SU989327A1

SU989327A1 - Device for measuring parameters of oscillation influence on a medium

Info

Publication number: SU989327A1
Application number: SU813311662A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Донской; Олег Константинович Келлер; Георгий Сергеевич Кратыш; Петр Петрович Червинский
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.Калинина М.И.
Priority date: 1981-06-29
Filing date: 1981-06-29
Publication date: 1983-01-15

Description

Изобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, гидролокации и медицине.The invention relates to ultrasonic measuring equipment and can be used in various fields of engineering, sonar and medicine.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения параметров колебательного воздействия на среду, содержащее генератор, соединенный с ним электроакустический преобразователь и регистрирующий прибор [1].Closest to the proposed is a device for measuring the parameters of the oscillatory effect on the medium, containing a generator, an electro-acoustic transducer connected to it and a recording device [1].

Недостатком устройства является то, что погрешность измерений зависит от колебательного ускорения в — точке крепления преобразователя, поэтому устройство не позволяет измерять силу непосредственно в точке ее приложения, устройство не пригодно для измерений в жидкостях.The disadvantage of this device is that the measurement error depends on the vibrational acceleration at the attachment point of the transducer, therefore the device does not allow measuring the force directly at the point of application, the device is not suitable for measurements in liquids.

Цель изобретения - повышения точности измерений.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measurements.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения параметров колебательного воздействия на среду, содержащее генератор, соединенный с ним электроакустический преобразователь и регистрирующий прибор, снабжено подключенной к общей точке генератора и электроакус10 тического преобразователя схемой компенсации потоку электрической составляющей сопротивления электроакустического преобразователя, подключенным к этой схеме первым входом дифференциальным блоком, второй вход которого соединен со вторым полюсом генератора, третий вход - со своим вторым выходом и с вторым полюсом электроакустического преобразователя, делителем напряжения, включенным между общей точкой генератора и электроакустического преобразователя и третьим входом дифференциального блока, и схемой компенсации по напряжению механической составляющей сопротивления электроакустического преобразователя, включенной между выходами дифференциального блока, а perистратирующий прибор включен между средней точкой делителя напряжения и превым выходом дифференциального блока.This goal is achieved in that the device for measuring the parameters of the oscillatory effect on the medium, containing the generator, the electro-acoustic transducer connected to it and the recording device, is equipped with a circuit for compensating the flow of the electrical component of the resistance of the electro-acoustic transducer connected to this circuit, connected to a common point of the generator and the electro-acoustic transducer the first input of the differential unit, the second input of which is connected to the second pole of the generator, t third input - with its second output and with the second pole of the electro-acoustic transducer, a voltage divider connected between the common point of the generator and the electro-acoustic transducer and the third input of the differential block, and the voltage compensation circuit of the mechanical component of the resistance of the electro-acoustic transducer connected between the outputs of the differential block, and the the device is connected between the midpoint of the voltage divider and the first output of the differential unit.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства^ на фиг. 2 пример выполнения принципиальной схемы.In FIG. 1 is a block diagram of a device ^ in FIG. 2 example of the implementation of the concept.

Устройство содержит генератор 1, соединенный с ним электроакустический преобразователь 2 и регистрирую989327 щий прибор 3. К общей точке генератора 1 и электроакустического преобразователя 2 подключена схема 4 компенсации по току электрической составляющей сопротивления электроакустического преобразователя 2 и 5 делитель 5 напряжения, общая точка двухполюсников б и 7 которого соединена с регистрирующим прибором 3.The device comprises a generator 1, an electro-acoustic transducer 2 connected to it, and a recording device 989327 3. A current compensation circuit 4 of the electric component of the resistance of the electro-acoustic transducer 2 and 5 voltage divider 5 is connected to a common point of the generator 1 and electro-acoustic transducer 2, a common point of bipolar terminals b and 7 which is connected to the recording device 3.

Схема 4 компенсации по току электрической составляющей сопротивле- ю ния преобразователя 2 соединена с первым входом 8 дифференциального блока 9, второй вход 10 которого сое динен со вторым полюсом генератора 1, третий вход 11 дифференциального блока 9 соединен со вторым его выходом 12, вторым полюсом электроакустического преобразователя'2 и вторым двухполюсником 7 делителя 5 напряжения. Схема 13 компенсации по напряже-„ нию механической составляющей сопротивления электроакустического преоб^ разователя 2 включена между первым 14 и вторым 12 выходами дифференци ального блока 9, а второй вход регистрирующего прибора 3 подключен к пер- * вому выходу 14 дифференциального блонах) и напряжением на сопротивлении 2(Ж(в вольтах Определяется из соотношенияThe current compensation circuit 4 of the electrical component of the resistance of the transducer 2 is connected to the first input 8 of the differential unit 9, the second input 10 of which is connected to the second pole of the generator 1, the third input 11 of the differential unit 9 is connected to its second output 12, the second pole of the electroacoustic Converter'2 and the second two-terminal 7 voltage divider 5. The compensation circuit 13 for the voltage of the mechanical component of the resistance of the electro-acoustic transducer 2 is connected between the first 14 and second 12 outputs of the differential unit 9, and the second input of the recording device 3 is connected to the first output * 14 of the differential block) and the voltage at the resistance 2 (W (in volts) Determined from the ratio

V - где F механическая сила;V - where F is the mechanical force;

Ό - электрическое напряжение;.Ό - electrical voltage ;.

|_р- ток в ветви 2μ-Zq на фиг. 2,’| _p is the current in the branch 2μ-Zq in FIG. 2, '

V - колебательная скорость.V is the vibrational velocity.

Для градуировки прибора вычисляют N, пользуясь показаниями амперметра А, измеряющего токс учетом 'соотношения ¹М* 'м* *Тр, а скорость V определяют известным путем(микроскопом, виброметром).To calibrate the instrument, N is calculated using the readings of ammeter A measuring the tox taking into account the ' ¹ M *' m * * Tr ratio, and the speed V is determined in a known manner (microscope, vibrometer).

Использование устройства позволяет повысить точность измерений и 'применять как пьезоэлектрические, так и магнитострикционные преобразователи с сосредоточенной и распределенной поверхностью.Using the device allows to increase the accuracy of measurements and to apply both piezoelectric and magnetostrictive transducers with a concentrated and distributed surface.

Claims

Device 3. The common current of the generator 1 and the electroacoustic converter 2 is connected to the current compensation circuit 4 of the electrical component of the electroacoustic converter 2 and voltage divider 5, the common point of the two-terminal b and 7 of which is connected to the recording device 3. Current compensation circuit 4 the electrical component of the resistance of the converter 2 is connected to the first input 8 of the differential unit 9, the second input 10 of which is connected to the second pole of the generator 1, the third input 11 of the differential unit 9 is connected to its second output 12, the second pole of the electroacoustic transducer 2, and the second two-terminal 7 divider 5, for example. The compensation circuit 13 for the voltage of the mechanical component of the resistance of the electroacoustic converter 2 is connected between the first 14 and second 12 outputs of the differential unit 9, and the second input of the recording device 3 is connected to the first output 14 of the differential unit. The device (FIG. 2) operates as follows. The differential unit 9 is made in the form of a differential transformer. Bipolar circuit 2. current compensates the electrical part of the resistance 7 9 of the electroacoustic converter 2, the equivalent circuit of which consists of the bipolar compensation circuit zjw for the voltage of the mechanical component Z of the resistance of the electroacoustic converter

2. The readings of the voltmeter V are proportional to the mechanical 1sile1p developed by the electro-acoustic transducer 2 under the action of the signal from the generator 1, if the parameter values (Fig. 2) satisfy the relation Zj / Zg Xb-f / v // L m WT: - v. - -H divider divider 5 ratio, consisting of two-pole 2-4 and 2o b. (B. W, "7f - - 1m 1 transform factor; i.Wi.V the number of turns in the corresponding windings of the differential transformer. the proportionality N between the mechanical force (in newtons) and the voltage at the contiguity iQtC in volts) is determined from the ratio Nl-, where F is the mechanical force U is the electric voltage. and about the 2dc-ZQ branch in FIG. 2, V - oscillatory speed. The calibration value of the instrument is calculated by N, using the indications of an ammeter A measuring the current iji, taking into account the ratio, and the velocity V is determined by a known path (microscope, vibrometer). The use of the device allows one to increase the measurement accuracy and apply both piezoelectric and magnetostrictive transducers with a concentrated and distributed surface. Apparatus of the Invention A device for measuring parameters of an oscillating effect on a medium, comprising a generator, an electroacoustic transducer connected to it and a device registering, characterized in that, in order to improve measurement accuracy, it is equipped with an electrical current compensation circuit connected to a common point of the generator and an electroacoustic transducer. the component of the resistance of the electroacoustic converter connected to this circuit by the first input of the differential unit, the second input which is connected to the second pole of the generator, the third input to its second output and to the second pole of the electroacoustic converter, a voltage divider connected between the common point of the generator and the electroacoustic converter and the third input of the differential unit, and the voltage compensation circuit of the mechanical component of the electroacoustic a converter connected between the outputs of the differential unit, and a registering device connected between the midpoint of the voltage divider and the first m differentsisshnogo output unit. Sources of information taken into account in the examination of 1, -Davidenko L.A. Express measurement of power, ultrasound. C6. Acoustics and Ultrasound Technician, vol.

3 .. Kiev, 1968, p. 58-64 (prototype).

K 1en (ator