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Ultrasons
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Français p 1
Version : 2109
TP Effet Doppler
Sons et Ultrasons
TP Effet Doppler
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1 Description
1.1 But du pack Effet Doppler
Le pack a été conçu et développé par Jeulin de façon à rendre possible la mesure de vitesse par effet Doppler dans un cas simple : linéaire uniforme. Le dispositif est, compte-tenu des vitesses mises en jeu, sans danger pour source sonore difficilement utilisable dans une salle de TP avec récepteur Moduson® (non fournis).1.2 Description générale
1.3 Caractéristiques techniques
1.3.1 Banc de mécanique Doppler
Grâce à une courroie reliée à deux poulies et entraînée par un moteur, le
chariot est mis en mouvement. Ce déplacement est (en dehors de la phase initiale de mise en mouvement) linéaire et uniforme entre les deux poulies. La vitesse ainsi que le sens de déplacement du chariot sont contrôlés par le boîtier initio " Doppler par ultrasons ».1.3.2 Boîtier Doppler par Ultrasons
Le boîtier Doppler par ultrasons a deux rôles clés. Le premier rôle est de contrôler la vitesse ainsi que le sens de déplacement du chariot. Le deuxième rôle est de recueillir les signaux sinusoïdaux (émis et reçu) et fréquences émise et reçue.Remarque
" montage multiplieur » électronique, soit : On retrouve ainsi, en sortie, un signal composé de deux fréquences. Par filtrage passe- fréquence Doppler.Sons et Ultrasons
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2 Mesurer une vitesse avec le pack Effet
Doppler
2.1 Préambule : mesure de la vitesse du son
2.1.1 Montage
Matériel nécessaire :
- Banc mécanique Doppler - Boîtier Doppler par Ultrasons - Émetteur Moduson® - Récepteur Moduson® - : oscilloscope à mémoire, console® est utilisée durant tout le TP.
Fig. 1 Moduson®
Comme le montre la figure 1, alimentez le boîtier " Doppler par Ultrasons » à on 12V fourni. ® sur les bornes vertes du boîtier " Doppler parUltrasons
Fig. 2 Réception du signal
Puis, branchez le récepteur Moduson®
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signal reçu. 2.1.1 A partir du signal en sortie du récepteur Moduson®, relevez la période du signal émis Cf. Fig. 3. En déduire la fréquence émise : Fig. 3 Mesure de la période du signal émis.Application numérique :
Ici, on relève : Tém=24,4µs.
On en déduit :
NB : Pour une
Moduson® sur le banc de mécanique Doppler. Ils seront ainsi alignés sans effort.2.1.2 Déterminer la vitesse du son
et le récepteur sont placés en vis-à-vis sur le banc mécanique® sont branchés respectivement
sur les entrées directes : 1 et 2 de la console Foxy®. Dans le panneau de gauche du logiciel Atelier Scientifique intégré à votre console Foxy®, choisissez une visualisation en continu du signal reçu par le récepteur Moduson®Sons et Ultrasons
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Fig. 4 Panneau de contrôle
" Synchronisation » de ce panneau, sur le signal émis. Choisissez branché le signal émis (ici, entrée directe 1). Puis choisissez " croissant » afin de synchroniser sur le front montant du signal émis (voir figure 5).Fig. 5 Onglet Synchronisation
Repérez une première position du chariot lorsque les fronts montants émis et reçus sont superposés Doppler. Puis, déplacez le chariot à la main le long du banc, on observe que le front montant se déplace. Lorsque les fronts montants émis et reçus sont à nouveau superposés : relever la nouvelle position du chariot. Le déplacement du chariot correspond alors à une période s (Poursuivez
Relevez la nouvelle position du chariot.
En divisant la distance parcourue par 10, retrouvez la longueur spatiale de : fém spatiale : ; en déduire la célérité sonore : c. -1.2.2 Mesure de la vitesse du chariot
une mesure de vitesse par effet doppler.Pour cela, comparez
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