霍普金森为什么反射时间短

A. 激光测振仪 原理

激光测振仪能非接触式地测量被测物体的振动速度、位移和加速度。其特点是非接触、无扰动地测量，适用于无法使用传统振动传感器的场合。除上述特点外，它还具有响应频带宽、处理速度快、测量时间短、测量分辨率高、远距离测量、量程大、抗干扰能力强、动态响应快、操作非常方便等优点。

激光测振仪的应用领域非常广，举例如下：

（1） 计算机外部设备的动态测量：硬盘驱动器、硬盘盘片、磁头滑块、光盘机、折臂组件、导线谐振特性、打印机等。

（2） 电子行业：PCB板工作变形分析、智能手机、相机或触屏、超声波指纹传感器或扬声器用屏幕的开发、电动剃须刀的振动测试。

（3） 汽车工业：发动机、变速箱、制动系统、车身部件、进排气系统、万向联轴节、轮胎、电机、车门等振动测试或模态测试分析。

（4） 航空航天：发动机振动测试、发动机叶片工作变形分析、激光陀螺动态特性测试、轻质大柔度空间索网天线的模态测试、高速飞行器翼面、舵面、垂尾、发动机喷管等结构的热模态试验等。

（5） 生物医疗：超声洁牙设备的振动测试、监测心脏跳动、耳蜗基底膜振动特性检测、鼓膜振动检测、听骨检测等。

（6） 机电工程：交流接触器运行噪声测量、多层压电陶瓷变压器振动测试、流致振动测量、平板结构模态测试、薄壁圆筒件模态测试、石膏悬臂梁动弹性模量测定、排架柱振动测试。

（7） 产品开发和生产：开发工具、电动机、泵、风机、齿轮箱的质量检测、机械结构缺陷与损伤检测、路面弯沉测量、电机转速测量、微型轴承振动测试等。

（8） 材料特性测试分析：粘弹性材料细棒动力学参数共振法测试、阻尼材料阻尼性能测试、纤维增强复合薄板非线性振动测试、非破坏性测试、薄壁元件兰姆波测试缺陷定位、局部缺陷共振测试、分离式霍普金森杆(SHPB)测试。

（9） 振动标准装置校准与测试：传感器的校准，硅微谐振式压力传感器的微振动测试等。

（10） 声波和超声测试：乐器弦线振动检测、非轴对称超声驻波声场的识别、超声波焊接头的在线监测、引线键合劈刀超声振动测试、超声换能器振动测试、水下声波检测等。

（11） 土木工程：建筑结构振动检测、斜拉索索力测检测、桥梁测振等、风电塔振动测试、钢轨缺陷监测。

（12） MEMS/微机电结构：频率响应的优化、振动测试和分析，动态特性测试等。

（13） 家电与音响系统检测分析：空调及静音家电检测、扬声器纸盆振动检测、微型扬声器振动系统力阻特性研究、扬声器异象故障检测等

（14） 农产品行业：鸡蛋品质无损检测、苹果、猕猴桃、日本梨和八朔（柑橘）的坚实度检测、柿子和猕猴桃成熟度检测、梨弹性特性的检测、甜瓜的检测、盒装牛奶无损检测。

（15） 地质领域：地震波勘测、危岩振动监测等。

OptoMET数字型激光多普勒测振仪是一套高精度的振动测量仪器。该仪器可非接触且精确地测量振动和声学信号，包括振动位移、速度和加速度。它具有超高的光学灵敏度，并利用自行研发的超速数字信号处理技术（UltraDSP），不仅能快速测量简单系统的振动，也能测量极具挑战的系统，包括高频振动，远距离测试，微小振幅，高线性和高振动加速度或速度。超速数字信号处理技术（UltraDSP）确保了测量的高分辨率和高精度。OptoMET激光测振仪具有出色的线性度，测试频带宽，最高可达10MHz。

OptoMET激光测振仪有四个系列：分别是Vector、Nova、Dual Fiber、Scan系列：

Vector系列氦氖激光测振仪是通用性激光测振仪，适用与大多数非接触式振动测量应用场合。该系列激光测振仪特别适用于反射性表面或水中的测试，以及需要激光光斑尽可能小的应用场合。

B. 霍普金森压杆实验原理

高压气枪发射的子弹轴向撞击输入杆，产生弹性应力波，弹性应力波从撞击端分别传播进子弹和输入杆。进入输入杆的弹性应力波到达输入杆与试样交界面时，由于两者的阻抗不同，一部分脉冲将在界面处发生反射，而剩余部分进入试样，同样在试样与输出杆界面处发生反射和透射。通过应力对试样的作用压缩试样。压缩脉冲的幅度近似于常值，其直接正比于撞击速度。其中，压缩脉冲的宽度由子弹的长度来控制，它等于弹性波在子弹中来回传播一次的时间;而撞击速度则是由调节气枪的驱动气体压力来控制

C. 弹性波的实验研究

它是理论研究的基础。在电子技术出现以前，介质中弹性波传播的实验主要用于地震波的侦测和声学中可闻频率振动的研究。现代电子技术的发展，推动了弹性波的实验研究。下面是两个最早的普遍使用的实验装置：
①霍普金森压杆
B.霍普金森是最早在实验室条件下应用电子技术研究弹性波传播的学者之一。为了纪念他的工作，把他在实验中所用的试件命名为霍普金森压杆。他通过实验研究炸药爆炸或子弹撞到坚硬表面时，压力随时间变化的规律。霍普金森压杆为一圆柱形钢杆，长约1米，直径为2.5厘米，由四条线挂成水平位置，这些线可以在垂直面内摆动。在杆的一端加上一个短的柱形颗粒称为测时器，而瞬变压力作用在杆的另一端。测时器和杆直径相同，并且是用同一种钢材制造的。当压缩脉冲由一端传至测时器一端时，在测时器的自由端面上反射成拉伸脉冲，使测时器飞离杆端。测出测时器的动量，就可算出压力与时间的关系。
②戴维斯压杆
R.M.戴维斯首先设计了包括一个压杆（后称为戴维斯压杆）的电测实验装置，该装置能连续记录由压力脉冲引起的自由端的纵向位移，并可直接测到位移-时间曲线，再经微分，即可得到脉冲压力-时间曲线。
霍普金森压杆和戴维斯压杆都要满足两个条件：一是压杆内任何点的应力不能超过所用钢材的弹性极限；二是压力变化引起的压缩脉冲的波长同压杆半径相比要足够大。

D. 电的发展史

早在对于电有任何具体认知之前，人们就已经知道发电鱼会发出电击。根据公元前2750年撰写的古埃及书籍，这些鱼被称为“尼罗河的雷使者”，是所有其它鱼的保护者。大约两千五百年之后，希腊人、罗马人，阿拉伯自然学者和阿拉伯医学者，才又出现关于发电鱼的记载。

1832年法国人皮克西制造出世界第一台试验性发电机。1850年英国斯旺用纸碳制成灯丝泡问世。1866年德国西门子制出可应用的发电机。

1879年10月21日，美国爱迪生（和英国约塞夫·斯旺）都研究碳质灯丝电灯泡。爱迪生经千余次的试验用碳素灯丝的白炽灯泡得到了实际应用，故称爱迪生发明了电灯。

杰克·基尔比于1958年和罗伯特·诺伊斯于1959年分别独立发明集成电路。现今，大量晶体管、二极管、电阻器、电容器等等电子原件都可以被装配在单独的集成电路里。

电真正的应用是在18世纪末19世纪，直到20世纪21世纪才真正的走入平常百姓家。

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起电现象

摩擦起电，是通过摩擦的方式使得物体带上电荷的物理现象。摩擦起电的步骤，是使用两种不同的绝缘体相互摩擦，使得它们的最外层电子得到足够的能量发生转移，摩擦起电后两绝缘体必带等量异性电。

静电吸附，是当带静电的物体靠近微小的不带静电的物体时，微小物体表面的自由电荷发生转移，感应出与带静电物体相反的电性，而被吸引贴附于带静电物体上。利用静电吸引轻小物体的原理，可以达到吸附工业粉尘的效果。

静电感应，是指导体中的电荷在外电场的作用下在导体中重新分布的现象，由英国科学家约翰·坎通和瑞典科学家约翰·卡尔·维尔克分别在1753年和1762年发现。

静电屏蔽，是指对于一个接地的空腔导体，外接电场不会影响腔内的物体，腔内带电体的电场也不会影响腔外的物体。

静电屏蔽的应用很广泛，例如电子仪器外的金属网罩、电缆外层包裹的金属皮等都是用于防止外部电场对内部的影响。需要注意，如果外部的电场是交变电场，则静电屏蔽的条件不再成立，另见电磁屏蔽。