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大学物理实验, 2025, 38(4): 100-107     https://doi.org/10,14139/j.cnki.cn22-1228.2025.04.017
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基于 LabVIEW 的声速测量仿真实验平台
尹 航 1 ,李楚涵 1 ,李春辉 1 ,缪政乾 2 ,何学敏 1*
1.南京邮电大学 理学院,江苏 南京 210023;2.南京邮电大学 电子与光学工程学院,江苏 南京210023
A Simulation experimental Platform for Speed of Sound Measurement Based on LabVIEW
YIN Hang 1 ,LI Chuhan 1 ,LI Chunhui 1 ,MIU Zhengqian 2 ,HE Xuemin 1*
1.College of Science,2.College of Electronic and Optical Engineering,Nanjing University of Posts and Telecommunications,Nanjing 210023,China
下载:  PDF (5871KB) 
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摘要 

用 LabVIEW 成功搭建《声速测量》仿真实验平台。此平台加入了实验问题思考、实操视频和驻波模块,提高了交互性。模拟了实际实验中的能量损耗,包括超声换能器在声电、电声转换中的损耗和声波在介质中的传播损耗。操作者可以选择介质种类(空气、水、特定固体等)并设定实验温度,基于波形图的幅值变化及利莎如图形的动态演变过程,通过共振干涉法和相位比较法两种方法来得到声速测量值。多次仿真结果表明,声速的测量值与理论值之间的相对误差均低于 0.10%,说明仿真实验具有较高的精确度和稳定性。该平台可使实验过程的细节更加具象化,有利于加深对实验原理的理解,值得在教学辅助上推广应用。

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尹 航
李楚涵
李春辉
缪政乾
何学敏
关键词:  LabVIEW  声速测量  超声换能器  虚拟仿真  介质     
Abstract: 

The LabVIEW-based virtual simulation platform for the "Speed of Sound Measurement" experimentwas successfully developed. This platform incorporates interactive features such as experimental problem

discussions,practical operation videos,and a standing wave module. It simulates real-world energy losses,including losses during electro-acoustic and acoustic-electric conversions in ultrasonic transducers,as well aspropagation losses of sound waves in the medium.Users can select the medium type (e.g.,air,water,or specific solids)and set the experimental temperature.By observing amplitude changes in the waveform graph and the dynamic evolution of preliminary patterns,the speed of sound is measured using two methods:the resonance interference method and the phase comparison method.Multiple simulation results show that the relative error between the measured and theoretical values of the speed of sound is consistently below 0.10%,demonstrating the high accuracy and stability of the simulation.This platform visualizes experimental details more concretely,enhancing the understanding of experimental principles,and is worthy of promotion as a teaching aid.

Key words:  LabVIEW    speed of sound measurement    ultrasonic transducer    virtual simulation    medium
               出版日期:  2025-08-25      发布日期:  2025-08-25      整期出版日期:  2025-08-25
ZTFLH:  O 422  
引用本文:    
尹 航 , 李楚涵 , 李春辉 , 缪政乾 , 何学敏. 基于 LabVIEW 的声速测量仿真实验平台 [J]. 大学物理实验, 2025, 38(4): 100-107.
YIN Hang , LI Chuhan , LI Chunhui , MIU Zhengqian , HE Xuemin . A Simulation experimental Platform for Speed of Sound Measurement Based on LabVIEW . Physical Experiment of College, 2025, 38(4): 100-107.
链接本文:  
https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/10,14139/j.cnki.cn22-1228.2025.04.017  或          https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/Y2025/V38/I4/100
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