4.4. Используемое оборудование

Модуль «Измеритель RLC», «USB - осциллограф», модули «Прямой и обратный пьезоэффект. Наборное поле», «Функциональный генера­тор», соединительные проводники.

4.5. 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.

4.6. Программа работы

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 VD1 и С1 (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.	Umax	Среднее напряжение <Umax>, B	∂, Кл/Н
1
2
…….

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.