Порядок выполнения работы
1. Собрать установку для определения яркости свечения светодиода
(рис. 2).
3 мм
Рис. 2. Установка для определения характеристики свечения светодиода:
1 –источник постоянного тока; 2 –светодиод; 3 –фотоэлемент; 4 –экспонометр
2. Включить источник постоянного тока и, изменяя напряжение от 1,4 до 2,1 В, по экспонометру получить значения яркости свечения. Ре-зультаты занести в табл. 1.
Зависимость яркости свечения светодиода от напряжения питания
Uпит , В
Е,лк
3. Построить график зависимости яркости свечения от напряжения питания.
4. Собрать установку для определения свойств транзисторной опто-пары (рис. 3).
5. Включить источник постоянного тока и, изменяя напряжение от 1,4 до 2,1 В, по омметру получить значения сопротивления фототранзи-стора. Полученные данные заносятся в табл. 2.
3 мм
4
Рис. 3. Установка для определения сопротивления фототранзистора:
1 –источник постоянного тока; 2 –светодиод; 3 –фототранзистор; 4 –омметр
Зависимость сопротивления фототранзистора от напряжения питания светодиода
Uпит,В
R,кОм
6. Построить график зависимости сопротивления фототранзистора от его освещенности.
Содержание отчета
1. Описание и схемы установок для определения свойств светоизлу-чателя и фотоприемника.
2. Таблица и график зависимости яркости свечения светодиода от напряжения питания светодиода.
3. Таблица и график зависимости сопротивления фототранзистора от напряжения питания светодиода.
4. График зависимости сопротивления фототранзистора от яркости свечения светодиода.
Контрольные вопросы
1. Применение оптопар, их достоинства и недостатки.
2. Источники света в оптоэлектронных устройствах.
3. Фотоприемники, их свойства и особенности.
4. Способы управления фототоком транзистора оптопары.
Л и т е р а т у р а : [5].
Лабораторная работа 7
ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ АКТИВНЫХ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИКОВ
Цель работы:определить характеристики активного пьезоэлектрика–кварца.
Приборы и принадлежности:двулучевой осциллограф,низкочастот-ные кварцевые резонаторы, генератор низкой частоты.
Методические указания
Активными диэлектриками, или управляемыми диэлектриками, при-нято называть такие диэлектрики, свойства которых существенно зависят от внешних условий – температуры, давления, напряженности поля и так далее. Такие диэлектрики могут служить рабочими телами в разнообраз-ных датчиках, преобразователях, генераторах, модуляторах и других ак-тивных элементах.
К активным диэлектрикам относят сегнетоэлектрики, пьезоэлектри-ки, электреты, суперионные проводники и др. Строгая классификация активных диэлектриков невозможна, поскольку один и тот же материал может проявлять признаки различных активных диэлектриков. Так, сегне-тоэлектрики часто сочетают свойства пьезоэлектриков. Кроме того, нет резкой границы между активными и пассивными диэлектриками. Один и тот же материал в зависимости от условий эксплуатации может выпол-нять либо функции пассивного изолятора, либо активные функции преоб-разующего или управляющего элемента.
Пьезоэлектрики – это вещества с сильно выраженным пьезоэлектри-ческим эффектом. Прямым пьезоэлектрическим эффектом называют яв-ление поляризации диэлектрика под действием механических напряже-ний. При обратном пьезоэффекте происходит изменение размеров диэлек-трика под действием приложенного электрического поля. В различных пьезопреобразователях используют кристаллы кварца, сульфата лития, сегнетовой соли, ниобата и танталата лития. Широко применяется кера-мика на основе твердых растворов цирконата – титаната свинца (сокра-щенно ЦТС).
Кварцевые резонаторы являются устройствами, использующими пье-зоэлектрический эффект для возбуждения механических колебаний упру-гой пьезопластины. При совпадении частоты приложенного электриче-ского напряжения с собственной частотой пластины амплитуда ее колеба-ний резко возрастает. Это позволяет получить резонаторы очень высокой добротности (Q ~ 105…10 7, для LC-фильтра добротность не превышает 102, у пьезокерамического фильтра – не более 103).
Кварц является ярко выраженным пьезоэлектриком из-за того, что у кристалла отсутствуют плоскости и центр симметрии. Кристаллическая структура кварца представляет собой каркас из кремнеземных тетраэдров.
Эти тетраэдры расположены винтообразно с правым или левым хо-дом по отношению к главной оси кристалла, поэтому различают правые и левые структурно-морфологические формы кристаллов, которые разли-чаются внешне по симметрии расположения некоторых граней.
Обладая высокой температурной стабильностью и низкой долговре-менной нестабильностью частоты (10–6 …10 –7 ) , кварцевые резонаторы применяются в генераторах опорных частот, в управляемых по частоте генераторах, а также в селективных устройствах: фильтрах, частотных дискриминаторах и т.д.
Резонаторы для низкочастотной аппаратуры имеют вид, представ-ленный на рис. 1. Кварцевая пластина 1 закреплена в стеклянном корпу-се 2. Сигнал подводится по проводникам 3.
На основание пластины 3 (рис. 2) нанесены контактные площадки 1, к которым припаяны проводники 2. Электрический сигнал подводится к паре контактов, которые расположены на одной стороне пластины (первая пара контактов). Из-за пьезоэлектрических свойств кварца пластина ко-леблется, и это, в свою очередь, приводит к возникновению разности по-тенциалов на пластинах, расположенных на обратной стороне пластины (вторая пара контактов).
На определенной частоте, которая определяется геометрическими па-раметрами пластины, возникает механический резонанс, и амплитуда сиг-нала, снимаемого со второй пары контактов, резко возрастает. Данная час-тота называется частотой резонанса. Данное свойство кварцевых пластин используется в частности для стабилизации частоты в генераторах радио-станций, работающих в диапазоне длинных и средних волн.
| 2
|
| Рис. 1. Кварцевый резонатор
|
| для низкочастотной аппаратуры:
| Рис. 2. Пластина низкочастотного
| 1 –пластина с нанесенными
| кварцевого резонатора:
| контактами; 2 – стеклянный корпус;
| 1 –контакты; 2 –выводы;
| 3 –электрические проводники
| 3 –кварцевая пластина
|
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|