, Косвенные методы измерения скорости звука, использующие стоячи волны, неприменимы к сплошным массам твердбдх тел любой формы, так как исаользовать для и:5мерения стоячие волны возможно только в телах весьма ограниченного размера и -только в форме струн, стержней, пластинок и т. п.
В противОпо/южность косвенным прямые методы, использующие бегущую волну и определенную скорость звука с
из отношения , где s - путь и t
время, измеряемые непосредственно, пригодны для всяких .тел любой формы. Но здесь, при ограниченных размерах твердого тела, скорость звука в котором требуется определить встречаются большие трудности в измерении очень малых промежутков времени.
Предлагаемый способ и устройство отличаются тей чтодля определения скорости звука в данном теле измеряются расстояния,; на которые за одинаковые промежутки времени распространяются звуковые импулйсы в данном теле .и в эталонном стержне. Звуковые импульсы, вызываемые ударами по испытуемому телу, воспринимаются микрофонами, переста.вляя которАе уравнивают время прохождения звукового импульса в испытуемом тфте и эталонном стержне, скрросгь Звука в котором известна.
1- . -
(279) ,.
Уравнение времени происходит при помощи-двух контуров, улравляемых указанными микрофонами так, что эти контурй действуют диференциально. на третий контур, в который включается, измерительный прибор. Нулевое показание прибора соответствует равенству времени прохождения звуковым импульсом промежутка на испытуемом теле и,промежутка на эталонном стерж 1е. Исследуемая/скорость с определяется из формулы: ,
i
Sl
Ci
.-t
где Ci-известная скорость в эталонном стержне;. S и Si - промежутки между расположениями микрофонов, на испытуемом теле и на эталонном стержне..
На прилагаемом чертеже фиг. 1 изо-г бражает схему устройства; фиг. 2--схему расположения мкд{рофонов.
Микрофоны 7 и 2 соединяютсй через батареи 5 н с первичными обмотками повышательных трансформаторов 5 и б, вторичные обмотки которых через кенотронь 7 и 8 соединены с сопротивлениями 9 и JO. Последние соедунены с сетками трехэлектродных ламп 11 к 12, добавочный потенциал на которых регулируется при помощи потенциометров J3
и Z-, ;Яноды ламп 7/ и 72 соединены через батарей 75 и 7drC колебательными контур;ами 77 и 18, которые приключены к нитям; накала ламп«77 и 72. С йонтурами 77 и 7 индуктивно связан апериодический контур 7Р, ток в котором может быть выпрямлен и после усиления может .регистрироваться измерительн|э1м прибором 20.
Параллельно сопротивлениям 9 vi 10 включены конденсаторы 2/ и-22, Микрофон 7 может передвигаться вдоль эталонного стержня 2J, укрепленного на испытуемом теле 24, а микрофон 2 мЪжет передвигаться вдоль тела 24.
Твердому телу, скорость звука ,в ко тором определяют в строго определенном месте на прямой, соединяющей оси, проходящие через микрофоны, задается Р|1Д звуковых импульсов, вызываемых, например, ударами небольшого молоточка. Когда импульс от удара достигает микрофона 7, в :цепи последнего возникает ;пульсация электрического напряжение,этой пульсации повышается цри-помощи трансформатора 5, а затем ток выпрямляется при потчощи кенотро- 7на 7; таким образом, под влиянием звукового импульса, воспринятого микрофоном 7, на сопротивления 9
; на момент появляется импульс тока относительно высокого напряжения и всегда постоянной полярности.
Колебательный контур 77 соединен пбследоватёльно с анодной батареей 75
и трёхэлектродной лампой 77, причем добавочный потенциал сетки последней, при помощи потенциометра 13, отрегулировыбается так, чтобы рабочая точка характеристики лампы соответствовала началу пряв;1ения анодного тока; тогда, при отсутствий пульсации высокого напряжения на зажимах 9, в цепи 77, 77, 75 проходит электрический ток. Но в тот
10мент, когда на микрофон 7 попадет звуковой импульс, сетка лампьь 77 получит дополнительный «отрицательный заряд, ток в цепи 77, 77, 75 прервется и контур 77 придет в колебание. Точно таким же образом, . под влиянием звукового импульса, упавшего на микрофон 2, придет в колебание контур 18, ибо схема в обеих своих частях, правой и левой, совершенно одинакова и симметрична.
«
Контуры 77 и 75 имеют, о«Г€Нь большое затухание и настроены на одну и ту же частоту Л/.
Япериодический контур 19 связан с лконтурами /7 и 75. Очевидно, что крл ебания ко,нтура 17 интерферируют с колебаниями контура 75, причем в контуре 7Р будет действовать некоторый результирующий электрический TOF, который, будучи вьшрямНен и, в случае надобности, усилен, попадает в индикатор 19. Вполне понятно, что показания индикатора будучр зав 1сеть от разности фаз интерфер1 1рующих колебаний. Если звуковой импульс попадает в оба микрофона совершенно одновременно и, следовательно, 0, где t-промежуток времени между моментом попадания звукового импульса в микрофон 7 и моментом попаДани;я импульса в микрофон 2, то разность фаз колебаний контуров
о 2тс Nt Q . :
(запаздывания контуров пока не рассма-; триваем).
Если катушки Контура 75 намотаны противоположно, то при г О разность фаз интерферирующих в нем Колебаний ср 7: и колебания обоих контуров взаим-; но уничтожаются, а показ ания индикатора, при рйцных .амплитудах колебаний контуров, равны нулю..
Если t -о-, то при намотанных противоположно катушках 2)-21 и показания индикатора максимальны.
Так как колеб ания контуров 77 и 18 сильно затухающие, то нуль оказаний индикатора будет только при 0; при всяком другом значении показания индит
катора будут отличаться от нуля, напр.,
/ i/
при -j, но показания индикатора далеки от нуля, ибо один из контуров начал свои колебания раньше, чем Другой, .так что прежде чем произошло взаимное уничтожение обоих колебаний, этот контур успел совершить первое, самое большое по амплитуде колебание, которое независимо от рази ности фаз прдействуетЛ а индикатор. . , Так как звукрвьуе импульсы от ударов М(лоточка, восгфинимаемые микрофоном, повторяются несколько раз в секунду, то весь процесс размыкания цеУ
этей //, /7, 75 и 12,18,16 и приведения в колебание контуррв /Т и 18 повторится столько же раз в :укунду. В промежутках времени между каждыми двум .звуковыми импульсами конденсаторы 21 м 22 разряжаются на сопротивления 9 и 10, высокое HanpsirijeHiHe на зажимзх этих сопротивлений иочеза-ет, cepHsf затухающих колебаний контуров /7 и 18 успеет окончиться, на-анодах ламп-7/ и 12 появляется по отношению к нитям потенциал, заданный через потенциометр 13 и 14, а в цепях 77, 77, 75 и 72, 18, 16 сноза начинает циркулировать электрическ|«й, ток; таким образом, за
время промежутка между каждыми двумя последовательными звуковыми импульсами все приходит в то же исходное положение, как и перед первым импульсом. Очевидно, что в контурах; 77 и течение секунды возникает столько же серий сильно затухающих колебаний, сколько звуковых импульсов в задается твердому rej.
В .качестве индикатвра может служить гальванометр большего периода, ибо гальванометр должен интегрировать энергию всех поступающих к нему серий затухающих колебаний контуров; таким образом, при t Q стрелка гальванометра даст определенное отклонение, от Ф, и только при 0 стрелка рсганётся в rtOKoe или даст минимум отклонения (полного нуля достичь невозможно).,. .
Весь процесс измерения скорости гзвука в твердом телехостоит В сообщении ему ряда звуковых имдульсов при одновременном передвижении микрофо«атю эталонному стержню 5 до тех пор, .tioKa показания гальванометра не.свеутся к нулю или минимуму; тогда время .пробегу звуковых ийпульсов j5b обоих микрофонов будет одинаково и 0. Допустйм, что последнее, т.-е. уравнеиё времени пробега звуковых импульсов, достигг то Ч1ами при положении микрофона 7 на стержне 23, которое назовем положением первым, и при положении микрофона 2 на поверхности 1йпа 24, которое ч азовем также положением первым. Дередвинем теперь микрофон 2 из положения первого в некоторое положение второе так, что расстояние между этими положениями будет S. Очевидно, что показания индикатора Ьтойдут от нуля или минимума; чтобы привести их опять к нулю или к минимуму, необходимо, продолжая задавать твердому телу И1 1пульсы, передвинуть микрофон 7 вдоль стержня на некоторое расстояние Si. Товда при вторичном уравнейии времени пробега
с S . - ;
- , ci 5Г : .: где с - скорость звука в твердом тепе, а Cj-скорость- звука в стержне 23. 5 и 5i измеряем непосредственно с большой точностью, а с нам известно. Предмет изобретения.
1.Способ измерения скорости распространения звука в твердых тела, отличающийся тем, что измеряют те рас-стояния, на, которые распространяются за одинаковые промежутки вр емени звуковые импульсы, вызываемые ударами по испытуемому телу, в данном теле и в эталонном стержне и воспринимаемь1е микрофонами, которые помещены-один на данном теле, а другой-гпередвижным образам вдоль эталонного стержня,- и KOTOpbie управляют электрическими пульсациями, возникающими при этом в связанных с ними злектричаских цепях, действуюц(их диференциально на измерительный прибор.
2.Устройство для осуществления способа .по п. 1, отличающееся применением двух колебательных KOHtyptos 77 и 18, диференциально действующих, на связанный с ними контур 7Р измерительного прибора 20 и включенных в анодные цепи двух электронных ламп- триодов 77.И 12, управление сетками которых осуществляется микрофонами 7 и 2, причем электрические импульсы в цепях микрофонов, предварительно выпрямлённые, используются; для воздействия
в качестве добавочных ,инпульсдв на сетки ламп.,
:Lf
и.г, /;
,Z-,. 
