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文檔簡介

1、聲波水下測距實驗一、實驗目的使用聲波結合聲速和發射接收信號的時間差，測量發射換能器和接收 水聽器之間的距離，實現聲波水下測距的目的。比較相同發射頻率不同距離條件下，觀察使用聲波測距的誤差，觀察 距離不同是否對測距精度造成影響。比較不同發射頻率相同距離條件下，觀察使用聲波測距的誤差，觀察 不同的發射信號頻率對測距精度是否造成影響。通過測距誤差的記錄與比較，探尋誤差間的關系即判斷是否存在絕對 誤差關系。二、實驗內容發射信號頻率相同、被測距離不同條件下，發射信號和水聽器接收信 號的采集。發射信號頻率不同、被測距離相同條件下，發射信號和水聽器接收信 號的采集。三、實驗地點和實驗設備實驗地點航海學院消聲

2、水池消聲水池的基本情況：水池長度：20米，寬度：8米，水深：7米實驗設備實驗中采用發射和接收兩套系統，主要設備詳見下表。實驗儀器編號設備名稱設備型號備注發射端1信號發生器AFG3202V 峰值,20ms/ls2發射換能器型號未知低頻，諧振點約4.5K接收端1接收陣型號未知標準全向水聽器2濾波放大器Kemo VBF40Input60dB； Tot al80dB3數據采集系統HTPXI 101232通道數據采集儀4示波器Agilent 54622D無四、實驗原理1.實驗原理圖A示波器 數據存儲水面發期換能器使用雙蹤示波器，將發射換能器發射信號和水聽器接收到的經前置放 大后的信號分別接入示波器的輸入

3、端。在實驗過程中通過比較發射信 號和接收信號的波形，我們可以得出兩者之間的時延二。本次實驗中并不涉及回波信號，即信號只走單程路線。因此我們只需 得出發射信號和接收信號的時延T結合聲速C,求出發射換能器和水 聽器之間的距離。設間距是R：R = T X C我們也可以通過得到的時延結合使用卷尺或者其他工具實際測量到的 間距，反向推導出聲速。五、實驗步驟按照實驗原理圖連接儀器設備，同時將發射換能器和接收水聽器放入 水中并保證兩者在同一水平面上。使用lOkHZ、9kHZ、8kHZ、7kHZ. 6kHZ五個發射信號頻率檔位在15m 距離下分別進行實驗，并記錄和采集數據。同樣使用上個步驟中的五個發射信號頻率

4、檔位分別在12m、9m、6m、 3m、Im五個距離上分別進行實驗，并記錄和采集數據。六、實驗相關數據處理獲得時延T的方法：通過卡信號門限的辦法，找到發射信號和接收信號的前沿位置，通 過兩個信號前沿位置的比較來得到時延草通過匹配濾波的方法，由于發射或者接收信號的后沿位置和匹配濾 波器的輸出最大值相對應。這樣我們可以通過尋找匹配濾波器輸出 最大值的辦法來獲得發射信號和接收信號的后沿位置，通過比較得 出時延T。比較測距誤差需要得出的幾點結論：比較相同距離條件下不同發射信號頻率的測距誤差，觀察發射信號 頻率不同對測距精度是否有影響，如果有大概推測出其變化趨勢。比較相同發射信號頻率條件下不同距離的測距誤差，觀察距離的不 同對測距精度是否有影響，如果有大概推測出其變化趨勢。通過兩種情況的數據比較，

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