SU669298A1

SU669298A1 - Meter of amplitude-frequency characteristics of piezotransducers

Info

Publication number: SU669298A1
Application number: SU772476706A
Authority: SU
Inventors: Пранас-Бернардас Прано Милюс
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1977-04-18
Publication date: 1979-06-25

Description

1one

Изобретение относитс к приборостроению и может быть использовано при контроле амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) пьезоэлектрических преобразователей .The invention relates to instrumentation and can be used to control the amplitude-frequency characteristics (AFC) of piezoelectric transducers.

Известно устройство, в котором исследуемый преобразователь возбуждаетс радиоимпульсами с качающейс частотой заполнени и на экране индикатора наблюдаетс огибающа импульсов, отраженных от задней степки металлического блока 1.A device is known in which the converter under study is excited by radio pulses with an oscillating filling frequency and an envelope of pulses reflected from the rear of the metal block 1 is observed on the indicator screen.

Однако это устройство не может обеспечить автоматического измерени АЧХ исследуемых пьезопреобразователей отдельно в режимах излучени или приема.However, this device cannot provide automatic measurement of the frequency response of the piezo transducers under study separately in the modes of radiation or reception.

Известно устройство, содержащее опорный стол и щтатив, на котором укреплены керамические линзы из титаната бари 2. Применение чувствительного эле.мента, выполненного в виде бинарной системы из двух керамических линз, позвол ет получать равномерную частотную характеристику электроакустической системы. Устройство характеризуетс сложной технологией изготовлени керамических линз, кроме того оно не применимо дл исследовани АЧХ пьезопреобразователей , работающих отдел.у.ю в режимах излучени или приема в щироком диапазоне частот, поскольку диаграмма направленности керамических линз зависит от рабочей частоты.A device containing a supporting table and a bed on which ceramic lenses made of bari titanate 2 are fixed is known. The use of a sensitive element made in the form of a binary system of two ceramic lenses makes it possible to obtain a uniform frequency response of the electroacoustic system. The device is characterized by a complex technology of making ceramic lenses, besides it is not applicable to the study of the frequency response of piezoelectric transducers operating in the emission or reception modes in a wide frequency range, since the radiation pattern of ceramic lenses depends on the operating frequency.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство дл измерени АЧХ пьезоиреобразователей измеритель амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей, содержащий последовательно соединенные генератор, модул тор, схему задержки, селектор, индикатор , детектор, усилитель мощности, эталонный и исследовательский пьезопреобра зователи 3.The closest to the technical essence of the invention is a device for measuring the frequency response of piezo converters, measuring the amplitude-frequency characteristics of piezo transducers, containing series-connected generator, modulator, delay circuit, selector, indicator, detector, power amplifier, reference and research piezo transducers 3.

Целью изобретени вл етс повыщсн е точности измерени амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей в-щироком диапазоне частот.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy of the amplitude-frequency characteristics of piezo transducers in the wide frequency range.

Достигаетс это тем, что измеритель амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей снабжен цепью из последовательно соединенных щирокопо.юсного пьезоприемника , другого детектора, усилител , подключенной к управл ющему входу усилител мощности, причем исследуемый пьезопреобразователь и широкополосный шезоприемник установлены симметрично относителЕ но акустически нагруженного эталонного из.|учател акустических сигналов.This is achieved by the fact that the amplitude-frequency characteristics meter of piezoelectric transducers is equipped with a circuit from a series-connected broadband piezoelectric transducer, another detector, an amplifier connected to the control input of the power amplifier, and the piezoelectric transducer and the wide-band loop receiver are symmetrically attached. teacher of acoustic signals.

На чертеже изображена структурна схе.ма измерител АЧХ пьезопреобразователей .The drawing shows the structural scheme of the frequency response meter of piezoelectric transducers.

Измеритель АЧХ пьезонреобразователей содержит последовательно электроакустически соединенные генератор 1 электрических видеоимпульсов, модул тор 2, усилитель мощности 3, эталонный 4 и исследуемый 5 пьезонреобразователи, селектор импульсов tj, детектор 7, панорамный индикатор АЧХ 8, а также схему 9 задержки видеоимпульсов, переключатель 10 режима работы и цепь из последовательно соединенных широкополосного пьезоприе.мника 11, детектора 12, усилител 13, подключенных к управл ющему входу усилител мощности 3.The frequency response meter of the piezoelectric transducers contains a series of electrical video pulses, a modulator 2, a power amplifier 3, a reference 4 and a probe 5 under study, a pulse selector tj, a detector 7, a panoramic indicator of the frequency response 8, and the operating mode switch 9, 9 and a circuit consisting of a series-connected broadband piezoelectric generator 11, a detector 12, an amplifier 13 connected to the control input of the power amplifier 3.

Устройство работает следующим образом Выходной сигнал из индикатора АЧХ 8 поступает на модул тор 2, на выходе которого получаютс радиоимпульсы с качающейс частотой заполнени . Длительность и частоту повторени этих и.мпульсов задает импульсный генератор 1. Полученные радиоимпульсы усиливаютс в 1лирокополос11ом усилителе мощности 3 и поступают на эталонный пьезопреобразователь 4. Ультразвуковой сигнал примен етс исследуемым пьезопреобразователем 5 и через селектор импульсов 6 и детектор 7 поступает на вход индикатора АЧХ 8. Ультразвуковой сигнал из эталонного излучател 4 также постуиает на н ирокогюлосный пьезоприемник 11 и через детектор 12 и усилитель 13 поступает на унравл ющий вход усилител мощности 1 Коэффициент усилени усилител мощности 3 зависит от величины электрического сигнала, поступающего на управл ющий вход.The device operates as follows. The output signal from the frequency response indicator 8 is fed to the modulator 2, the output of which receives radio pulses with an oscillating filling frequency. The duration and repetition frequency of these impulses sets the pulse generator 1. The received radio pulses are amplified in a 1-band power amplifier 3 and are fed to a reference piezo transducer 4. The ultrasonic signal is used by the piezo transducer under study 5 and through the pulse selector 6 and the detector 7 enters the input of the AFC indicator 8. The ultrasonic signal from the reference emitter 4 is also positioned on a micro-pulley piezo receiver 11 and through the detector 12 and the amplifier 13 is fed to the control input of the power amplifier 1 oeffitsient gain power amplifier 3 depends on the magnitude of the electric signal supplied to a control input.

В частотном диапазоне X 0,1-0,8 АЧХ симметрично акустически нагруженного пьезопреобразовател , работающего в режиме излучени , вл етс линейнонарастающей, а в режиме приема - равномерной. Поэтому применение таких пьезопреобразователей в качестве эталонных возможно только в режиме приема. Дл реализации эталонного пьезоизлучател в щироком диапазоне частот используетс дополнительный широкополоснЬ )1Й пьезоприемник 11 с равномерной АЧХ, который через детектор 12 и усилитель 13 подключен к управл ющему входу усилител мощности 3. С увеличением рабочей частоты коэффициент передачи пьезопреобразовател 4 возрастает, что приводит к увеличению сигнала на управл ющем входе уси„1ител мои1.н()сти 3, а соответственно к уменьн ению коэффициента его усилени .In the frequency range X 0.1-0.8, the AFC of the symmetrically acoustically loaded piezoelectric transducer operating in the radiation mode is linearly growing, and in the reception mode it is uniform. Therefore, the use of such piezoelectric transducers as a reference is possible only in the receive mode. To implement a reference piezo emitter in a wide frequency range, an additional wideband 1 st piezoelectric receiver 11 with uniform frequency response is used, which through detector 12 and amplifier 13 is connected to the control input of power amplifier 3. With an increase in the operating frequency, the transmission coefficient of the piezo converter 4 increases, which leads to an increase in signal at the control input, you need my power 1.n (), 3, and, accordingly, to reduce its gain.

Таким образо.м реализуетс эталонный пьезопреобразователь в пироком диапазоне частот.Thus, a reference piezo transducer is implemented in the first frequency range.

В случае измерени .4ЧХ исследуемого пьезопреобразовател 5 в режиме приема переключатель И) ставитс в положение а -а и тогда пьезопреобразователь 4 используетс в качестве эталонного излучател . Если АЧХ исследуемого пьезопреобразовател 5 измер етс в режи.ме излучени , то переключатель 10 ставитс в положение б - б и эталонный пьезопреобразователь 4 примен етс в качестве приемника ультразв ка, в этом случае щирокополосный пьезоприемник 11 отключаетс . Схе.ма задержки видеоимпульсов 9 открывает селектор импульсов 6 только во врем действи первого принимаемого импульса. АЧХ исследуемых пьезонреобразователей наблюдаетс на экране индикатора АЧХ 8.In the case of measuring the .4ChX of the piezotransducer 5 under study in the receive mode, the switch I) is set to position a – a and then the piezotransducer 4 is used as a reference radiator. If the frequency response of the piezotransducer 5 under study is measured in the radiation mode, the switch 10 is set to position b - b and the reference piezotransducer 4 is used as an ultrasound receiver, in which case the wideband piezo receiver 11 is turned off. The delay circuit of video pulses 9 opens the pulse selector 6 only during the action of the first received pulse. The frequency response of the piezoelectric transducers under investigation is observed on the display of the frequency response indicator 8.

20Использование новых элементов - широкополосного пьезоприемника, детектора и усилител повышаетс точность измерени АЧХ пьезопреобразователей в пшроком диапазоне частот. В результате этого, расщи2J р етс область применени измерител АЧХ ультразвуковых пьезопреобразователей.20Using new elements — a wideband piezo receiver, a detector and an amplifier — improves the accuracy of measuring the frequency response of piezo transducers in a wide frequency range. As a result, the application area of the ultrasonic piezo transducer frequency response meter is expanded.

Claims

1. Gericke O. R. Experimental transducer frequency-ultrasonic transducer frequency-spJ se. Materials evaluation, 1966, No. 8,

2. USSR author's certificate number 163448, cl. G 01 L 1/00, 1962.

3. Authors certificate of the USSR, NO 505133, cl. H 04 17/00, 1974.

D

BUT