示波器聚焦旋钮和辉度旋钮是示波器显示屏中的信号清晰，调好后如下图所示：
调节CH1幅度调节旋钮和CH1幅度微调旋钮，校准信号显现为峰峰值为4V，调节示波器时间灵敏度旋钮和扫描微调旋钮，校准信号周期显示为1KHz,调好后如下图所示：
（3）信号发生器调节，信号发生器的调节在实验仪器项中已经作了介绍，根据具体的实验要求，调节信号发生器，输出符合实验要求的电信号。
3.连线
把鼠标移到相应的接线柱上，按下并拖动，随着鼠标的拖动一条线便会被画出，当鼠标移动另一个接线柱上（或是此接线柱的一定范围），松开鼠标，如果连接合法，此线便会保留，不合法，连线失败，系统会弹出对话框，提示此连接为非法连接。
4、记录数据
程序提供记录数据表格，点击场景右上角的记录数据按钮，可弹出记录数据窗体，在做实验的过程中，可以把测量数据和计算数据填到数据表格中去。
5、实验内容
寻找到超声波的频率（就是换能器的共振频率）后，只要测量到信号的波长就可以求得声速。我们采用驻波法和相位比较法来测量信号波长:
（1）驻波法
信号发生器产生的信号通过超声速测定仪后，会在两个换能器件之间产生驻波。改变换能器之间的距离（移动右边的换能器）时，在接收端(把声信号转为电信号的换能器)的信号振幅会相应改变。当换能器之间的距离为信号波长的一半时，接受端信号振幅为最大值。
实验中调节示波器的垂直方式选择开关，触发源选择开关，内触发源选择开关，Auto-Norm-X-Y开关，使屏幕上显示出接受端信号，图见前面“调整仪器”中“示波器的使用与调整”部分。然后，一边移动右边换能器，一边观察示波器上的信号幅度。当信号幅度为最大值时，通过放大的游标卡尺读出此时换能器间的距离。两个相邻的信号幅度最大时换能器间的距离差就是波长的一半。这样就知道了声波的波长，从信号发生器读出信号的频率，这样根据计算声速的公式就可以计算出声速了。
（2）相位比较法
由于两个换能器间有距离，这样在两个换能器处的信号有一相位差。当换能器间距离改变一个波长时，相位差改变2pi。
实验中调节示波器的垂直方式选择开关，触发源选择开关，内触发源选择开关，Auto-Norm-X-Y开关，使屏幕上显示出两个换能器端信号产生的李撒如图(见图4 李撒如图像)。然后，一边移动右边换能器，一边观察示波器上的李撒如图。当观察到两个信号的相位差改变2pi时，通过放大的游标卡尺读出此时换能器间的距离。通过游标卡尺可以得到声波的波长，从信号发生器读出信号的频率，这样根据计算声速的公式就可以计算出声速了。
