Цифровой измеритель коэффициента электромеханической связи пьезопреобразователей

 

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КО ЭФФИЦИЕНТА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СВЯЗИ ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ , содержащий последовательно включен ные генератор тактовых импульсов, генератор качающейся частоты и частотомер, последовательно включенные четырехполюсник с исследуемым пьезопреобразователем , вход которого соединен с выходом генератора качающейся частоты, и амплитудный детектор, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности измерений коэффициента электромеханической связи преобразователей, он снабжен последовательно соединенными дифференцирующим каскадом, вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и триггером Шмитта, выход которого подключен к входу «Внешний запуск частотомера , и вычислителем, информационные в.ходы которого подключены к выходу частотомера , а вход «Сброс соединен с вторым В1)1ходом генератора тактовых импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3648349/25-28 (22) 29.09.83 (46) 15.07.85. Бюл. № 26 (72) П.-Б. П. Милюс (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (53) 620.179.16(088.8) (56) . Домаркас В. И, Кажис P:-И. Б., Контрольно-измерительные пьезоэлектрические преобразователи. Вильнюс. «Минтис», 1975, с. 27 — 30.

2. Глозман И. А., Пьезокерамика. М., «Энергия», 1972, с. 61,67 (прототип). (54) (57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КОЭФФИЦИЕНТА ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОИ" СВЯЗИ ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащий последовательно включенные генератор тактовых импульсов, генера„,Я(.) „„1167759 А

4(51) Н 04 R 29/00; G 01 К 29/22 тор качающейся частоты и частотомер, последовательно включенные четырехполюсник с исследуемым пьезопреобразователем, вход которого соединен с выходом генератора качающейся частоты, и амплитудный детектор, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности измерений коэффициента электромеханической связи преобразователей, он снабжен последовательно соединенными дифференцирующим каскадом, вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, н триггером Шмитта, выход которого подключен к входу «Внешний запуск» частотомера, и вычислителем, информационные входы которого подключены к выходу частотомера, а вход «Сброс» соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов.

1167759 генератора качающейся частоты, и амплитудный детектор, в котором по измеренным частотам максимума и минимума модуля входного электрического импеданса рассчитывается коэффициент электромеханической связи (2).

Недостатком известных устройств является низкая производительность измере30 ний, так как отсутствует автоматизация процесса последних.

Цель изобретения — повышение производительности измерений коэффициента электромеханической связи преобразователей.

Поставленная цель достигается тем, что цифровой измеритель коэффициента электромеханической связи пьезопреобразователей, содержащий последовательно включенные генератор тактовых импульсов, гене35

40 ратор качающейся частоты и частотомер, последовательно включенные четырехполюсник с исследуемым преобразователем, вход которого содинен с выходом генератора качающейся частоты, и амплитудный детектор снабжен последовательно соединенными дифференцирующим каскадом, вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, и триггером Шмитта, выход которого подключен к входу «Внешний за45

50 пуск», частотомера, и вычислителем, информационные входы которого подключены к выходу частотомера, а вход «Сброс» соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов.

На фиг. 1 представлена структурная схема цифрового измерителя коэффициента

1

Изобретение относится к испытаниям пьезоэлектрических преобразователей и может быть использовано при создании гидроакустических антенн и датчиков для ультразвуковых дефектоскопов.

Известно устроиство для определения коэффициента электромеханической связи пьезопреобразователей, содержащее перестраиваемый генератор электрических сигналов, индикатор напряжения, частотомер и исследуемый пьезоэлемент. При возбужде- 10 нии последнего переменным напряжением с помощью индикатора измеряются резонансная и антирезонансная частоты, по значениям которых с помощью специальных номограмм определяется коэффициент элек15 тромеханической связи исследуемого пьезоэлемента (1) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является измеритель коэффициента электромеханической связи пьезопреобразователей содержащий последовательно включенные генератор тактовых импульсов, генератор качающейся частоты и частотомер, последовательно включенные четырехполюсник с исследуемым пьезопреобразова25 телем, вход которого соединен с выходом электромеханической связи пьезопреобразователей; на фиг. 2 — временные диаграм. мы, поясняющие принцип его действия.

Цифровой измеритель коэффициента элек тромеханической связи пьезопреобразователей содержит последовательно включенные генератор 1 тактовых импульсов, генератор 2 качающейся частоты и частотомер 3, последовательно включенные четырехполюсник 4 с исследуемым пьезопреобразователем, вход которого соединен с выходом генератора 2 качающейся частоты, амплитудный детектор 5, дефференцирующий каскад 6 и триггер 7 Шмитта, выход которого подключен к входу «Внешний запуск» частотомера 3, и вычислитель 8, информационные входы которого подключены к выходу частотомера 3, а вход «Сброс» соединен с вторым выходом генератора 1 тактовых импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с периодом повторения T c выхода генератора 1 тактовых импульсов запускают генератор 2 качающейся частоты, на выходе которого меняется частота сигнала от fq до fq (фиг. 2.9).

Сигнал с качающейся частотой поступает одновременно на четырехполюсник 4 с исследуемым пьезопреобразователем и частотомер 3.

Амплитудный детектор 5 выделяет огибающую напряжения выходного сигнала четырехполюсника 4, форма которого представляет частотную зависимость электрического импеданса (фиг. 2.,10) исследуемого преобразователя. Напряжение с выхода амплитудного детектора 5 дифференцируется в дифференцирующем каскаде 6, на выходе которого в моменты времени ti u tz происходит переход напряжения через нуль. Это соответствует минимуму и максимуму электрического импеданса исследуемого преоб разователя (точки а и б на фиг. 2.10).

По напряжению с выхода дифференцирующего каскада 6 триггер 7 Шмитта вырабатывает короткие импульсы (фиг. 2.11) в моменты времени t и t, которые подаются на вход «Внешний запуск» частотомера 3.

По импульсу в момент времени tq частотомер 3 измеряет и выдает информацию о резонансной частоте 1рисследуемого преобразователя, а по импульсу в момент времени tq об антирезонансной частоте (фиг. 2.9).

Измеренные значения частот ft, и f,â виде кода поступают на вычислитель 8 коэффициента электромеханиче кий связи К исследуемого преобразователя. Вычисления производятся по алгоритму К р

1+0>4 - 4-Ь

Перевод вычислителя 8 в исходное состояние и подготовка его к повторному автоматическому измерению осуществляется импульсами с периодом Т, поступающим на

1167759

3 вход «Сброс», с второго выхода генератора

1 тактовых импульсов. з

zax

Составитель В. Белозеров

Редактор Т. Митейко Техред И. Верес Корректор О. Тигор

Заказ 4446/55 3 краж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемое изобретение значительно повышает производительность измерителя

4 оэффициента электромеханической связи а счет автоматизации процесса измерений и вычислений, что позволяет широко применять его при серийном производстве для контроля параметров пьезоэлементов.