3. Схемы измерений

Это окно предоставляет возможность выбора схемы измерений, которая реализована в реальном измерительном блоке. Выбор осуществляется при помощи ярлычков, расположенных в верхней части окна. Всего схем существует три.

Схема измерений № 1(рис. 6) предназначена для проведения измерений формы сигналов, пропорциональных напряженности электрического поля и заряду на конденсатореС0. Напряжение, пропорциональное напряженности, получается при помощи делителяR1-R2. Осциллограф здесь двухканальный, поэтому видно сразу два сигнала.

Схема измерений № 2 (рис. 7) предназначена для проведения измерений зависимости сигналов, пропорциональных напряженности электрического поля (Ux) и заряду на конденсатореС0(Uy), друг от друга. На горизонтальные отклоняющие пластины осциллографа подается напряжениеUx, а на вертикальные –Uy, т.е. отображается петля гистерезиса.

Рисунок 6 – Схема измерений № 1

Рисунок 7 – Схема измерений № 2

Поскольку конденсаторы соединены последовательно друг с другом, то заряд на их обкладках одинаковый, следовательно заряд сегнето­электри­ческого конденсатора Cx будет

, (1)

а напряженность поля в сегнетоэлектрике –

, (2)

где h– толщина образца.

Схема измерений № 3. Эта схема (рис. 8) предназначена для проведения температурных измерений. ОбразецCx помещен в нагреватель. В качестве основного измерительного прибора выступает измеритель емкости и тангенса угла диэлектрических потерь (tg).

Рисунок 8 – Схема измерений № 3

Зная емкость, нетрудно рассчитать статическую диэлектрическую проницаемость:

, (3)

где S – площадь образца;₀– диэлектрическая постоянная.

4. Управляющие и регистрирующие инструменты

На каждой измерительной схеме присутствует свой набор инструментов. При наведении курсора на элемент схемы, он меняет свое начертание со стандартной "стрелки" на "указывающую руку". Если теперь нажать на левую кнопку "мыши", соответствующий инструмент становится видимым.

Примечание. Даже если регистрирующий инструмент невидим, измерения все равно производятся и могут быть записаны в рабочую тетрадь при нажатии соответствующей кнопки в области управления рабочей тетрадью.

Все инструменты, реализованные на стенде можно разделить на управляющие и регистрирующие. Управляющие инструменты – это инструменты, связанные с источниками воздействия; регистрирующие инструменты – это измерительные приборы, которые представляют измеренные данные. Ниже описаны все имеющиеся инструменты.

Образец

Окно, соответствующее этому инструменту предназначено для отображения информации об объекте исследования.

Рисунок 9 – Окно с параметрами образца

Нагреватель

Предназначен для включения (выключения) нагрева.

Рисунок 10 – Нагреватель

Чтобы включить (или выключить) нагреватель, следует щелкнуть на выключателе левой кнопкой "мыши". Светодиод индицирует состояние включения (выключения) нагрева.

Примечание. Если температура достигает предельной для измери­тельного блока, нагрев автоматически выключается независимо от положения выключателя.

Частотомер

Измеряет частоту переменного сигнала.

Рисунок 11 – Частотомер

Электронный осциллограф

Предназначен для измерения зависимости напряжений, пропорциональных напряженности электрического поля и заряду на конденсаторе С0. В зависимости от схемы измерений, осциллограф отражает либо зависимость сигналов от времени, либо зависимость сигналов друг от друга (петля гистерезиса) (рис. 12).

В углах области визуального представления измеренного сигнала расположены элементы управления масштабом вывода на экран . Они позволяют легко изменять область представления кривых.

Если размер экрана осциллографа слишком мал, а Вам требуется рассмотреть характеристику более внимательно, можно воспользоваться кнопкой увеличения рабочей панели осциллографа . Нажав кнопку, можно вернуться к первоначальному представлению прибора.

Рисунок 12 – Два режима работы осциллографа

При измерении петли гистерезиса в правом нижнем углу приборной панели появляются две кнопки:  и. Эти кнопки предназначены для того, чтобы запомнить (стереть) экстремумы петли гистерезиса. Изменяя амплитуду сигнала с помощью потенциометра, расположенного на передней панели измерительного блока, и используя возможность запоминания, можно получить основную кривую поляризации сегнетоэлектрика. На экране осциллографа она будет отображаться желтым цветом.

Рисунок 13 – Получение основной кривой поляризации

При перегрузке прибора цвет кривой изменяется на красный.

Обратите внимание, что при записи данных записываться будут сразу несколько строк значений, а при наличии основной кривой поляризации в таблицу будут записываться данные именно этой кривой, а не петли гистерезиса.

ИзмерительC,tg 

Предназначен для измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь образца.

Рисунок 14 – Измеритель C, tg 

При измерении активная и реактивная составляющие проводимости представляются соединенными параллельно. Реактивная составляющая проводимости представлена в виде емкости и измеряется в нФ, tg измеряется тем точнее, чем дальше петля гистерезиса от насыщения.

Звуковойгенератор

Предназначен для формирования синусоидального напряжения с частотой 50 Гц. Этот элемент не имеет своего окна на экране компьютера, потому что изменение амплитуды сигнала осуществляется вручную при помощи переменного резистора, ручка которого расположена на лицевой панели измерительного блока.