Программа работы. Задание на выполнение лабораторной работы

Задание на выполнение лабораторной работы

1. Определить заряд, выделяемый при прямом пьезоэффекте.

2. Вычислить пьезомодуль пьезоэлектрика при прямом пьезоэффекте.

3. Построить АЧХ выходного напряжения пьезоэлектрика при обратном пьезоэффекте.

4. По полученному графику определить резонансную частоту. На слух проверить соответствует ли частота резонанса максимальной громкости звучания пьезоизлучателя.

1. Прочитать методические указания по подготовке и проведению лабораторной работы.

2. Получить у преподавателя вариант задания исходных данных к работе.

3. При ознакомлении с рабочим местом проверить наличие необходимых приборов и соединительных проводников (в случае отсутствия какого-либо ком­плектующего элемента типового комплекта необходимо немедленно сообщить об этом преподавателю или техническому персоналу);

4. Перед сборкой цепи проверить, чтобы все приборы на рабочем столе бы­ли выключены;

4.6.1. Опыт 1: Изучения прямого пьезоэффекта и расчёт пьезомодуля пьезо­электрика

1. Согласно (рис. 4.3, б) выполнить электрические соединения модулей для изучения прямого пьезоэффекта. Монтаж схемы производить при от­ключенном питании. Элементы VD 1 и С 1 (рис. 4.3, б) установлены в схеме «Прямой пьезоэффект».

Для сборки схемы эксперимента воспользоваться модулем «Прямой и об­ратный пьезоэффект. Наборное поле». После проверки правильности соедине­ний схемы преподавателем или лаборантом, подать напряжение питания на ком­плект включением автоматического выключателя и УЗО «Модуля питания».

Рис. 4.3. Схема электрическая пикового детектора

2. Запустить программу «DiSco». Выбрать режим работы осциллографа «Самописец». Установить развёртку на 10 мкс, установить развертку канала «А» на 15 В. Включить сбор данных кнопкой «Запуск». Произвести нажатие кнопки (воздействие силы F на рис. 4.3, а), расположенной на схеме «Прямой пьезо­эффект».

3. По полученной осциллограмме (рис. 4.4) определить значение пи­кового напряжения U _пик заносить в табл. 4.1

Рис. 4.4. Осциллограмма напряжения.

4. Повторить измерения по пунктам 3 несколько раз С ПЕРИОДИЧНО­СТЬЮ НЕ МЕНЕЕ 3 с. Результаты заносить в табл. 4.1.

Таблица 4.1

№ п.п.	U max	Среднее напряжение < U max>, B	∂, Кл/Н
…….

5. Рассчитать пьезомодуль, используя формулы (4.1) и (4.2). Сила воздей­ствия на диэлектрик F = 21 Н и ёмкость конденсатора С = 10 нФ.

Для определения пьезомодуля используя формулу (4.1) необходимо из­мерить выделяемый заряд при воздействии на пьезоэлектрик силы F.

На схеме 4.3, б весь заряд, выделенный пьезоэлектриком, перено­сится в ёмкость конденсатора. Измерив значение пикового напряжения U _пик по формуле (4.3), определим значение заряда Q.

Q = CU. (4.3)

Сравнить значение рвсчитанного пьезомодуля ∂ со справочным.

6. После оформления отчета и проверки результатов преподавателем необ­ходимо разобрать схему.

4.6.2. Опыт 2: изучения обратного пьезоэффекта и определение резонансной частоты пьезорезонатора

1. Согласно рис. 4.5 выполнить электрические соединения модулей для изучения обратного пьезоэффекта. Монтаж схемы производить при от­ключенном питании.

Рис.4.5. Схема электрическая соединений типового комплекта для изучения обратного пьезоэффекта.

Запустить программу «DiSco», установить усиление 12 В/э, развертку 10 мкс, синхронизировать по каналу «А».

2. После проверки правильности соединений схемы преподавателем или лаборантом, подать напряжение питания на комплект включением автоматиче­ского выключателя и УЗО «Модуля питания». Включить мультиметры и модуль «Функциональный генератор».

Установить следующий режим работы модуля «Функциональный генера­тор»:

– тип сигнала - синусоидальный «~»;

– частота сигнала - 50 Гц;

Установить амплитуду входного сигнала 8 В.

3. Порядок снятия АЧХ и определение резонансной частоты:

– увеличивая частоту входного сигнала кнопками увеличения частоты на модуле «Функциональный генератор», контролировать напряжение U ₁ и под­держивать его на постоянном уровне, при помощи кнопок увеличе­ния/уменьшения амплитуды на модуле «Функциональный генератор»;

Последовательно увеличивая частоту сигнала до 2 кГц, измерять амплиту­ду напряжения U ₂ на пьезоэлектрике BF 2, значения заносить в табл. 4.2.

Таблица 4.2

№ п.п.	f, Гц	U 2, В
…

4. По экспериментальным данным построить АЧХ в логарифмическом масштабе. По графику определить резонансную частоту (частота соответствую­щая максимальной амплитуде).

На слух определить, соответствует ли частота резонанса максимальной громкости звучания пьезоизлучателя.

5. После оформления отчета и проверки результатов преподавателем необ­ходимо разобрать схему, предоставить комплект в полном составе и исправности преподавателю или лаборанту.

Дата добавления: 2015-04-25