Внешний вид, устройство, принципы действия цифровых датчиков кардинально отличается от аналоговых измерительных приборов. Датчики цифровой лаборатории как измерительные приборы состоят из узлов и деталей, которые воспринимают измеряемую величину, преобразуют ее до значений напряжения, находящихся в диапазоне 0 - 5 В, далее электрический сигнал отправляется на аналого-цифровой преобразователь устройства регистрации и сбора данных.
В статье пойдет речь о микрофонном датчике цифровой лаборатории «Архимед», которая была приобретена в кабинет физики СПб АППО в 2013 г.
 |
| Рисунок 1. Установка для изучения колебаний упругого тела-металлической линейки |
Основные характеристики микрофонного датчика
| Назначение |
Регистрация звуковых колебаний |
| Принцип действия |
Изменение емкости конденсатора под действием давления звуковой волны |
| Пределы измерения |
34 Гц − 10 000 Гц |
| Особенности |
В основном для качественных наблюдений |
| Общие габариты |
Общие габариты: 55×30×70 мм |
Как написано на лицевой стороне прибора (рис.1), на экране дисплея показания микрофонного датчика также отображаются в вольтах, поэтому судить об акустической величине, которую регистрирует прибор, не представляется возможным. Кроме того, при слишком громком звуке осциллограмма на экране компьютера полностью не воспроизводится, видимо, это связано с пределами изменения емкости конденсатора под действием давления звуковой волны.
Несмотря на особенности микрофонного датчика с его помощью можно провести следующие измерения и исследования: определить среднюю частоту колебаний, установить на качественном уровне связь между высотой звука и частотой колебаний или между громкостью звука и амплитудой колебаний. Замечено, что работа с микрофонным датчиком, где источником звука служат голосовые связки, неизменно вызывает интерес учеников и учителей.
На рисунке 2 показаны микрофоны разного назначения, которые применялись как демонстрационные приборы на уроках физики во второй половине ХХ в.
 |
Рисунок 2. Слева: Микрофон динамический "МД-47" предназначен для любительской звукозаписи совместно с бытовым магнитофоном, 1969 г.
Справа: Микрофон угольный с телефонной трубкой (утеряна) предназначен для демонстрация роли микрофона при передаче речи на расстояние, 1950 г. |