[实用新型]一种压电效应实验装置

说明书

本实用新型公开了一种压电效应实验装置。该实验装置包括压电效应控制仪和压电陶瓷变压器，压电陶瓷变压器包括位于工作平台上的长方形薄板压电陶瓷变压器和圆形薄片压电陶瓷变压器，长方形薄板压电陶瓷变压器通过胶条粘接在工作平台上，一扣在该变压器外侧的透明保护罩与工作平台上的矩形凹槽配合；圆形薄片压电陶瓷变压器嵌在一筒状支体的上端，筒状支体卡接在工作平台上的圆形凹槽内，筒状支体的一侧上端转接一透明保护盖，上述两种变压器的引出线的终端分别设有接线插头，两接线插头分别与压电效应控制仪上对应的接线插口配合。该实验装置结构简单、操作与拆装方便、便于观察压电效应现象，能够更深入地、直观地理解压电效应。

技术领域：

本实用新型涉及一种压电效应实验装置。

背景技术：

探究压电效应原理及其应用时所使用的压电效应实验装置一般是由压电陶瓷片和扩音机组成，在约10N的压缩力下，压电陶瓷片可产生微小电位差，此电位差经扩音机放大后借助扬声器传出音频信号，由于这种实验装置只能从音频的角度来理解压电效应，所以该实验装置存在扩展性不强的问题。目前还可使用压电陶瓷片和音频信号芯片，外接示波器、电压表等设备来观察压电效应现象，但成本较高，且各部分组装密封，不能更具体清晰地展示出压电陶瓷片在压电效应中的结构特点。

实用新型内容：

本实用新型提供了一种结构简单、操作与拆装方便、便于观察压电效应现象的压电效应实验装置，解决了现有技术中存在的问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种压电效应实验装置，包括压电效应控制仪和压电陶瓷变压器，所述压电陶瓷变压器包括位于工作平台上的长方形薄板压电陶瓷变压器和圆形薄片压电陶瓷变压器，长方形薄板压电陶瓷变压器通过胶条粘接在工作平台上，一扣在长方形薄板压电陶瓷变压器外侧的透明保护罩与工作平台上的矩形凹槽配合，圆形薄片压电陶瓷变压器嵌在一筒状支体的上端，筒状支体的下端卡接在工作平台上的圆形凹槽内，筒状支体的一侧上端转动连接一透明保护盖，长方形薄板压电陶瓷变压器和圆形薄片压电陶瓷变压器的引出线的终端分别设有接线插头，两接线插头分别与压电效应控制仪上对应的接线插口配合。

所述长方形薄板压电陶瓷变压器包括驱动部分和发电部分，驱动部分的上下表面敷设电极并沿厚度方向极化，发电部分的外端面敷设电极并沿长度方向极化，驱动部分的上下表面的电极上和发电部分的外端面的电极上分别连接有引出线。

所述圆形薄片压电陶瓷变压器包括一圆形金属基片和固定在圆形金属基片上的压电陶瓷片，压电陶瓷片的表面分别镀设不相接触的主极导电层和副极导电层，主极导电层和副极导电层上分别连接有引出线，压电陶瓷片上还铺设一绝缘垫。

压电效应控制仪包括控制面板和主要由可充电蓄电池和电压频率转换器组成的信号源，控制面板上包括两个分别用于控制长方形薄板压电陶瓷变压器和圆形薄片压电陶瓷变压器的信号源接通的电源开关以及用于调节电压频率转换器的频率调节旋钮，信号源上并联有输入电压表，长方形薄板压电陶瓷变压器与信号源和输出电压表连接，圆形薄片压电陶瓷变压器与一运算放大器的输入端连接，运算放大器的输出端与并联有输出电压表的输出电路连接。

本实用新型采用上述结构，在工作平台上设有长方形薄板压电陶瓷变压器和圆形薄片压电陶瓷变压器，其中长方形薄板压电陶瓷变压器的上方有透明保护罩，下端通过胶条粘接在工作平台上，保证长方形薄板压电陶瓷变压器的振动不会受到外界影响；圆形薄片压电陶瓷变压器嵌在圆筒状支体上，方便用手指按压圆形薄片压电陶瓷变压器使其发生机械形变；而且透明保护罩和透明保护盖的设置使近距离观察更为直接方便、实验演示更为直观，同时避免了外界环境温湿度对压电陶瓷变压器的影响。

长方形薄板压电陶瓷变压器的驱动部分加上交变电压时，通过逆压电效应产生机械形变，由此引起机械谐振，又通过正压电效应，使发电部分的端部输出高压，通过电压频率转换器调节输入电压的频率，对应得出各频率点所对应的输出电压，得到升压比与输入电压频率的关系曲线，确定出该压电陶瓷变压器的谐振频率，便于更深入地理解压电效应。