SU1679419A1 - Method of determination of parameters of piezoelectric converter - Google Patents

Method of determination of parameters of piezoelectric converter Download PDF

Info

Publication number
SU1679419A1
SU1679419A1 SU894767591A SU4767591A SU1679419A1 SU 1679419 A1 SU1679419 A1 SU 1679419A1 SU 894767591 A SU894767591 A SU 894767591A SU 4767591 A SU4767591 A SU 4767591A SU 1679419 A1 SU1679419 A1 SU 1679419A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage
parameters
pulse
piezo transducer
excitation pulse
Prior art date
Application number
SU894767591A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Видас Антанович Сукацкас
Витаутас Казевич Армошка
Элигиюс Витаутович Станкявичюс
Original Assignee
Каунасский Политехнический Институт Им.А.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.А.Снечкуса filed Critical Каунасский Политехнический Институт Им.А.Снечкуса
Priority to SU894767591A priority Critical patent/SU1679419A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1679419A1 publication Critical patent/SU1679419A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к технической акустике и может быть использовано при изготовлении и поверке ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей. Цель изобретени  - повышение точности контрол  параметров пьезопреобразовате- л . Способ заключаетс  в возбуждении пье- зопреобразовател  двухпол рным импульсом тока и измерении максимального за врем  действи  возбуждающего импульса напр жени  Doна пьезопреобразователе, а также амплитуд Ui, U2, Ua трех первых полуволн напр жени  на преобразователе после окончани  возбуждающего импульса и определении параметров пьезопреобразовател  по формулам , приведенным в описании изобретени . Благодар  использованию синусоидальной фермы возбуждающего импульса исключаетс  ошибка, вызванна  длительностью его фронта у прототипа, а также уменьшаетс  ширина спектра измер емого на преобразователе напр жени , что позвол ет применить более точные измерительные приборы. 3 ил. W ЁThe invention relates to technical acoustics and can be used in the manufacture and calibration of ultrasonic piezoelectric transducers. The purpose of the invention is to improve the accuracy of monitoring the parameters of a piezo transducer. The method consists in exciting a piezo transducer with a two-pole current pulse and measuring the maximum voltage of the voltage Do on the piezo transducer during the action of the excitation pulse, as well as the amplitudes Ui, U2, Ua of the first three half-waves of the voltage on the converter after the excitation pulse terminates and determining the parameters of the piezo transducer. given in the specification. Due to the use of a sinusoidal excitation pulse farm, the error caused by the duration of its front in the prototype is eliminated, and the width of the spectrum measured on the voltage converter is reduced, which allows the use of more accurate measuring instruments. 3 il. W Ё

Description

Изобретение относитс  к технической акустике и может быть использовано при изготовлении и поверке ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей.The invention relates to technical acoustics and can be used in the manufacture and calibration of ultrasonic piezoelectric transducers.

Цель изобретени  - повышение точности контрол  параметров пьезопреобразовател .The purpose of the invention is to improve the accuracy of control parameters of the piezotransducer.

На фиг.1 и 2 приведены графики, по сн ющие предлагаемый способ; на фиг.З - структурна  схема устройства, реализующего способ.Figures 1 and 2 are graphs illustrating the proposed method; FIG. 3 is a block diagram of a device implementing the method.

Способ контрол  параметров пьезопреобразовател  заключаетс  в следующем. От генератора электрических сигналов на пье- зспреобраэователь подают импульс тока, имеющий форму одного периода синусоидыA method for monitoring the parameters of a piezo transducer is as follows. From the generator of electrical signals to the piezoelectric converter serves a current pulse, having the form of one period of a sinusoid

(фиг.1 а), длительность которого равна периоду собственных колебаний пьезопреобразовател .(Fig.1 a), the duration of which is equal to the period of natural oscillations of the piezotransducer.

На обкладках преобразовател  в течение длительности импульса тока образуетс  косинусоидальное напр жение (интеграл тока на физической емкости преобразовател ). По окончании входного импульса продолжаютс  свободные собственные колебани  преобразовател  и возбуждаетс  синусоидальное затухающее напр жение (фиг.1 б), амплитуда которого убывает по закону е . Измер ют максимальное напр жение U0 на преобразователе во врем  действи  возбуждающего импульса и амплитуды Ui, U2. Ua трех первых полуволн своON VI ЮOn the plates of the converter, a cosine voltage (current integral on the physical capacity of the converter) is formed during the current pulse duration. At the end of the input pulse, free natural oscillations of the converter continue and a sinusoidal damped voltage is induced (Fig. 1b), the amplitude of which decreases according to the law e. The maximum voltage U0 at the transducer is measured during the action of the excitation pulse and the amplitude Ui, U2. Ua the first three half-waves of its own VI VI

4 Ю4 S

бодных колебаний напр жени  на преобразователе , по которым определ ют параметры пьезопреобразовател . Коэффициент электромеханической св зи К определ ют по формулеvoltage fluctuations on the transducer, which determine the parameters of the piezoelectric transducer. The coefficient of electromechanical communication K is determined by the formula

и0+Ыu0 + s

(1-Д).(1-D).

При небольшом затухании за период собственных колебаний Т0With a small attenuation during the period of natural oscillations T0

(). где 5Т0 - затухание за период собственных колебаний () where 5Т0 - attenuation for the period of natural oscillations

U124J1-U2, U32 I U2 I- U3 I.U124J1-U2, U32 I U2 I- U3 I.

Поправка А, котора  учитывает отличие возбуждающего импульса от пр моугольного меандра, численно рассчитана дл  значений коэффициента электромеханической св зи К в пределах 0,1-0,65 и ,8 и в виде семейства кривых изображена на фиг.2. Преобразователи с параметрами, выход щими за указанные пределы, практически не встречаютс . Она также аппроксимируетс  выражениемAmendment A, which takes into account the difference between the excitation pulse and the square meander, is numerically calculated for the values of the electromechanical coupling coefficient K in the range of 0.1–0.65 and, 8 and is shown as a family of curves in FIG. Transducers with parameters that go beyond these limits are practically not encountered. It is also approximated by the expression

0,0550.055

A Y(0,68-k)-K-fO,01 гдеA Y (0.68-k) -K-fO, 01 where

к 0,017to 0.017

14,43d10 14.43d10

Емкость преобразовател  С можно получить , измерив экстремальное напр жение Dos дл  случа , когда вместо пьезопреобразовател  включен эталонный конденсатор с емкостью Сэ.The capacitance of converter C can be obtained by measuring the extreme voltage Dos for the case when the reference capacitor with capacitance Се is connected instead of the piezoelectric transducer.

Сэ Уоэ Сп-  Sae Wae Sp-

Напр жение генератора 1 синусоидальных колебаний (фиг.З) подключают на вход логической схемы 2. Последн   пропускает на выход одиночные периоды си ну сои дал ьного напр жени , между которыми имеютс  паузы во много раз большей длительности (такой, что затухающие свободные колебани  полностью прекращаютс ). Вырезанный импульс подают на усилитель 3 тока. ВThe voltage of the oscillator 1 of sinusoidal oscillations (Fig. 3) is connected to the input of logic circuit 2. The latter transmits to the output single periods of the solenoid voltage to the voltage, between which there are pauses many times longer ). The cut pulse is fed to the amplifier 3 current. AT

держатель 4 включают или вставл ют исследуемый пьезопреобразователь 5. Реакцию,. т.е. напр жение на пьезопреобразователе, наблюдают и измер ют с помощью осциллографа 6.the holder 4 includes or inserts the piezo transducer under study 5. React ,. those. the voltage on the piezoelectric transducer is monitored and measured using an oscilloscope 6.

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и  F o rumlula and z o breetn

Способ определени  параметров пьезопреобразовател , заключающийс  в подаче на него двухпол рного возбуждающего импульса тока с длительностью каждой полуволны То/2, где Т0 - период собственных колебаний пьезопреобразовател , и измерении на пьезопреобразователе максимального значени  напр жени  UOBO врем  действи  возбуждающего импульса, а такжеThe method of determining the parameters of the piezotransducer, which consists in supplying a two-pole excitation current pulse with the duration of each half-wave To / 2, where T0 is the period of natural oscillations of the piezotransducer, and measuring the maximum value of the voltage UOBO for the duration of the excitation pulse, as well as

амплитудных значений Ui, U2, Ua трех первых полуволн напр жени  на пьезопреобразователе после окончани  возбуждающего импульса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, возбуждающийthe amplitude values Ui, U2, Ua of the first three half-waves of the voltage on the piezoelectric transducer after the end of the exciting pulse, characterized in that, in order to improve the accuracy,

импульс тока имеет синусоидальную формуcurrent pulse is sinusoidal

г Т0, а коэффициi TO sin при Оr T0 and TO sin coefficient at O

1o

3535

ент электромеханической св зи К и коэффи- циент затухани  б определ ют по формуламThe electromechanical coupling K and the attenuation coefficient b are determined by the formulas

К УтггK Utgg

Uo+UiUo + Ui

(1-А);(1-A);

Увеличение точности при контроле параметров пьезопреобразовател  достигаетс , во-первых, за счет того, что при использовании синусоидального возбуждающего импульса отсутствует присуща  прототипу ошибка, вызванна  конечной длительностью фронта возбуждающего импульса , во-вторых, синусоидальный возбуждающий импульс .имеет более узкий частотный спектр, что позвол ет использовать более точную измерительную аппаратуру .The increase in accuracy when controlling the parameters of the piezoelectric transducer is achieved, firstly, due to the fact that when using a sinusoidal excitation pulse, there is no inherent error in the prototype caused by the finite duration of the front of the excitation pulse, secondly, the sinusoidal excitation pulse has a narrower frequency spectrum, which allows Do not use more accurate measuring equipment.

AJ12 -.ч AJ12 -.h

d )где )2; U2-U3 ;d) where) 2; U2-U3;

и; (and; (

(аб8 -k) к +0,01 -aio o.oss,(ab8 -k) to +0,01 -aio o.oss,

v 0.017v 0.017

Ix -/Yf Ix - / Yf

14,43OT° дТ0 затухание за период.14.43OT ° dT0 attenuation over the period.

Фиг.11

-5 §Г-5 §G

OJOj

I4I4

Claims (1)

Способ определения параметров пьезопреобразователя, заключающийся в подаче на него двухполярного возбуждающего импульса тока с длительностью каждой пол20 уволны То/2, где То - период собственных колебаний пьезопреобразователя, и измерении на пьезопреобразователе максимального значения напряжения Uo во время действия возбуждающего импульса, а также 25 амплитудных значений Ui, U2, U3 трех первых полуволн напряжения на пьезопреобразователе после окончания возбуждающего импульса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, возбуждающий 30 импульс тока имеет синусоидальную форму i = То sin при 0 < t < То, а коэффициI О ент электромеханической связи К и коэффициент затухания ¢5 определяют по 35 формулам где Ui2=Ui-U2: U32=l U2-U31: ui =Ц£[1 +<5То]:A method for determining the parameters of a piezoelectric transducer, which consists in supplying a bipolar exciting current pulse with a duration of each half of 20 To / 2, where To is the period of natural oscillations of the piezoelectric transducer, and measuring the maximum voltage Uo during the action of the exciting pulse on the piezoelectric transducer, as well as 25 amplitude values Ui, U2, U3 of the first three half-waves of voltage on the piezoelectric transducer after the end of the exciting pulse, characterized in that, in order to increase accuracy, the exciting 30, the current pulse has a sinusoidal shape i = To sin for 0 <t <To, and the coefficient of electromechanical coupling K and the attenuation coefficient ¢ 5 are determined by 35 formulas where Ui2 = Ui-U2: U32 = l U2-U31: ui = Ts £ [1 + <5To]: 45 . 2 45. 2 Δ = Υ^68-к) · К+0,01-дТо · 0.055 , к_ 0,017 50 14,43° ’ дТо - затухание за период.Δ = Υ ^ 68-k) · R + 0.01 · dT about 0.055 to 0.017 _ 50 14.43 0T ° 'ATT - attenuation in the period.
SU894767591A 1989-10-16 1989-10-16 Method of determination of parameters of piezoelectric converter SU1679419A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894767591A SU1679419A1 (en) 1989-10-16 1989-10-16 Method of determination of parameters of piezoelectric converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894767591A SU1679419A1 (en) 1989-10-16 1989-10-16 Method of determination of parameters of piezoelectric converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1679419A1 true SU1679419A1 (en) 1991-09-23

Family

ID=21483882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894767591A SU1679419A1 (en) 1989-10-16 1989-10-16 Method of determination of parameters of piezoelectric converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1679419A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492491C2 (en) * 2011-09-13 2013-09-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Элпа" с опытным производством" (ОАО "НИИ "Элпа") Method of determining parameters of piezo-equipment products

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Материалы пьезокерамические, Методы испытаний, ГОСТ 12370-80, п. 7, с. 7. Авторское свидетельство СССР № 481119.кл. Н 03 L 3/00, 1972. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2492491C2 (en) * 2011-09-13 2013-09-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Элпа" с опытным производством" (ОАО "НИИ "Элпа") Method of determining parameters of piezo-equipment products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1679419A1 (en) Method of determination of parameters of piezoelectric converter
Baboux et al. Interferometric measurements of transient ultrasonic fields. application to hydrophone calibration
RU2144284C1 (en) Method for calibration of reversible piezoelectric transducer and device which implements said method
SU716135A1 (en) Method of non-destructive quality control of piezoelements
SU1509756A1 (en) Method of measuring duration of pulses of periodic pulse sequence
SU1755170A1 (en) Method and device for determining radiation impedance of piezoceramic transducer
SU657334A1 (en) Autocirculation ultrasound velocity meter
SU1244581A1 (en) Device for testing electroacoustical transducers
SU857850A1 (en) Ultrasonic thickness meter
SU842567A1 (en) Ultrasonic method of multi-layer article quality control
SU1146592A1 (en) Method of measuring elastic vibration absorption coefficient
SU1229675A1 (en) Echo-pulse method of measuring coefficient of ultrasound attenuation
SU1679356A1 (en) Method for determining cavitation strength of liquid
RU2080593C1 (en) Device measuring physico-mechanical parameters of medium
SU1310712A1 (en) Method of determining coefficient of mechanical damping of piezoelectric transducers
SU987394A2 (en) Ultrasonic flow meter
SU964525A2 (en) Ultrasonic measuring device
SU1499275A1 (en) Method of measuring duration of pulses of periodic pulse sequence
SU1427225A1 (en) Method of determining internal friction of materials
SU626409A1 (en) Method of measuring electromechanical coupling factor of ultrasonic piezoelectric transducers
SU989384A1 (en) Vibration viscometer having automatic reduction of measured viscosity to predetermined temperature
SU894605A1 (en) Piezotransducer amplitude-frequency characteristic meter
SU864593A1 (en) Method of absolute graduating of acoustoelectric transducer
SU970166A1 (en) Device for registering article dynamic characteristics
SU1262443A1 (en) Method of determining delay time of non-inverting elements