SU1248081A2 - Измеритель коэффициента электромеханической св зи пьезоэлектрических элементов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и позвол ет повысить точность измерени . Устройство содержит блок возбуждени  пьезоэлемен- тов, состо щий из генератора 1 радиоимпульсов , модул тора 2, индуктивности 3 и коммутатора 4, к которому подключен измер емый пьезоэлемент 5, блок регистрации, содержащий пье- зоприемник 6, усилитель 7, детектор 8, коммутаторы 9 и 14, измерители 10 и 13 отношени  напр жений, индикатор 11 и детектор 15. Введение новых элементов и образование новых св зей между элементами устройства позвол ет исключить погрешность измерени  коэффициента электромеханической св зи пьезоэлементов, обусловленную вли нием добротности исследуемой электроакустической цепи . 1 ил. W ю 4 00 О 00

Description

Изобретение относитс  к области испытаний пьезоэлектрических преобразователей и  вл етс  усовершенствованием устройства по основному авт.св. № 756671.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени .

На чертеже изображена функциональна  схема измерител  коэффициента электромеханической св зи пье- зоэлементов.

Измеритель содержит блок возбуждени  пьезоэлементов, состо щий из генератора 1 радиоимпульсов, модул тора 2, индуктивности 3 и первого коммутатора 4, к которому подключен измер емьй пьезоэлемент 5, блок регистрации , содержащий последовательно соединенные широкополосный пьезо- приемник 6, усилитель , детектор 8, второй коммутатор 9, измеритель 10 отношени  напр жений, индикатор 11, второй измеритель 13 отношени  напр жени , третий коммутатор 14, второй детектор 15, вход которого соединен с входом исследуемого пьезоэлемента.,Модул тор соединен с управл ющими входами коммутаторов 4,9 и 14 и генератора 1 радиоимпульсов .

Устройство работает следующим образом.

Из генератора 1 радиоимпульсов через коммутатор 4 на исследуемый пьезопреобразрватель 5 и на второй детектор 13 подаютс  радиоимпульсы, частота заполнени , которых равна частоте резонанса исследуемого пье- зопреобразовател  5. Коэффициент передачи пьезоизлучател  5 без переходного сло  на резонансной частоте при питании от генератора напр жени 

К

1

где е - пьезоэлектрическа  посто нна  j

1 - толщина пьезоэлемента. Из пьезоизлучател  5 через рабочую среду 12 акустические импульсы поступают на пьезоприемник 6. В пье- зоприемнике акустические импульсы преобразуютс  в радиоимпульсы и через усилитель 7 и пиковый детектор 8 поступают на вход коммутатора 9. При подключении пьезопреобразовател  5 к генератору 1 радиоимпульсов через перестраиваемую индуктивность 3, ве12480812

личина которой подбираетс , исход 

из условий и,1 L

ДC

т.е. при

полной компенсации емкости Q зажатой пьезопластинки 5, коэффициентг передачи пьезоизлучател  с учетом добротности электроакустической цепи определ етс  выражением

где

4K|+HK2/Q

iJ 2 jrf - антирезонансна  частота пьезоэлемента 5j

К,- - коэффициент электромеханической св зи пьезоэлемента 5,

Z Kj - Z,, Z, - волновые акусти 01

ческие сопротивлени  соответственно пьезоэлемента и рабочей среды 12;

Q - добротность электроакустической цепи из последовательно соединенных индуктивности 3 и пьезоэлемента 5. . .

5

0

Модул тор 2 управл ет работой -генератора 1 радиоимпульсов и коммутаторов 4,9 и 14 таким образом, что во врем  первого радиоимпульса 0 исследуемый пьезопреобразователь 5 подключаетс  непосредственно к выходу генератора 1, а во врем  второго радиоимпульса - к выходу генератора через индуктивность 3. Соотношение амплитуд электрических сигналов в первом и втором случа х на выходе коммутатора 9 соответст-. вует соотношению коэффициентов передачи исследуемого пьезоэлемента,

Кпо V,

К„ V,

т.е.

Электрические сигналы V, с первого и V с второго выходов коммутатора 9 поступд.ют на измеритель 1 О отношений электрических

сигналов. Соотношение амплитуд

электрических сигналов V и V соответственно в первом и втором случа х на выходе коммутатора 14 обратно пропорционально добротности

электроакустической цепи, состо щей из исследуемого пьезоэлемента 5 и

индуктивности 3, т.е.

V- 1

V Q трические сигналы V с первого и V| с второго выходов коммутатора 14 поступают на второй измеритель 13 отношени  напр жений. Из соотноше- ни  амплитудных значений сигналов

и Tj определ етс  коэффициент

(

V,

Vo

электромеханической св зи исследуемого пьезоэлемента с учетом доб- ротности электроакустической цепи

- /jnk (.YL.-),

f J 4 V 0

Из этого следует, что, если указан- ньй цикл работы предлагаемого измерител  повтор етс  периодически (частота , цикла измерени  задаетс  модул тором 2), то индикатор 11 электрического напр жени , подключенный первым входом к выходу первого .измерител  отношени  напр жений 10, а вторым входом к выходу второго измерител  отношени  напр жений 13, непрерывно регистрирует электричес . V кий сигнал

етс  пропорциональным коэффициенту электромеханической св зи исследуемого пьезоэлемента. Если в качестве рабочей среды примен етс  вода и измер етс  К керамических (ЦТС-19) пьезопреобразователей, то в этом случае

Ь V, Ч.

который  вл Редактор М. Бандура

Составитель В. Кудр вцев

Техред И.Гайдош: Корректор С. Шекмар

4142/59

Тираж 624Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна ,4.

0

5

0

Ч

К 0,198|

Таким образом, исключаетс  погрешность измерени , коэффициента электромеханической св зи пьезо- элементов, обусловленна  вли нием добротности исследуемой электроакустической цепи. Это особенно важно при определении К керамическиг пьезопреобразователей с высокой степенью механического демпфировани .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Измеритель коэффициента электромеханической св зи пьезоэлектрических элементов по авт. св. № 756671, о т- личающийс  тем, что, с целью повьш ени  точности измерени , в него дополнительно введены второй детектор, третий коммутатор и второй измеритель отношени  напр жений, при- -чем выход первого коммутатора соединен через второй детектор с третьим коммутатором, управл ющий вход которого соединен с выходом модул тора, а выходы соединены с входами второго измерител  отношени  напр жений, соединенного своим выходом с входом индикатора .