Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ДИПЛОМИЩЕ.docx
Скачиваний:
38
Добавлен:
17.02.2016
Размер:
880.17 Кб
Скачать
  1. Исследовательская часть

    1. Описание установки. Результаты практической работы.

Для проведения эксперимента была использована установка, состоящая из генератора низкочастотных сигналов, двухлучевого осциллографа, источника постоянного тока, колец Гельмгольца, пьезокерамических резонаторов, измерительной катушки и ферритового стержня. Рисунок 2.1.

Рисунок 2.1 - Фотография установки

Принципиальная схема установки представлена на рисунке 2.2.

Рисунок 2.2 - Принципиальная схема установки

1–генератор сигналов низкочастотный; 2-пьезокерамические резонаторы; 3–двухлучевой осциллограф; 4– источник постоянного тока; 5– кольца Гельмголца;6– измерительная катушка; 7– ферритовый стержень

1)Сравнение по фазе акустического сигнала и сигнала ЭДС магнитоупругого эффекта (желтая синусоида- акустический сигнал, синяя синусоида- сигнал напряженности). Рисунок 2.3 и 2.4.

Рисунок 2.3 –Сравнение по фазе акустического сигнала и сигнала ЭДС индукции магнитоупругого эффекта.

Рисунок 2.4 – Сравнение по фазе акустического сигнала и сигнала ЭДС индукции магнитоупругого эффекта (смещение на ).

Фаза смещается на .

2) Определение внешнего магнитного поля в объеме колец Гельмгольца.

В отсутствии внешнего магнитного поля также наблюдается магнитоупругий эффект, при включении магнитного поля ЭДС магнитоупругого эффекта возрастает.

Для определения напряженности внешнего магнитного поля в объеме колец Гельмгольца мы подключили их к источнику постоянного тока для создания однородного магнитного поля между колец и изменяли значение напряжения от 0,1В до 4В с шагом 0,1В (таблица 2.1). В итоге, мы получили тарировочную (рисунок 2.4) кривую.

Таблица 2.1

U, В

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

H,A/м

34,3

53

71,6

89,6

109

125,8

143

162,6

183

203

U, В

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

H,A/м

220

237

255,6

273,6

292,5

311

329

348,5

366,6

385,6

U, В

2,1

2,2

2,3

2,4

2,5

2,6

2,7

2,8

2,9

3

H,A/м

403,3

421,6

440

458

478,3

497,5

515

534,6

553

571

U, В

3,1

3,2

3,3

3,4

3,5

3,6

3,7

3,8

3,9

4

H,A/м

590,5

610

629,3

647,6

666,5

685,3

703,8

723

742

762

Рисунок 2.4 – Тарировочная кривая

3) Также, измерили изменение амплитуды колебаний напряжения при изменении напряжения. Измерения проводились на трех частотах (таблицы 2.2, 2.3, 2.4).

Таблица 2.2 - Частота сигнала- 84,4 кГц.

U, В

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Аmp U, В

12,93

14,4

19,8

23.2

22.9

28

31.5

36.4

38.9

44.8

U, В

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

Аmp U, В

45.9

52

55.2

57.1

61.3

65.6

70.1

73.6

76.8

85.6

U, В

2,1

2,2

2,3

2,4

2,5

2,6

2,7

2,8

2,9

3

Аmp U, В

88

90.7

93.1

94.9

97.1

102.3

106.3

109.3

115.3

118

U, В

3,1

3,2

3,3

3,4

3,5

3,6

3,7

3,8

3,9

4

Аmp U, В

121

124.3

127.3

131.7

134.3

137.3

140.7

144.7

148

155.3

Таблица 2.3 - Частота сигнала- 98,2кГц.

U, В

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Аmp U, В

3,4

4,6

5,2

5,8

6,2

6,8

7,6

8,2

9

10,4

U, В

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

Аmp U, В

11

11,6

12,2

12,8

13,6

14,4

15,2

16

17,2

18,4

U, В

2,1

2,2

2,3

2,4

2,5

2,6

2,7

2,8

2,9

3

Аmp U, В

19,2

20,6

21,2

22,2

22,8

23,2

24

24,8

25,6

26,4

U, В

3,1

3,2

3,3

3,4

3,5

3,6

3,7

3,8

3,9

4

Аmp U, В

27,2

28,4

29,2

30

31

32

32,8

33,6

34,4

35,2

Таблица 2.4 - Частота сигнала- 111,960 кГц.

U, В

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Аmp U, В

1,2

1,44

1,8

2,1

2,3

2,6

3

3,3

3,6

3,9

U, В

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2

Аmp U, В

4,2

4,4

4,7

4,9

5,2

5,4

5,8

6,1

6,4

6,8

U, В

2,1

2,2

2,3

2,4

2,5

2,6

2,7

2,8

2,9

3

Аmp U, В

7,2

7,6

8

8,4

8,8

9,2

9,6

10

10,4

10,8

U, В

3,1

3,2

3,3

3,4

3,5

3,6

3,7

3,8

3,9

4

Аmp U, В

11,2

11,5

11,8

12,2

12,6

13

13,4

13,8

14,2

14,8

Используя данные тарировочного графика и результаты измерений из таблиц 2.2,2.3 и 2.4, построим графики зависимости амплитуды напряжения от напряженности магнитного поля для частот 84,4; 98,2 и 111,960 кГц (таблицы 2.5, 2.6, 2.7).

Таблица 2.5 -Частота 84,4 кГц.

H,A/м

34.3

53

71.6

89.6

109

125.8

143

162.6

183

203

Аmp U, В

12,9

14,4

19,8

23.2

22.9

28

31.5

36.4

38.9

44.8

H,A/м

220

237

255.6

273.6

292.5

311

329

348.5

366.6

385.6

Аmp U, В

45.9

52

55.2

57.1

61.3

65.6

70.1

73.6

76.8

85.6

Продолжение таблицы 2.5

H,A/м

403.3

421.6

440

458

478.3

497.5

515

534.6

553

571

Аmp U, В

88

90.7

93.1

94.9

97.1

102.3

106.3

109.3

115.3

118

H,A/м

590.5

610

629.3

647.6

666.5

685.3

703.8

723

742

762

Аmp U, В

121

124.3

127.3

131.7

134.3

137.3

140.7

144.7

148

155.3

H, А/м

Рисунок 2.5 - Зависимость амплитуды напряжения от напряженности магнитного поля при частоте акустического сигнала 84,4 кГц.

Таблица 2.6 - Частота 98,2кГц.

H,A/м

34.3

53

71.6

89.6

109

125.8

143

162.6

183

203

Аmp U, В

3,4

4,6

5,2

5,8

6,2

6,8

7,6

8,2

9

10,4

H,A/м

220

237

255.6

273.6

292.5

311

329

348.5

366.6

385.6

Аmp U, В

11

11,6

12,2

12,8

13,6

14,4

15,2

16

17,2

18,4

H,A/м

403.3

421.6

440

458

478.3

497.5

515

534.6

553

571

Аmp U, В

19,2

20,6

21,2

22,2

22,8

23,2

24

24,8

25,6

26,4

H,A/м

590.5

610

629.3

647.6

666.5

685.3

703.8

723

742

762

Аmp U, В

27,2

28,4

29,2

30

31

32

32,8

33,6

34,4

35,2

Рисунок 2.6 - Зависимость амплитуды напряжения от напряженности магнитного поля при частоте акустического сигнала 98,2кГц.

Таблица 2.7 - Частота 111,960 кГц.

H,A/м

34.3

53

71.6

89.6

109

125.8

143

162.6

183

203

Аmp U, В

1,2

1,44

1,8

2,1

2,3

2,6

3

3,3

3,6

3,9

H,A/м

220

237

255.6

273.6

292.5

311

329

348.5

366.6

385.6

Аmp U, В

4,2

4,4

4,7

4,9

5,2

5,4

5,8

6,1

6,4

6,8

H,A/м

403.3

421.6

440

458

478.3

497.5

515

534.6

553

571

Аmp U, В

7,2

7,6

8

8,4

8,8

9,2

9,6

10

10,4

10,8

H,A/м

590.5

610

629.3

647.6

666.5

685.3

703.8

723

742

762

Аmp U, В

11,2

11,5

11,8

12,2

12,6

13

13,4

13,8

14,2

14,8

Рисунок 2.7 - Зависимость амплитуды напряжения от напряженности магнитного поля при частоте акустического сигнала 111,960кГц.