Опис лабораторної установки

Лабораторна установка ємнісного перетворювача рівня представлена на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Циліндричний датчик рівня:

1 – діелектрик, 2 – електроди

Для визначення статичних характеристик ємнісного датчика рівня необхідно також використання LC-метру DM6243.

2. Порядок виконання роботи

1. Підключити ємнісний перетворювач рівня до LC-метру.

2. Заповнювати резервуар рідиною з кроком 10 мм в діапазоні (0 – 100) мм.

3. Зняти і побудувати статичну характеристику ємнісного датчика рівня, заносячи дані в таблицю 2.1.

Табл. 2.1. Результати вимірювань

h, мм	0	10	20	30	40	50	60	70	80	90	100
С, пФ
…

4. Обчислити похибку датчика за формулою: .

3. ЗМІСТ ЗВІТУ

1. Тема і мета роботи.

2. Перелік використаного обладнання.

3. Короткий зміст теоретичних відомостей, основні формули, схема лабораторної установки

4. Робочі таблиці, розрахунки, графіки.

5. Висновок.

4. Контрольні питання

1. Назвіть основні типи ємнісних датчиків.

2. Розповісти принцип роботи ємнісних перетворювачів тиску.

3. Дайте визначення статичної характеристики ємнісних перетворювачів.

4. Від чого залежить кут нахилу статичної характеристики ємнісних перетворювачів рівня?

5. Охарактеризуйте принцип роботи ємнісних датчиків переміщень.

5. Література

1. Емкостные датчики / Шарапов В.М., Минаев И.Г., Базило К.В., Сотула Ж.В., Куницкая Л.Г.; под ред. В.М. Шарапова. – Черкассы: Брама-Украина, 2010. – 152 с.

2. Измерение электрических и неэлектрических величин: учеб. пособие для вузов / Н.Н. Евтихиев, Я.А. Купершмидт, В.Ф. Папуловский, В.Н. Скугаров; под общ. ред. Н.Н. Евтихиева. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 352 с.

3. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин: Измерительные преобразователи. – Л.: Энергоатомиздат, 1983. – 320 с.

Лабораторна робота № 3 дослідження акустичних перетворювачів

Мета роботи: ознайомитися з принципом роботи акустичних перетворювачів; навчитися проводити вимірювання звукового тиску за допомогою шумоміра.

Обладнання: акустичний перетворювач; генератор Г3-106; шумомір 00 024.

1. Теоретичні відомості

Електроакустичні перетворювачі (ЕАП) призначені для перетворення електричної напруги в акустичний сигнал і навпаки. ЕАП працюють в газовому середовищі і широко застосовуються в вимірювальній, обчислювальній, побутовій техніці тощо.

ЕАП можуть бути побудовані на різних фізичних принципах. Відомі механічні, електродинамічні, магнітострикційні, електростатичні, п'єзоелектричні ЕАП. В даний час більш широке застосування знайшли п'єзоелектричні перетворювачі (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Конструкція електроакустичного перетворювача ЗП-19:

1 – п'єзоелемент;

2 – мембрана; 3 – уступ;

4 – корпус

У перетворювачі ЗП-19 біморфний елемент жорстко закріплений в пластмасовому корпусі. У корпусі є отвір, що покращує частотну характеристику і підвищує звуковий тиск.

Принцип дії п'єзоелектричних перетворювачів заснований на використанні прямого або зворотного п'єзоелектричних ефектів. Сутність прямого п'єзоелектричного ефекту полягає в електричній поляризації певного класу діелектриків, званих п'єзоелектриками, при механічному напруженні в їх матеріалі. Зворотний п'єзоелектричний ефект характеризується тим, що електрична поляризація викликає механічне напруження в п’єзоматеріалі або зміну геометричних розмірів п'єзоелементів.

По іншому можна сказати, що прямий п'єзоелектричний ефект полягає в утворенні електричних зарядів в п'єзоелектричному матеріалі при прикладанні до нього механічної сили, а зворотний п'єзоефект – у виникненні коливань при підключенні п'єзоелемента до джерела електричної напруги.

Основні параметри звукових хвиль. Звукові процеси виникають в пружних середовищах (твердих, рідких або газоподібних). Виникаючі при цьому звукові хвилі характеризуються звуковим тиском P. На практиці акустичних вимірювань звуковий тиск може змінюватися в дуже широких межах. Оскільки оперувати багатозначними числами незручно, а також внаслідок здатності вуха людини оцінювати не абсолютну, а відносну зміну звукового тиску, введено поняття рівня звукового тиску, величина якого виражається в децибелах (дБ) залежністю:

, (3.1)

де P – виміряний або розрахований звуковий тиск від джерела звуку, Па;

P₀ – пороговий звуковий тиск, що дорівнює 2·10^-5 Па.

Як будь-який коливальний процес звук характеризується частотою. Механічні коливання з частотою від 20 Гц до 20 кГц, що виникають у пружному середовищі, називають звуком. Чіткої різниці між поняттями «звук» та «шум» немає. Звуками, як правило, називають регулярні періодичні коливання, а шумом – неперіодичні коливальні процеси. Коливання з частотою менше 20 Гц називаються інфразвуками, а з частотою вище 20 кГц – ультразвуками. І ті, й інші людським вухом не сприймаються, хоча при певній інтенсивності є шкідливими. Найбільш неприємні високочастотні звуки.

Вимірювач шуму 00 024. Зовнішній вигляд точного імпульсного шумоміра 00 024 представлений на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Імпульсний шумомір 00 024: 1 – мікрофон; 2 – перемикач оцінки;

3 – перемикач діапазону; 4 – кнопка контролю напруги батарей;

5 – кнопка включення приладу; 6 – регулятор нульової точки; 7 – кнопка гасіння;

8 – кнопка імпульсу; 9 – кнопка часової оцінки (повільно, швидко);

10 – регулятор калібровки

Розміщення і призначення органів управління шумоміра.

Діапазон служить для ступінчастого перемикання (ступіні по 10 дБ) від 30 до 130 дБ.

Кнопки: O/I – кнопка включення приладу повинна застопоритися;

– кнопка визначення придатності батарей.

Робота з приладом.

Перед вимірюванням стрілка коригується на нульову позначку.

Далі включають прилад натисканням кнопки O/I, потім перевіряють придатність батарей натисканням кнопки .

Стрілка повинна вказувати на чорну смужку шкали приладу або знаходиться вище неї. Якщо стрілка не доходить до чорної смужки, батарейки підлягають заміні.

Результат вимірювань знаходять як суму чисельних значень.