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一种 压电效应教具

阅读：549发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种压电效应教具专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种压电效应教具，包括压电片组件、信号显示灯、信号转换板和手摇发电机，信号转换板上设有比较电路，手摇发电机的输出端经比较电路连接至压电片组件的连接端子，压电片组件的连接端子电连接信号显示灯。本实用新型能很直观地展示压电效应的正反两种效应，有利于老师的教学，有助于学生的理解，压电效应教具的结构简单、使用方便。，下面是一种压电效应教具专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种压电效应教具，其特征是：包括压电片组件、信号显示灯、信号转换板和手摇发电机，信号转换板上设有比较电路，所述手摇发电机的输出端经比较电路连接至压电片组件的连接端子，所述压电片组件的连接端子电连接所述信号显示灯。
2.根据权利要求1所述的一种压电效应教具，其特征是：信号转换板上还设有放大电路，所述压电片组件的连接端子经放大电路连接至信号显示灯。
3.根据权利要求1所述的一种压电效应教具，其特征是：所述压电效应教具设有箱体，箱体上方有半开放式的箱体盖板，箱体盖板仅部分盖住所述箱体从而留出开放窗口。
4.根据权利要求3所述的一种压电效应教具，其特征是：所述压电片组件和/或信号显示灯设于所述箱体盖板上，所述信号转换板和手摇发电机均设于箱体内部且手摇发电机位于所述开放窗口下方。
5.根据权利要求4所述的一种压电效应教具，其特征是：所述箱体的内部侧面设有电机支架，所述手摇发电机固定在电机支架上。
6.根据权利要求5所述的一种压电效应教具，其特征是：所述电机支架与箱体通过卡扣连接。
7.根据权利要求4或5所述的一种压电效应教具，其特征是：还包括手摇手柄，教具箱体上设有通孔，所述手摇发电机的转轴通过该通孔伸出到教具箱体的外面与手摇手柄连接。
8.根据权利要求1所述的一种压电效应教具，其特征是：所述压电片组件设有压电片和压电片固定座组成，压电片组装在压电片固定座上，压电片的上侧面有用于连接电线的压电片接线口a，压电片的下侧面与压电片固定座面接触，在压电片固定座上有用于连接电线的压电片接线口b，压电片接线口a和压电片接线口b电连接所述信号显示灯。
9.根据权利要求1所述的一种压电效应教具，其特征是：所述信号显示灯的数量有多个。

说明书全文

一种压电效应教具

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种压电效应教具。

背景技术

[0002] 目前中学阶段已有物理课程，其中涉及到压电效应中正效应和逆效应的教学，但是目前没有任何用于展示压电效应的教具。实用新型内容

[0003] 本实用新型为了改善现有技术中的不足之处而提供一种结构简单、使用方便的压电效应教具。

[0004] 为此，提供了一种压电效应教具，包括压电片组件、信号显示灯、信号转换板和手摇发电机，信号转换板上设有比较电路，所述手摇发电机的输出端经比较电路连接至压电片组件的连接端子，所述压电片组件的连接端子电连接所述信号显示灯。

[0005] 进一步地，信号转换板上还设有放大电路，所述压电片组件的连接端子经放大电路连接至信号显示灯。

[0006] 进一步地，所述压电效应教具设有箱体，箱体上方有半开放式的箱体盖板，箱体盖板仅部分盖住所述箱体从而留出开放窗口。

[0007] 进一步地，所述压电片组件和/或信号显示灯设于所述箱体盖板上，所述信号转换板和手摇发电机均设于箱体内部且手摇发电机位于所述开放窗口下方。

[0008] 进一步地，所述箱体的内部侧面设有电机支架，所述手摇发电机固定在电机支架上。

[0009] 进一步地，所述电机支架与箱体通过卡扣连接。

[0010] 进一步地，还包括手摇手柄，教具箱体上设有通孔，所述手摇发电机的转轴通过该通孔伸出到教具箱体的外面与手摇手柄连接。

[0011] 进一步地，所述压电片组件设有压电片和压电片固定座组成，压电片组装在压电片固定座上，压电片的上侧面有用于连接电线的压电片接线口a，压电片的下侧面与压电片固定座面接触，在压电片固定座上有用于连接电线的压电片接线口b，压电片接线口a和压电片接线口b电连接所述信号显示灯。

[0012] 进一步地，所述信号显示灯的数量有多个。

[0013] 进一步地，为了获得比较明显的教学展示效果，压电片的宽厚比最好在5以上。

[0014] 进一步地，为了长时间使用而不损伤压电片，手摇发电机发出的最高电压最好不要超过25V。

[0015] 本实用新型能很直观地展示压电效应的正反两种效应，有利于老师的教学，有助于学生的理解，压电效应教具的结构简单、使用方便。附图说明

[0016] 利用附图对本实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

[0017] 图1为本实用新型的结构示意图。

[0018] 图2为压电片组件结构示意图。

[0019] 图3为信号转换板中的电路示意框图。

[0020] 附图中：

[0021] 1、教具箱体；2、led信号显示灯组；3、箱体盖板；4、压电片组件；5、信号转换板；51、比较电路；52、放大电路；6、电线组；7、手摇发电机；8、手摇手柄；9、电机支架；10、压电片接线口a；11、压电片接线口b；12、压电片固定座；13、压电片。

具体实施方式

[0022] 结合以下实施例对本发明作进一步描述。

[0023] 见图1，本实用新型的压电效应教具包括教具箱体1，箱体上方有一半开放式的箱体盖板3，箱体盖板3仅部分盖住所述箱体从而留出开放窗口，便于教学过程中展示箱体的内部元器件和结构，箱体盖板3上面分别开有孔位用于放置压电片组件4和led信号显示灯组2，信号显示灯组2的灯珠数量可根据实际需要来确定。压电片组件4和led信号显示灯组2通过镶嵌及粘贴的方式固定在箱体盖板3上面的对应开孔处。

[0024] 见图2，压电片组件4由压电片13和压电片固定座12组成，其中压电片13通过镶嵌和粘贴的方式组装到压电片固定座12上。压电片13的上侧面有一个用于连接电线的压电片接线口10，压电片13的下侧面与压电片固定座12面接触，在压电片固定座12上有一用于连接电线的压电片接线口11。压电片接线口10和压电片接线口11通过焊接的方式与图1中的电线组6连接。

[0025] 教具箱体1内部侧面有一电机支架9，电机支架9与教具箱体1通过卡扣的形式连接。电机支架9位于开放窗口下方以便学生观察。电机支架9上面放置一手摇发电机7，手摇发电机7的转轴通过教具箱体1上的通孔伸出到教具箱体1的外面与手摇手柄8连接。手摇发电机7与电机支架9通过胶水粘贴固定，手摇发电机7与手摇手柄8通过镶嵌及胶水粘贴连接固定。

[0026] 见图1，教具箱体1内侧底部角落处有一信号转换板5，信号转换板5与教具箱体1通过胶水粘贴固定。见图3，信号转换板5上设有常规的比较电路51和放大电路52，手摇发电机7的输出端经比较电路51连接至压电片组件4的两个压电片接线口，压电片组件4的两个压电片接线口经放大电路52连接至led信号显示灯组2。其中，见图1，信号转换板5与手摇发电机7、led信号显示灯组2和压电片组件4之间的连接通过电线组6实现。需说明的是，由于比较电路51和放大电路52都是现有的电路结构，本文不再对该电路结构进行赘述。

[0027] 当敲击或按压图2中的压电片13时，压电片13因受到外部的敲击或按压力，压电片13按照正压电效应在受力的上下两个面间产生与外力频率及外力强度对应的电压信号。此电压信号通过导线组6送给信号转换板5，信号转换板5中的放大电路52将此电压信号进行放大，并将放大后的信号送给面板上的led信号显示灯组2。Led信号显示灯组2通过亮度的强弱来表示压电片13发出电压的高低，并以此反映施加在压电片上外力的力度大小。Led信号显示灯组2通过闪烁的快慢来指示压电片发电的频率，并以此反应施加在压电片13上的外力的施加频率。通过上述操作及指示可以很好地做到了正压电效应的教学展示。

[0028] 当通过手摇手柄8摇动手摇发电机7时，手摇发电机7将发出与转速成一定比例的电压；该电压信号通过导线组6的电线传送到信号转换板5，信号转换板5中的比较电路51将该电压信号与设定电压比较，从而输出与手摇转速及发电电压相对应的脉冲信号，该脉冲信号通过导线组6的电线施加到压电片13的上下两个面。压电片13收到电信号的刺激后，因逆压电效应的作用，压电片13会产生与刺激信号频率和强度匹配的振动，并带动与其相连的箱体盖板3一起振动，因为箱体盖板3的是相对大面积的薄板，因此还可以起到放大振动效果的作用。振动的频率反应了手摇速度的快慢，振动的幅度反应了外加电压13的大小，即手摇发电机7发出电压的高低。通过上述操作及指示可以很好地做到了逆压电效应的教学展示。

[0029] 上课过程中，可以让学生用一较轻的硬物直接敲击压电片13，学生通过观察Led信号显示灯组2的显示情况，便很直观地体会到正压电效应的效果。让一个学生以一定速度摇动手摇手柄8，让另外一个学生直接把手贴放到箱体盖板3上面，可以明显感觉到与手摇频率匹配的振动，便能让学生很直观真切地体会到逆压电效应的效果。操作使用非常方便，原理和效果展示非常直观、明了和真切。

[0030] 为了获得比较明显的教学展示效果，压电片的宽厚比最好在5以上。

[0031] 为了长时间使用而不损伤压电片，手摇发电机发出的最高电压最好不要超过25V。

[0032] 最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对本申请保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本申请作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的实质和范围。

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