[實用新型]一種壓電效應實驗裝置

有效

• 申請號: 201820081974.0
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN208538363U
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 李鵬飛
• 申請（專利權）人: 太原師范學院
• 主分類號: G09B23/06
• 分類號: G09B23/06
• 代理公司: 濟南千慧專利事務所(普通合伙企業) 37232
• 代理人: 姜月磊

本實用新型公開了一種壓電效應實驗裝置。該實驗裝置包括壓電效應控制儀和壓電陶瓷變壓器，壓電陶瓷變壓器包括位于工作平臺上的長方形薄板壓電陶瓷變壓器和圓形薄片壓電陶瓷變壓器，長方形薄板壓電陶瓷變壓器通過膠條粘接在工作平臺上，一扣在該變壓器外側的透明保護罩與工作平臺上的矩形凹槽配合；圓形薄片壓電陶瓷變壓器嵌在一筒狀支體的上端，筒狀支體卡接在工作平臺上的圓形凹槽內，筒狀支體的一側上端轉接一透明保護蓋，上述兩種變壓器的引出線的終端分別設有接線插頭，兩接線插頭分別與壓電效應控制儀上對應的接線插口配合。該實驗裝置結構簡單、操作與拆裝方便、便于觀察壓電效應現象，能夠更深入地、直觀地理解壓電效應。

技術領域：

本實用新型涉及一種壓電效應實驗裝置。

背景技術：

探究壓電效應原理及其應用時所使用的壓電效應實驗裝置一般是由壓電陶瓷片和擴音機組成，在約10N的壓縮力下，壓電陶瓷片可產生微小電位差，此電位差經擴音機放大后借助揚聲器傳出音頻信號，由于這種實驗裝置只能從音頻的角度來理解壓電效應，所以該實驗裝置存在擴展性不強的問題。目前還可使用壓電陶瓷片和音頻信號芯片，外接示波器、電壓表等設備來觀察壓電效應現象，但成本較高，且各部分組裝密封，不能更具體清晰地展示出壓電陶瓷片在壓電效應中的結構特點。

實用新型內容：

本實用新型提供了一種結構簡單、操作與拆裝方便、便于觀察壓電效應現象的壓電效應實驗裝置，解決了現有技術中存在的問題。

本實用新型為解決上述技術問題所采用的技術方案是：一種壓電效應實驗裝置，包括壓電效應控制儀和壓電陶瓷變壓器，所述壓電陶瓷變壓器包括位于工作平臺上的長方形薄板壓電陶瓷變壓器和圓形薄片壓電陶瓷變壓器，長方形薄板壓電陶瓷變壓器通過膠條粘接在工作平臺上，一扣在長方形薄板壓電陶瓷變壓器外側的透明保護罩與工作平臺上的矩形凹槽配合，圓形薄片壓電陶瓷變壓器嵌在一筒狀支體的上端，筒狀支體的下端卡接在工作平臺上的圓形凹槽內，筒狀支體的一側上端轉動連接一透明保護蓋，長方形薄板壓電陶瓷變壓器和圓形薄片壓電陶瓷變壓器的引出線的終端分別設有接線插頭，兩接線插頭分別與壓電效應控制儀上對應的接線插口配合。

所述長方形薄板壓電陶瓷變壓器包括驅動部分和發電部分，驅動部分的上下表面敷設電極并沿厚度方向極化，發電部分的外端面敷設電極并沿長度方向極化，驅動部分的上下表面的電極上和發電部分的外端面的電極上分別連接有引出線。

所述圓形薄片壓電陶瓷變壓器包括一圓形金屬基片和固定在圓形金屬基片上的壓電陶瓷片，壓電陶瓷片的表面分別鍍設不相接觸的主極導電層和副極導電層，主極導電層和副極導電層上分別連接有引出線，壓電陶瓷片上還鋪設一絕緣墊。

壓電效應控制儀包括控制面板和主要由可充電蓄電池和電壓頻率轉換器組成的信號源，控制面板上包括兩個分別用于控制長方形薄板壓電陶瓷變壓器和圓形薄片壓電陶瓷變壓器的信號源接通的電源開關以及用于調節電壓頻率轉換器的頻率調節旋鈕，信號源上并聯有輸入電壓表，長方形薄板壓電陶瓷變壓器與信號源和輸出電壓表連接，圓形薄片壓電陶瓷變壓器與一運算放大器的輸入端連接，運算放大器的輸出端與并聯有輸出電壓表的輸出電路連接。

本實用新型采用上述結構，在工作平臺上設有長方形薄板壓電陶瓷變壓器和圓形薄片壓電陶瓷變壓器，其中長方形薄板壓電陶瓷變壓器的上方有透明保護罩，下端通過膠條粘接在工作平臺上，保證長方形薄板壓電陶瓷變壓器的振動不會受到外界影響；圓形薄片壓電陶瓷變壓器嵌在圓筒狀支體上，方便用手指按壓圓形薄片壓電陶瓷變壓器使其發生機械形變；而且透明保護罩和透明保護蓋的設置使近距離觀察更為直接方便、實驗演示更為直觀，同時避免了外界環境溫濕度對壓電陶瓷變壓器的影響。

長方形薄板壓電陶瓷變壓器的驅動部分加上交變電壓時，通過逆壓電效應產生機械形變，由此引起機械諧振，又通過正壓電效應，使發電部分的端部輸出高壓，通過電壓頻率轉換器調節輸入電壓的頻率，對應得出各頻率點所對應的輸出電壓，得到升壓比與輸入電壓頻率的關系曲線，確定出該壓電陶瓷變壓器的諧振頻率，便于更深入地理解壓電效應。