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) Uвых, В определяется по формуле
(7)
где Q – величина заряда на гранях пластины пьезоэлектрического материала и электродах, Кл;
Сп – ёмкость пластины пьезоэлектрического материала, Ф.
Величина заряда на гранях пластины определяется по формуле
(8)
где dп – 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 εа – 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, Uвых=0 В и F=_____ Н, Uвых=_____ В.
Статическая характеристика пьезоэлектрического датчика Uвых=f(F) представлена в соответствии с рисунком 4.
Рисунок 4 - Статическая характеристика
пьезоэлектрического датчика Uвых=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.