Metrologiya va standartlashtirish

ISHNING BAJARILISH TARTIBI:

Tovush bosimi musbat bo’lganda 2 membrana uning ta`siri ostida egiladi va kondensatorning sig’imi ortadi. Qarama–qarshi fazada 2 membrana bo’rtib chiqadi va kondensator sig’imi kamayadi. Zanjirning reaktiv qarshiligi o’zgarishi natijasida chiqish kuchlanishi membrananing siljishiga proporsional ravishda o’zgaradi.

1-rasm. Kondensatorli mikrofonning konstruksiyasi

Kondensatorli mikrofonning asosiy elementlari: 1–massiv elektrod; 2– ingichka simli metall membrana; 3–ariqchalar; 4–kanal va rezina plenka.

Mikrofonning membranasiga tovush tebranishlari ta`sir etganda yuz beradigan fizik jarayonlarga to’xtalib o’tamiz. Kondensator sig’imining o’zgarishi quydagi ifodadan topiladi:

, (1) bunda kondensator elektrodlari yuzalarining o’zgarishi;

kondensator elektrodlari orasidagi masofaning o’zgarishi;

muhitning dielektrik kirituvchanligi;

elektr doimiysi.

Kondensator sig’imining ortishi natijasida uning reaktiv qarshiligi kamayadi va quydagi formuladan aniqlanadi:

, (2) bunda kondensator zanjiridagi o’zgaruvchan tok chastotasi.

Kondensatorli o’lchash mikrofonlari 20–30 Gs dan 30–40 kGs gacha bo’lgan chastota oralig’ida ishlay oladi. Bunda chastotaviy xarakteristikaning nochiziqliligi 1 dB ni tashkil etadi.

Δf = 20–20000 Gs chastota orlig’ida tovushni yuqori sifat bilan eshittirish va yozib olishda bu mikrofonlar keng qo’llaniladi. Kondensatorli mikrofonning sezgirligi quydagi formuladan topiladi:

, (3) bunda kondensatorning dastlabki sig’imi;

kondensatorning natijaviy sig’imi;

o’zgarmas kuchlanish.

Kondensatorli o’lchash mikrofonlarining eng xarakterli tomonlari shundan iboratki, ularning sezgirligi shuda keng chastota oralig’ida ctabil bo’ladi, shovqin hosil qilish darajasi o’ta kichik va atrof muhit temperaturasiga sezgirligining bog’liq bo’lmasligidir.

Yuqorida takidlab o’tganimizdek akustik o’lchashlarda p`ezoelektrik mikrofonlar ham keng qo’llaniladi. P`ezoelektrik tipdagi mikrofonning konstruksiyasi 2–rasmda tasvirlangan.

Pezoelektrik mikrofonlarda p`ezoeffekt hodisasidan foydalaniladi, ya`ni bunda tovush to’lqinlari p`ezokristalldan ishlangan plastinkaga ta`sir etib, uning yuzasida elektr zaryadlarini hosil bo’lishiga olib keladi. Bu effekt to’g’ri p`ezoeffekt hodisasi deb ataladi. P`ezokristall plastinkaga yuzasida hosil bo’lgan zaryadlarning miqdori uning sirtiga ta`sir etayotgan tovush to’lqinlarining bosimiga, qolaversa uning intensivligiga proporsional ravishda o’zgarib boradi.

2-rasm. Yacheykali piezoelektrik mikrofon (а) va bimorf element (b)

Yacheykali p`ezoelektrik mikrofonning asosiy elementlari: 1–to’g’ri burchakli ramka; 2–bimorf elementlar; 3–prokladkalar; 4– parafinli qog’oz.

Ramkaning va p`ezoelement plastinkalarning pastki hamda yuqori sirtlariga ularni mexanik jixatdan mahkamlash uchun parafinli qog’oz bilan elimlanadi. Bimorf elementning ikkita plastinkasi shunday elimlanadiki, bunda ularning elektrik polyarizasiyasi bir–biriga qarama–qarshi bo’ladi. Agar ular orasiga o’zgarmas kuchlanish berilsa birinchi plastinka cho’zilishga harakat qiladi, ikkinchisi esa siqiladi, binobarin, ular bir–biriga nisbatan harakat qila olmaydi, chunki ular sirtga elimlangan. Shunday qilib, plastinkalar orasida o’ziga xos tebranish yuzaga keladi.

Bu tebranishning amplituda kiymati p`ezoelement sirtiga tushayotgan tovush to’lqinlarining bosimiga, bu degan so’z tovushning intensivligiga proporsional ravishda o’zgaradi va mikrofonning chiqishida kuchlanishni hosil qiladi. Bimorf element sifatida p`ezokeramikadan tayyorlangan TBK–3 va STS–19 markali materiallar ishlatiladi.

Zamonaviy p`ezoelektrik mikrofonlarning chastota diapazoni 3–20000 Gs ni tashkil etadi, hamda –10 dan +70 ⁰S gacha bo’lgan temperatura diapzonida stabil ishlay oladi.
TAJRIBA:

Elektroakustik generator tebranish konturidagi kondensator sig’imini 4 marta kamaytirilsa, tebranish konturda hosil bo’lgan elektr tebranishlarining chastotasi qanday bo’ladi?

Masalani echimini Tomson formulasini qayta ishlash bilan topamiz. Tebranish konturida hosil bo’ladigan elektr tebranishlarning chastotasi quyidagi formuladan aniqlanadi:

(2) va (3) tenglamalarni chap va o’ng tomonlarini o’zoro bir-biriga bo’lib, tenglamani xar ikkala tomonini kvadratga ko’tarsak quydagi kasr hosil bo’ladi:

.

Javob: