1. Технические и экспериментальные данные

Технические и экспериментальные данные представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Технические и экспериментальные данные

Чувствительный элемент датчика					Напряжение выхода, Uвых, В
Материал	Относительная диэлектрическая проницаемость, ε	Размер граней, D, a x b ∙ 10^-3, м	Толщина, d ∙ 10^-^3, м	Пьезомодуль, dп ∙ 10^-12, Кл/Н

Экспериментальная схема представлена в соответствии с рисунком 3.

Рисунок 3 - Экспериментальная схема

2. Расчёты

Выходное напряжение пьезоэлектрического датчика (на электродах, без нагрузки) U_вых, В определяется по формуле

(7)

где Q – величина заряда на гранях пластины пьезоэлектрического материала и электродах, Кл;

С_п – ёмкость пластины пьезоэлектрического материала, Ф.

Величина заряда на гранях пластины определяется по формуле

(8)

где d_п – коэффициент пропорциональности пьезоэлектрического материала - пьезомодуль, Кл/Н;

F – сила, действующая на пластину, Н.

Подставив формулу (8) в формулу (7) и выразив силу, действующую на пластину, получим

Ёмкость пластины определяется по формуле

(9)

где ε_а – абсолютная диэлектрическая проницаемость пьезоэлектрического материала, Ф/м;

ε – относительная диэлектрическая проницаемость пьезоэлектрического материала;

ε₀ – абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума,

8,85∙10^-12, Ф/м;

S – площадь граней пластины, м²;

d – толщина пластины, м.

Площадь пластины с гранью в виде круга определяется по формуле

(10)

где – математическая константа, 3,14;

R, D – радиус и диаметр круга, м.

Площадь платины с гранью в виде прямоугольника определяется по формуле

(11)

где a, b – стороны прямоугольника, м.

Ёмкость пластины

Сила, действующая на пластину

Статическая чувствительность (коэффициент передачи) датчика определяется по формуле

(12)

Зависимость выходного напряжения от силы, приложенной к датчику, линейная, поэтому для построения статической характеристики достаточно двух точек: при F=0 Н, U_вых=0 В и F=_____ Н, U_вых=_____ В.

Статическая характеристика пьезоэлектрического датчика U_вых=f(F) представлена в соответствии с рисунком 4.

Рисунок 4 - Статическая характеристика

пьезоэлектрического датчика U_вых=f(F)

3. Выводы

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторная работа №3

Тема: «Изучение работы электромагнитного реле».

Цель работы: изучить принцип действия электромагнитного реле постоянного тока; научиться определять и рассчитывать основные характеристики реле.