SU1310712A1 - Method of determining coefficient of mechanical damping of piezoelectric transducers - Google Patents

Method of determining coefficient of mechanical damping of piezoelectric transducers Download PDF

Info

Publication number
SU1310712A1
SU1310712A1 SU853960978A SU3960978A SU1310712A1 SU 1310712 A1 SU1310712 A1 SU 1310712A1 SU 853960978 A SU853960978 A SU 853960978A SU 3960978 A SU3960978 A SU 3960978A SU 1310712 A1 SU1310712 A1 SU 1310712A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
coefficient
mechanical damping
piezoelectric
ratio
antiresonant
Prior art date
Application number
SU853960978A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Пранас-Бернардас Пранович Милюс
Повилас Викторович Сабонис
Original Assignee
Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса filed Critical Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority to SU853960978A priority Critical patent/SU1310712A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1310712A1 publication Critical patent/SU1310712A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области испытаний пьезоэлектрических преобразователей . Цель изобретени  - по- вьппение точности измерени  коэффициента механического демпфировани  (КД) пьезоэлектрических преобразователей (ПП). Дл  определени  КД измер ют соотношение коэффициентов передачи исследуемого ПП в режиме излучени  на антирезонансной и резонансной частотах ПП. По величине полученного отношени , использу  известные дл  данного ПП значени  коэффициента электромеханической св зи и нормированного акустического сопротивлени  рабочей среды, суд т о величине КД. Способ позвол ет исключить операцию компенсации емкости ПП и с этим св занную систематическую погрешность.1 ил. (Л юThis invention relates to the field of testing piezoelectric transducers. The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the mechanical damping coefficient (CD) of piezoelectric transducers (PP). To determine the CD, the ratio of the transfer coefficients of the studied PP in the radiation mode at the antiresonant and resonant frequencies of the PP is measured. According to the value of the obtained ratio, using the values of the coefficient of electromechanical communication and the normalized acoustic resistance of the working medium, known for this software, judge the magnitude of the CD. The method makes it possible to exclude the operation of compensation of the capacitance PP and with it the associated systematic error. 1 sludge. (Lu

Description

1 )one )

.Изобретение относитс  к области испытаний пьезоэлектрических преобразователей и может быть использо- ваио в гидроакустике и дефектоскопии .The invention relates to the field of testing piezoelectric transducers and can be used in hydroacoustics and defectoscopy.

Цель изобретени  - повышение точности определени  за счет устранени  погрешности, обусловленной электрической компенсацией пьезопласти- ны.The purpose of the invention is to improve the accuracy of determination by eliminating the error due to electrical compensation of the piezoplastic.

На чертеже изображена функциональна  схема устройства, реализующего предлагаемый способ.The drawing shows a functional diagram of the device that implements the proposed method.

Устройство состоит из генератора 1 радиоимпульсов, исследуемого пьезо преобразовател  2, широкополосного образцового пьезоприемника 3, коммутатора А, измерител  5 отношени  амплитуд радиоимпульсов и регистратора 6. Позицией 7 обозначена рабоча среда.The device consists of a generator of radio pulses 1, the piezo transducer 2 under study, a broadband reference piezo receiver 3, switch A, meter 5 of the ratio of the amplitudes of radio pulses and the recorder 6. The position 7 designates the working medium.

Сущность способа заключаетс  в том, что дл  определени  коэффициента К демпфировани  достаточно из- мерить коэффициенты «(Хо) передачи исследуемого пьезопреобра- зовател  на антирезонансной и резонансной частотах, определить их отношение и рассчитать искомь й коэффициент К, по формулеThe essence of the method lies in the fact that to determine the damping coefficient K, it is sufficient to measure the transmit (fx) coefficients of the piezo transducer under investigation at the antiresonant and resonant frequencies, determine their ratio and calculate the sought coefficient K, using the formula

tKt . tKt.

к, to,

ffVt p.(Xo).(x;)rffVt p. (Xo). (x;) r

Ф.(Хо)F. (ho)

где К. - коэффициент электромеханической св зи пьезоматеwhere K. is the coefficient of electromechanical communication piezomat

иала;yala;

4040

- волновые акустические сопротивлени  соответственно пьезопластинки и рабочей среды;- acoustic wave impedances, respectively, of a piezo plate and a working medium;

нормированный коэффици- 45 ент передачи пьезопреобра- зовател  на антирезонансной частоте X в режиме излучени ;the normalized transfer coefficient of the piezo transducer at the antiresonant frequency X in the radiation mode;

нормированный коэффици- 50 ент передачи пьезопре- образовател  на резонансной частоте Х в режиме излучени .the normalized transmittance of the piezo transducer at the resonant frequency X in the emission mode.

При этом значени  К, и примен емого пьезоматериала и среды определ ютс  известными дами.Here, the values of K, and the piezo material used and the medium used are determined by known dami.

5five

7171

ОABOUT

- -

00

3535

4040

45 45

2222

Способ осуществл ют 1 следующим образом.The method is carried out 1 as follows.

Из генератора 1 радиоимпульсов на электрический вход исследуемого преобразовател  2 подают электрические радиоимпульсы с амплитудой Ugj и частотой заполнени , равной антирезонансной частоте Х пьезопластинки исследуемого пьезопреобразовател  2, Возбуждающий электрический сигнал преобразователем 2 преобразуетс  в акустические импульсы, которые распростран ютс  в рабочей среде 7 (например, воде) и принимаютс  широкополосным пьезоприемником 3, на электрическом выходе которого образуетс  электрический импульсный сигнал с амплитудой и2(Х). Затем генератор 1 перестраивают на резонансную частоту пьезопластинки исследуемого преобразовател  и подают на вход преобразовател  2 электрические импульсы с той же амплитудой Ug, и частотой заполнени , равной резонансной частоте Х пьезопластинки. Возникающие при этом акустические импульсы принимаютс  широкополосным приемником 3, на электрическом выходе которого образуетс  импульсный сигнал с амплитудой U2(X(j).From the generator of radio pulses, electric pulses with amplitude Ugj and a filling frequency equal to the antiresonant frequency X of the piezoelectric plates of the piezoelectric converter under investigation 2 are applied to the electrical input of the converter 2 under study. The electric signal of the converter 2 is converted into acoustic pulses that propagate in the working medium 7 (for example, water ) and are received by a wideband piezoelectric receiver 3, the electrical output of which produces an electrical pulse signal with an amplitude of I2 ( X). Then the generator 1 is rearranged to the resonant frequency of the piezoplates of the converter under study and is fed to the input of the converter 2 electric pulses with the same amplitude Ug and a filling frequency equal to the resonant frequency X of the piezoelectric plates. The resulting acoustic pulses are received by a wideband receiver 3, the electrical output of which produces a pulse signal with an amplitude U2 (X (j).

В силу близкого расположени  резонансной и антирезонансной частот передаточные коэффициенты рабочей среды и пьезоприемника при перестройке генератора 1 на резонансную частоту пьезопластинки исследуемого преобразовател  2 практически не измен ютс . Поэтому отношение напр жений электрического сигнала на выходе образцового пьезоприемника 3  вл етс  пропорциональным отношению передаточных коэффициентов пьезопреобразовател  2:Due to the close location of the resonant and antiresonant frequencies, the transfer coefficients of the working medium and the piezoelectric receiver when the generator 1 is tuned to the resonant frequency of the piezoelectric plate of the transducer 2 under study remain practically unchanged. Therefore, the voltage ratio of the electrical signal at the output of the exemplary piezo receiver 3 is proportional to the ratio of the transfer coefficients of the piezo transducer 2:

UjiXol fliXaUjiXol fliXa

nlXj „(Хо) nlXj „(ho)

(2)(2)

и(х;) Фand (x;) F

с помощью измерител  5 отношени  амплитуд измер етс  отношение напр ений ( и UJ(XQ) и сигнал на выходе измерител  5 отношени  амплитуд  вл етс  пропорциональным отношению нормированных коэффиц иентов передачи и ).With the amplitude ratio meter 5, the ratio of the voltages (and UJ (XQ)) and the output signal of the meter 5 of the amplitude ratio is proportional to the ratio of the normalized transmission coefficients and).

Искомое значение коэффициента К, демпфировани  определ етс  путем расчета с помощью регистратора 6 согласно формуле (1).The desired value of the K coefficient, the damping, is determined by calculating using registrar 6 according to formula (1).

313313

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ определени  коэффициента мехаиического демпфировани  пьезоэлектрических преобразователей, заключающийс  в том, что возбуждают и регистрируют толщинные колебани  пьезопластины преобразовател  на антирезонансной частоте, по отношению зарегистрированных сигналов измер ют отношение коэффициентов передачи пьезоэлектрического преобразовател , с учетом величины которого определ ют коэффициент механического демпфировани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности определени , дополнительно возбуждают и регистрируют толщинные колебани  пьезопластины на резонансной частоте, измер ют отношение коэффициентов передачи пьезопреобразовател  на антирезонансной и резонансной частотах, а коэфThe method for determining the mechanical damping coefficient of piezoelectric transducers, which consists in exciting and recording thickness oscillations of the transducer's piezoelectric plate at an antiresonant frequency, measures the ratio of the transfer coefficients of the piezoelectric transducer, which take into account the magnitude of the mechanical damping factor, and the ones measured, and those that determine those mechanical factors. , in order to improve the accuracy of determination, they additionally excite and register thickness oscillations of the piezoplates at the resonant frequency, measure the ratio of the transfer coefficients of the piezoelectric transducer at the antiresonant and resonant frequencies, and the coefficient Составитель С.Волков Редактор А.Ревин Техред И.Попович Корректор А..0бручарCompiled by S. Volkov Editor A. Revin Tehred I.Popovich Proofreader A..0bouchar Заказ 1884/40 Тираж 777ПодписноеOrder 1884/40 Circulation 777 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий П3035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д.4/5for inventions and discoveries P3035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab ,, d.4 / 5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4 124124 фициент К( механического демпфировани  определ ют по формулеnominal K (mechanical damping is determined by the formula , , - f-Wu/tocF   - f-Wu / tocF - P.W - P.W КTO 77 /about 5 /55/5 00 где Kj - коэффициент электромеханической св зи пьезоматериала;where Kj is the electromechanical coupling coefficient of the piezo material; K,Z,/K, Z, / /Zg,Zg, волновые акустические сопротивлени  соответственно пьезопластины и рабочей среды;/ Zg, Zg, acoustic wave impedances, respectively, of a piezoplate and working medium; (j (Хд) - нормированный коэффициент передачи пьезопреобразовател  на антирезонансной частоте (j (Xd) is the normalized transfer coefficient of the piezoelectric transducer at the antiresonant frequency ) - нормированный коэффициент передачи пьезопреобразовател  на резонансной частоте Хр.) - the normalized transfer coefficient of the piezoelectric transducer at the resonant frequency Xr. - -
SU853960978A 1985-10-04 1985-10-04 Method of determining coefficient of mechanical damping of piezoelectric transducers SU1310712A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853960978A SU1310712A1 (en) 1985-10-04 1985-10-04 Method of determining coefficient of mechanical damping of piezoelectric transducers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853960978A SU1310712A1 (en) 1985-10-04 1985-10-04 Method of determining coefficient of mechanical damping of piezoelectric transducers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1310712A1 true SU1310712A1 (en) 1987-05-15

Family

ID=21199931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853960978A SU1310712A1 (en) 1985-10-04 1985-10-04 Method of determining coefficient of mechanical damping of piezoelectric transducers

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1310712A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Домаркас В.И., Кажие Р.-И.Ю. Контрольно-измерительные пьезоэлектрические преобразователи. Вильнюс: Минтис, 1975, с.202. Авторское свидетельство СССР № 708216, кл. G 01 N 29/04, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5886262A (en) Apparatus and method for comparing corresponding acoustic resonances in liquids
US4628739A (en) Device for measuring the pressure of a gas like medium
SU1310712A1 (en) Method of determining coefficient of mechanical damping of piezoelectric transducers
US3019636A (en) Ultrasonic inspection and measuring means
US4649750A (en) Acoustic radiation stress measurement
Lee et al. Measuring dispersion curves of acoustic waves using PVDF line-focus transducers
SU1248081A2 (en) Meter of coefficient of electromechanical coupling of piezoelectric elements
Gammell et al. Time delay spectrometry for hydrophone calibrations below 1 MHz
SU756671A1 (en) Meter of electromechanical coupling coefficient of piezoelectric elements
SU1457587A1 (en) Device for calibrating transducers of acoustic emission signals
SU626409A1 (en) Method of measuring electromechanical coupling factor of ultrasonic piezoelectric transducers
SU1229675A1 (en) Echo-pulse method of measuring coefficient of ultrasound attenuation
Eklund Acoustooptical method of measuring sound velocity in solids
SU1755170A1 (en) Method and device for determining radiation impedance of piezoceramic transducer
SU894605A1 (en) Piezotransducer amplitude-frequency characteristic meter
SU1460696A1 (en) Ultrasonic receiving transducer for operation in gas medium
SU1679419A1 (en) Method of determination of parameters of piezoelectric converter
RU2045024C1 (en) Hardness tester
SU1196760A1 (en) Method of measuring parameters of piezoelectric converter
SU716135A1 (en) Method of non-destructive quality control of piezoelements
RU430U1 (en) Ultrasonic sensor for cold and hot water flow meter
De Cicco et al. A flowmeter operating with plate waves induced by piezoelectric thick films
SU1504602A1 (en) Method of measuring acoustic resistance of media
RU2042942C1 (en) Electroacoustic hardness gauge
SU1364973A1 (en) Device for determining density of liquids