3. Порядок выполнения работы

Лабораторная работа выполняется в следующем порядке:

1. Определение амплитудной характеристики пьезоакселерометра:

а) подключить пьезоаксерометр к милливольтметру и магазину емкостей. На магазине емкостей выставить ;

б) включить вибростенд и снять зависимость выходного напряжения с пьезоакселерометра от вибросмещения поверхности стола. Величины вибросмещений контролировать измерительным микроскопом. Результаты измерений занести в табл. 1 (п.1);

в) рассчитать величины виброускорений по формуле

,

где - частота вибрации, определяемая по методу фигур Лиссажу (рис. 3).

г) рассчитать чувствительность пьезоакселерометра по формуле

,

( =1, 2, 3, 4).

Таблица 1

№№ п/п	, пФ	величины	1	2	3	4	5
		, мкМ ,	25	50	75	100	125
1	=0	, мВ	U11	U21	U31	U41	U51
2	=500	, мВ	U12	U22	U32	U42	U52
3	=2500	, мВ	U13	U23	U33	U43	U53
4	=10000	, мВ	U14	U24	U34	U44	U54

Рис.3. Схема измерения частоты методом фигур Лиссажу:

1. – Электронный осциллограф;

2. – Измерительный генератор.

2. Расчет амплитудно-частотной характеристики пьезоакселерометра в области низких частот:

а) подключить к входу универсального моста кабель от испытуемого преобразователя и произвести измерения величин и на частоте 4-8 кГц;

б) рассчитать величину по формуле

,

где - частота напряжения, питающего мост;

в) рассчитать частоту среза по формуле

;

г) рассчитать величину чувствительности пьезоакселерометра в области средних частот по формуле

;

д) рассчитать зависимость чувствительности пьезоакселерометра от частоты в области низких частот

.

3. Определение нижней граничной частоты частотного диапазона пьезопреобразователя, исходя из условия

,

где - относительная погрешность амплитудно-частотной характеристики на граничной частоте .

принять равным (по указанию преподавателя) 0,02; 0,03; 0,05.

4. Определение влияния емкости кабельной линии на амплитудную и амплитудно-частотную характеристику пьезоакселерометра:

а) рассчитать требуемую емкость нагрузки, обеспечивающую воспроизведение вибрации камертона без частотной погрешности по формуле

.

Значения , и взять из данных пунктов 1в), 2а) и 2б);

б) на магазине емкостей выставить рассчитанное значение емкости и повторить процедуру получения амплитудной характеристики пьезоакселерометра при емкостных нагрузках =2500 пФ, =10000 пФ. Результаты измерений свести в табл.1 (п.3 и п.4 соответственно).

5. Построение графиков амплитудных характеристик при различных значениях емкостной нагрузки:

а) амплитудные характеристики аппроксимировать линейными зависимостями вида

( =1,2,3,4,5; =1,2,3,4)

б) на этих же графиках нанести остальные результаты измерений.

6. Построение графиков амплитудно-частотных характеристик при различных емкостях нагрузки и по заданной величине определение нижней граничной частоты для каждого случая.

7. Определение амплитудной характеристики системы «пьезоакселерометр – усилитель заряда»:

а) собрать схему системы (рис.4);

Рис.4. Схема системы «датчик – усилитель заряда»:

1- датчик;

2- магазин емкостей;

3- усилитель заряда;

4- универсальный вольтметр.

б) для каждого значения емкости нагрузки определить чувствительность системы по методике, изложенной в пунктах 1б) и 1г). Результаты измерений свести в табл.2;

в) построить графики амплитудных характеристик системы

при различных значениях емкостной нагрузки.

8. Построение графиков зависимости чувствительности пьезоакселерометра от емкостной нагрузки по данным табл.1 и зависимости чувствительности системы от емкостной нагрузки по данным табл.2.

Таблица 2

№№ п/п	, пФ	величины	1	2	3	4	5
		, мкМ ,	25	50	75	100	125
1	=0	, мВ	U11	U21	U31	U41	U51
2	=2500	, мВ	U12	U22	U32	U42	U52
3	=10000	, мВ	U13	U23	U33	U43	U53

9. Расчет погрешности определения чувствительности датчика и системы по следующей методике:

а) определить отклонения результатов отдельных измерений по формуле

( =1,2,3,4 для датчика и =1,2,3,4 для системы);

б) определить величину :

;

в) для заданной доверительной вероятности определить доверительный интервал погрешности по формуле

.