Методические указания к лабораторным работам по курсу «Физические основы получения информации»




НазваниеМетодические указания к лабораторным работам по курсу «Физические основы получения информации»
страница5/5
Дата публикации24.05.2013
Размер0.5 Mb.
ТипМетодические указания
litcey.ru > Физика > Методические указания
1   2   3   4   5




Рисунок 4.7 – Схема для исследования пьезорезонатора


Рисунок 4.8 – Эквивалентная схема замещения пьезорезонатора в области частот близкой к резонансу. В данной схеме C0 обозначает статическую емкость, образованную обкладками пьезоэлемента; Lx – динамическая индуктивность (электрический аналог массы пьезоэлемента); Cx – динамическая емкость (электрический аналог податливости пьезоэлемента); Rx – динамическое сопротивление (электрический аналог коэффициента внутреннего трения пьезоэлемента). Выходным внутренним сопротивлением генератора пренебрегаем, поскольку оно гораздо меньше сопротивления резистора R.



Рисунок 4.9 – Эквивалентная схема замещения пьезорезонатора в области частот, отдаленной от резонанса. Поскольку вдали от резонанса сопротивление последовательного контура велико, то этой частью схемы можно пренебречь, т.е. пьезорезонатор, работающий не на резонансе для электрической цепи аналогичен обычному конденсатору.


  1. Определить динамическое сопротивление Rx . На резонансе можно считать, что индуктивное и емкостное сопротивления взаимно уничтожаются (см. схему замещения на рисунке 4.8).


,

где

URmax - напряжение на резисторе R на резонансе (т.е при f=fR)

  1. Определить статическую емкость С0. Этот расчет выполняется на частоте, далекой от резонанса fm (см. схему замещения на рисунке 4.9). Частоту fm можно выбрать в начале или в конце диапазона частот, в котором была снята зависимость:

;

,

где

Um – напряжение на резисторе R на частоте fm.
6. Определить динамическую емкость Cx:

.

  1. Определить динамическую индуктивность Lx:

.

  1. Вычислить добротность пьезорезонатора:

.



  1. С помощью Microsoft Word и MathSoft MathCad выполнить отчет по лабораторной работе, который должен включать:

  • титульный лист

  • теоретическую часть,

  • задание, цель исследования, приборы и оборудование

  • порядок проведения лабораторной работы, в который помещен расчет и результаты, выполненные в MathCad

  • выводы по работе

Отчет сдается в распечатанном виде.

^ Пример выполнения расчетной части в среде MathCad

(не является примером выполнения отчета по лабораторной работе)

Поместим в матрицу М данные по исследованию последовательного колебательного контура. Колонка 0 содержит частоту, колонка 1 напряжение на емкости.





Рисунок 1 – Экспериментальная зависимость напряжения на емкости от частоты колебаний в последовательном колебательном контуре
Зададим напряжение генератора:



Определим максимальное напряжение на конденсаторе из таблицы значений (это будет соответствовать резонансу):



Определяем добротность контура:





Зададим значение резонансной частоты и суммарного сопротивления цепи





Определяем величину индуктивности катушки:





Определяем емкость конденсатора:




Параллельный колебательный контур, матрица N. Колонка 0 содержит частоту, колонка 1 напряжение на резисторе.





Рисунок 2 – Экспериментальная зависимость напряжения на резисторе от частоты колебаний в последовательном колебательном контуре
Зададим значение резонансной частоты:



Определим величину индуктивности:




Исследование пьезоэлемента, матрица Р. Колонка 0 содержит частоту генератора, колонка 1 – напряжение на резисторе.





Рисунок 3 – Экспериментальная зависимость напряжения на резисторе от частоты колебаний в пьезоэлементе
Зададим выходное напряжение генератора:



Определим номер последней строки в матрице Р:



Зададим сопротивление резистора:



Из таблицы возьмем наибольшее значение напряжения на резисторе (это будет соответствовать резонансу):





Определим величину динамического сопротивления:





Из таблицы определим частоту и напряжение на резисторе вдали от резонанса:





Вычислим статическую емкость пьезоэлемента:





По экспериментальным данным зададим значения резонансной и антирезонансной частот:





Определяем динамическую емкость:





Определяем динамическую индуктивность:





Определяем добротность пьезорезонатора:




Контрольные вопросы:

  1. Приведите примеры резонанса в природе, науке и технике.

  2. Чем объясняется, вид амплитудно-частотной характеристики пьезоэлемента, на которой имеются максимум и минимум?

  3. Колебательный контур используется в качестве устройства настройки на радиостанцию на входе радиоприемников диапазонов средних и длинных волн (т.е. до 1МГц), но никогда в приемниках диапазона УКВ (более 60МГц). Почему? (чтобы ответить на этот вопрос, подсчитайте, каковы должны быть добротности контуров, если ширина их полосы пропускания должна быть 10кГц)

  4. Как изменятся параметры схемы замещения пьезоэлемента, если его поместить в вакуум?

  5. Как изменятся параметры схемы замещения пьезоэлемента, если его поместить в непроводящую электрический ток жидкость.


Литература

  1. Преображенский Теплотехнические измерения и приборы

  2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи

  3. Основы теории цепей: Учебник для вузов/ Г.В. Зевеке и др.

  4. Малов В.В. Пьезорезонансные датчики.

  5. Стрелков Основы теории колебаний

  6. Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии. Учебное пособие для вузов.-М.: Изд-во стандартов, 1985, 256с.



Приложение

Оценка истинного значения измеряемой величины с помощью интервалов
Оценкой истинного значения измеряемой величины является среднее арифметическое из результатов отдельных наблюдений Xi:

,

где n - число наблюдений.

Оценка среднего квадратического отклонения среднего арифметического вычисляется по следующей формуле:



С помощью распределения Стьюдента может быть определён доверительный интервал, который с заданной доверительной вероятностью р содержит среднее арифметическое ряда наблюдений. Итог записывается в виде:

р=…%;

где δр=tp,n· - доверительная граница погрешности результата измерений;

tp,n – коэффициент Стьюдента.
Таблица П.1 – значение коэффициента Стьюдента для различных доверительных вероятностей
^

Число наблюдений


n

tp,n

p=0.95

p=0.99

2

12.706

63.657

3

4.303

9.925

4

3.182

5.841

5

2.776

4.604

10

2.262

3.250


Содержание

Лабораторная работа №1 . . . . . . 3

Лабораторная работа №2 . . . . . . 16

Лабораторная работа №3 . . . . . . 28

Лабораторная работа №4 . . . . . . 38

Литература . . . . . . . . 52

Приложение . . . . . . . . 53

Содержание . . . . . . . . 54

Патрушев Егор Михайлович

Седалищев Виктор Николаевич
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Физические основы получения информации» для студентов направления 200100 «Приборостроение» , часть 1.

Размножено на ксероксе кафедры ИТ.

1   2   3   4   5

Похожие:

Методические указания к лабораторным работам по курсу «Физические основы получения информации» iconМетодические указания к лабораторным работам по курсу «Физические основы получения информации»
Патрушев Е. М., Патрушева Т. В., Седалищев В. Н. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Физические основы получения...
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Физические основы получения информации» iconМетодические указания к практическим занятиям по курсу «Физические основы получения информации»
Патрушев Е. М., Патрушева Т. В методические указания к практическим занятиям по курсу «Физические основы получения информации» для...
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Физические основы получения информации» iconВ. Н. Седалищев физические основы получения информации
Седалищев В. Н., Физические основы получения информации: учебное пособие/Алт гос техн ун-т им. И. И. Ползунова. – Барнаул: Изд-во...
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Физические основы получения информации» iconМетодические указания к лабораторным работам по курсу “Системы передачи...
Исследование протоколов сетевого уровня ip-сетей с помощью анализатора протоколов
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Физические основы получения информации» iconМетодические указания к выполнению лабораторных работ Омск 2006
П. С. Гладкий, Е. А. Костюшина, М. Е. Соколов, Проектирование баз данных: Методические указания к лабораторным работам. Омск: Издательство:...
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Физические основы получения информации» iconМетодические указания к лабораторным работам по дисциплине «Метрология,...
Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Метрология, стандартизация и сертификация» студентами,...
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Физические основы получения информации» iconМетодические указания к лабораторным работам по дисциплине «Метрологическое...
Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Метрологическое обеспечение научного эксперимента»...
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Физические основы получения информации» iconМетодические указания к лабораторным работам по дисциплине «Пьезорезонансные...
Методические указания предназначены для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Пьезорезонансные нелинейные измерительные преобразователи»...
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Физические основы получения информации» iconМетодические указания по лабораторным занятиям По дисциплине
Методические указания рассмотрены и утверждены на заседании умкс и рекомендованы к изданию
Методические указания к лабораторным работам по курсу «Физические основы получения информации» iconМетодические указания Новосибирск 2003 Государственный комитет Российской Федерации
Методические указания предназначены для использования в процессе лабораторного практикума по курсу «Основы теории массового обслуживания»...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
litcey.ru
Главная страница