SU1175036A1

SU1175036A1 - Method of calibrating piezoelectric converter

Info

Publication number: SU1175036A1
Application number: SU833649187A
Authority: SU
Inventors: Владимир Константинович Доля
Original assignee: Ростовский Ордена Трудового Красного Знамени Государственный Университет Им.М.А.Суслова
Priority date: 1983-10-04
Filing date: 1983-10-04
Publication date: 1985-08-23

Abstract

СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ цутем возбуждени в нем электрическиг-ш иммульсами известной амплитуды свободных колебаний и вьщелени отклика на возбуждение, отличающийс тем, что, с целью обеспечени возможности получени количественной информации о чувствительности преобразовател , последний возбуждают радиоимпульсами, имеющими длительность и час ющую оконч лиров ют ми кого вател и фик тель л ют где не менее времени установлени тоту заполнени W , соответствучастоте градуировкиj в момент ани радиоимпульса путем регуки фазы возбуждени устнавливанимальную амплитуду тока коротзамыкани на выходе преобразо при его свободных колебани х сируют ее значение, а чувствиость преобразовател М опредепо формуле I величина тока короткого замыкани на выходе преобразовател , соответствующа началу свободных колебаний; амплитуда напр жени возбуждени преобразовател на рабочей частоте; гибкость преобразовател в режиме короткого замыкани на электрической стороне.THE METHOD OF GRADUATION OF PIEZOELECTRIC CONVERTER ARE POWER ENGINEERING PROGRAMS ELECTRIC SYSTEMS WITH IMMULSES OF KNOWN Amplitude Of Free Oscillations And Distribution Of Response To The Excitation, Which In order To Provide The Possibility Of Obtaining Quantitative Information On The Sensitivity Of The Transducer, The Last Resume Of The Surge Ahead Of The VTS where there is not less than the time to establish the filling of W, corresponds to the graduation frequency j at the moment of ani by impulse regulation by adjusting the excitation phase, the maximum amplitude of the short-circuit current at the output of the converter with its free oscillations sighed its value, and the sensitivity of the converter M, according to formula I, the value of the short-circuit current at the output of the converter corresponding to the beginning of the free oscillations; the amplitude of the drive voltage of the converter at the operating frequency; short-circuit converter flexibility on the electrical side.

Description

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при градуировке пьезоэлектрических преобразователей, установлен ных непосредственно в условиях экс- 5 плуатации.The invention relates to measuring technique and can be used for calibration of piezoelectric transducers installed directly under operating conditions.

Цель изобретения - обеспечение возможности получения количественной информации о чувствительности преобразователя. WThe purpose of the invention is the ability to obtain quantitative information about the sensitivity of the Converter. W

Для градуировки электромеханического преобразователя необходимо возбудить преобразователь на частоте гра дуировки электрическим радиоимпульсом и измерить амплитуду напряжения 15 в этом радиоимпульсе; обеспечить окончание импульса в момент времени, когда амплитуда -тока короткого замыкания будет минимальна. После этого измерить величину тока короткого замы- 20 кания на электрическом выходе преобразователя, приведенную к моменту окончания радиоимпульса.To calibrate an electromechanical transducer, it is necessary to excite the transducer at the calibration frequency with an electric radio pulse and measure the voltage amplitude 15 in this radio pulse; ensure the end of the pulse at a time when the amplitude of the short-circuit current will be minimal. After that, measure the value of the short-circuit current at the electric output of the converter, reduced to the moment of the end of the radio pulse.

Чувствительность М вычисляют по формуле 25 где I - величина тока короткого замыкания на выходе преобразова30 теля₉ соответствующая началу свободных колебаний;The sensitivity is calculated by the formula M 25, where I - the value at the output of Tell preobrazova30 ₉ short-circuit current corresponding to the beginning of free oscillations;

U - амплитуда напряжения возбуждения преобразователя на частоте градуировки;U is the amplitude of the excitation voltage of the transducer at the calibration frequency;

С - гибкость преобразователя в 35 режиме короткого замыкания на электрической стороне.C is the flexibility of the converter in 35 short circuit mode on the electrical side.

На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа.The drawing shows a diagram of a device for implementing the proposed method.

Устройство состоит из генератора синусоидальных колебаний, автоматического переключателя 2, блока 3 управления, пиковых вольтметров 4 и 5, токоизмерительного сопротивления R.The device consists of a sine wave generator, an automatic switch 2, a control unit 3, peak voltmeters 4 and 5, and a current measuring resistance R.

Выход генератора 1 подсоединен к входу переключателя 2, к входу управления которого подключен выход блока 3 управления. Первый выход пе· реключателя подключен к преобразователю 6, а второй - к сопротивлению R , к потенциальной точке которого подключен пиковый вольтметр 4. Вольтметр 5 подключен к электрическому входу преобразователя 6.The output of the generator 1 is connected to the input of the switch 2, to the control input of which the output of the control unit 3 is connected. The first output of the switch is connected to the converter 6, and the second to the resistance R, to the potential point of which a peak voltmeter 4 is connected. Voltmeter 5 is connected to the electrical input of the converter 6.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Переключатель 2 автоматически по сигналам управления блока 3 подключает преобразователь 6 либо к генератору 1, либо к сопротивлению R (отключая при этом от генератора). Это способствует либо возбуждению преобразователя радиоимпульсом, либо его закорачиванию на землю через сопротивление R. Длительность радиоимпульса и, соответственно, фазу- сигнала в момент окончания радиоимпульса устанавливают при настройке устройству по критерию минимума показаний вольтметра 4, который показывает напряжение, пропорциональное току короткого замыкания и величине сопротивления R. Вольтметр 4 устроен так, что измеряет пиковое значение, т. е. максимальное значение напряжения в измеряемом сигнале, что соответствует значению амплитуды тока, приведенной к началу свободных колебаний.The switch 2 automatically by the control signals of unit 3 connects the converter 6 either to the generator 1 or to the resistance R (while disconnecting from the generator). This contributes either to the excitation of the converter by a radio pulse, or to shorting it to ground through resistance R. The duration of the radio pulse and, accordingly, the phase signal at the time of the end of the radio pulse is set when the device is set up according to the criterion of the minimum reading of voltmeter 4, which shows a voltage proportional to the short circuit current and the magnitude resistance R. Voltmeter 4 is designed so that it measures the peak value, i.e., the maximum voltage value in the measured signal, which corresponds to ju of the current amplitude reduced to the beginning of free oscillations.

Измерение амплитуды напряжения возбуждения (U ) осуществляется вольтметром 5.The measurement of the amplitude of the excitation voltage (U) is carried out with a voltmeter 5.

Использование предлагаемого способа позволит сравнительно просто и точно произвести градуировку пьезоэлектрического преобразователя непосредственно на его рабочем месте, что в конечном итоге приведет к улучшению метрологического обеспечения акустических и механических измерений.Using the proposed method will allow a relatively simple and accurate graduation of the piezoelectric transducer directly at its workplace, which ultimately will lead to improved metrological support of acoustic and mechanical measurements.

Claims

METHOD FOR GRADIATING A PIEZOELECTRIC CONVERTER by exciting in it electric pulses of known amplitude of free vibrations and isolating the response to the excitation, characterized in that, in order to provide quantitative information about the sensitivity of the converter, the latter is excited by radio pulses having a duration and duration filling frequency ω corresponding to the calibration frequency at the end of the radio pulse by adjusting the phase of excitation they add the minimum amplitude of the short circuit current at the output of the converter with its free oscillations and fix its value, and the sensitivity of the converter M is determined by the formula and -,

Where I - current short and short circuits at the converter output corresponding to the beginning of free vibrations; - voltage amplitude FROM excitation of the converter at the operating frequency; - flexibility of the converter in the short circuit mode to the electric

the physical side.

Sa 5