Лабораторная установка "Изучение механического резонанса"

Лабораторная установка применяется для изучения свободных и вынужденных механических колебаний под действием силы упругости, что включает измерение частоты внешнего воздействия на систему, определение амплитуды и частоты колебаний, построение резонансной кривой, определение резонансной частоты системы и ее добротности.

Лабораторная установка включает:

- Настольный металлический стенд - 1 шт.
- Электродвигатель с эксцентриком - 1 шт.
- Тележка на магнитной подвеске - 2 шт.
- Груз - 1 шт.
- Цифровой датчик расстояния ультразвуковой - 1 шт.
- Цифровой датчик оптоэлектрический - 1 шт.
- Источник постоянного тока регулируемый - 1 шт.
- Программное обеспечение.

Установка собрана на основе рамной конструкции из стальных труб, устанавливаемой на лабораторном столе, и в качестве основных элементов включает в себя горизонтальный рельс, электродвигатель, тележки на магнитной подвеске. Установка комплектуется пружинами двух различных значений жесткости. Для питания двигателя используется источник постоянного тока. Регистрация частоты вынуждающей силы осуществляется с помощью оптоэлектрического датчика, прерыватель для которого устанавливается на валу электродвигателя. Измерение амплитуды и частоты колебаний тележки проводится с помощью цифрового ультразвукового датчика расстояния. Две тележки, входящие в состав установки, имеют разные аэродинамические сопротивления, которые отличаются друг от друга не менее чем в 9 раз. Масса груза такая, что при установке его на тележку с малым аэродинамическим сопротивлением обеспечивается равенство масс тележек.

Приемопередающий элемент жестко установлен в корпусе датчика расстояния ультразвукового, на лицевой поверхности, и не допускает отклонения от оси (за исключением допуска монтажа).

Компьютерная программа позволяет формировать таблицу с амплитудами колебаний, измеренными для каждого значения частоты вынуждающей силы (частота вынуждающей силы также должна рассчитываться в таблице) и выводит накопленные данные на экран в виде графика зависимости амплитуды колебаний от времени.

Основные технические характеристики:

- Габариты установки - не более 1100х400х500мм.;
- Масса тележки - не менее 0,08 кг;
- Напряжение блока питания - 15В;

Цифровой датчик расстояния ультразвуковой:

1. Корпус из ударопрочного пластика.
2. Габариты - 120х60х33 мм.
3. Приемо-передающий элемент диаметром - 38 мм. Угол передачи/приема сигнала – 20 градусов.
4. Диапазон измерений - от 0,15 до 10 метров.
5. Погрешность измерений - не  более 1%.
6. Частота регистрации положения до объекта  - 50 Гц (время между последовательно получаемыми точками – 20мс).
7. Частота ультразвуковой волны, излучаемой датчиком расстояния - 49 кГц.

Цифровой датчик оптоэлектрический:
1. Корпус из ударопрочного пластика П-образной формы;    
2. Быстродействие - 0.1 мс.
3. Напряжение питания - 5 (USB) В;
4. Габариты – 85х75х25мм.;
5. Глубина и ширина выреза - 42 мм.;
6. Соосно установленный на противоположных сторонах датчик светодиода с длиной волны 900нм и малым конусом излучения и фотодиода.