SU415608A1 - - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области фазоизмерительной техники.

Известны фазометры с компенсационным измерением, которые имеют достаточно высокую точность, .но рабочие частоты которых не превышают 100-500 кГц.

Дл  иовышени  |рабочей частоты фазометра «а частоты свыше 5 Мгц и упрощени  конструкции предлагаемый выполнен в виде звуконровода из пьезоактивного материала , на который нанесены входные преобразователи первого и второго каналов, один под другим, и выходной многоэлементный прео разователь , состо щий из отдельных пачек, электроды которых, расположенные в нервом и втором канале, имеют смещени  относительно друг друга, мен ющиес  от пачки к пачке вдоль длины выходного преобразовател .

Фазометр использует компенсационный метод измерени , причем комленсаци  разности фаз входных импульсных сигналов нроизводитс  в выходном преобразователе энергии электромагнитных колебаний в энергию ультразвуковой поверхностной волны (УПВ) за счет соответствующего расположени  электродов . Использование фазометра на УПВ позволило измер ть фазовый сдвиг импульсных сигналов, повысить рабочую частоту и упрости1ъ конструкцию фазометра. Кроме того, дл 

изготовлени  такнх устройств можно использовать обычную технологию фотолитографии, примен емую в производстве интегральных схем.

На чертеже приведена конструкци  описываемого фазометра, содержащего звуконровод из пьезоактивного материала, звукопоглощаюнд ,ее покрытие 2, входной преобразователь УПВ 3 первого канала, выходной многоэлементный преобразователь УПВ 4, звукопоглощающее покрытие 5, входной преобразователь УПВ 6 второго канала.

На полированную поверхность звуконровода 1 из пьезоактивного материала нанесены

два входных преобразовател  УПВ 3 п 4 первого « второго каналов п выходно многоэлементный преобразователь 4. Дл  устранени  отражени  от торцов звукопровода ультразвуковых новерхностных волн нанос т звукопоглощающие покрыти  2 и 5.

На входные преобразователи 3 и 6 первого и второго каналов подаютс  сдвинутые но фазе радиоимпульсы. Будем считать, что первый канал фазометра на чертеже  вл етс  верхним , а второй - нижним. Выходной преобразователь 4 представл ет собой систему электродов , составленную из отдельных равномерных решеток (пачек), аналогичных входным преобразовател м, причем в нижпем канале

в каждой начкс электроды смещены относительно верхних. Этот сдвиг .мен етс  от пачки к пачке. Электроды первой Б приемном (выходном) преОбразователе 4 смещены в нервом и втором каналах на половину длины

ультразвуковой поверхностной волны )

2 /

относительно друг друга. Это соответствует фазовому сдвигу, равному 180°. Далее сдвиг в расположении электродов в последующих пачках уменьшаетс . В средней пачке выходного преобразовател  смещение в расположении электродов отсутствует, что соответствует нулевому фазовому сдвигу. Затем электроды в последующих пачках сдвигаютс  от пачки к пачке в противоположную сторону и ,в последней пачке выходного преобразовател  элекЧ10В

троды смещены на

, что соответствует

фазовому сдвигу, равному 180°, но со знаком «-. Электрически все лачки соединены между собой. Таким образом в выходном преобразователе от пачки к лачке измен етс  пространственный сдвиг в расположении электродов в верхней и нижней части преобразовател  от -|- . Изменение смеще 2 ,

ни  в каждой пачке, относительно предыдущей определ етс  как

д; Jno,

N -

где: N - число пачек выходного преобразовател ;

/VnoB - длина ультразвуковой поверхностной волны.

Такое смещение электродов соответствует фазовому сдвигу

А360°

Af --Л - 1

Предположим, что фазовый сдвиг импульса во втором канале относительно импульса в первом равен 180°. Тогда после входных преобразователей будут распростран тьс  два упругих ультразвуковых импульса, также имеющих фазовый сдвиг равный 180°. Электроды первой пачки выходного преобразовател  будут принимать ультразвуковые колебани , распростран ющиес  в верхней и нижней части звукопровода, и так как смещение электродов в верхней и нижней части первой пачки выходного преобразовател  равно

и соответствует фазовому набегу равному 180°, то сигнал, снимаемый с первой пачки, будет максимален , так как упругие колебани  будут

возбуждать электроды первой пачки выходного преобразовател  в фазе. Сигнал, снимаемый со средней пачки выходного преобразовател , будет равен О, так как электроды этой пачки в верхней и нижней части звукопровода

синфазны, а упругие колебани , возбуждающие эти электроды, будут приходить в противофазе , и при электрическом суммировании сигналы взаимно скомпенсируют друг друга. Так как в последней пачке смещение электродов , как уже было показано, соответствует фазовому сдвигу, равному 180°, то сигнал, снимаемый с этой начки, будет макси.мален и равен электрическому сигналу, снимаемому с первой пачки выходного лреобразовател .

Амплитуды сигналов, снимаемых с промежуточных пачек выходного преобразовател , будут измен тьс  от максимального значени  до нул  IB соответствии с фазовыми набегами, заложенными в смещении нижних электродов

относительно верхних в каждой лачке.

Предмет изобретени 

Фазометр, построенный по принципу компенсационного измерени  разности фаз, отличающийс  тем, что, с целью повышени  рабочей частоты фазометра на частоты свыше 5 МГц и упрощени  конструкции, он выполнен в виде звукопровода, на который нанесены входные преобразователи первого и второго каналов, один под другим, и выходной многоэлементный преобразователь, состо щий из отдельных пачек, электроды которых, расположенные в первом и втором канале, имеют смещени  относительно друг друга, мен ющиес  от пачки к пачке вдоль линии выходного преобразовател .