Способ определения резонансной частоты пьезопреобразователя

 

Изобретение относится к средствам ультразвуковой измерительной техники и может быть использовано при измерении параметров пьезопреобразователей как в процессе их производства , так и процессе производства ультразвуковой аппаратуры, использующей преобразователи. Для этого преобразователь возбуждают прямоугольным двухполярным симметричным импульсом тока, у которого длительность f положительной и отрицательной полуволн принимается равной у , где fo резонансная частота преобразователя. Для повышения точности определения f длительность импульса тока изменяют до достижения нулевой начальной фазы высокочастотного напряжения на пьезорезонаторе в момент окончания импульса. Резонансную «частоту определяют по формуле о 2€ 3 ил. k

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИиМСТЬНЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (1!) (5I} 4 С 01 R 29 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТНЕННЬЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗО6РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЬМ (21) 4137495/24-21 (22) 20. 10. 86 (46) 07.08.88. Бюл. У 29 (71) Каунасский политехнический институт им.Антанаса Снечкуса (72) В.А. Сукацкас, В.К. Армошка и С.В. Гражулис (53) 534.632(088.8) (56) ГОСТ 12370-80. Материалы пьеэокерамические. Методы испытаний, 1 п.4.2.3.

Авторское свидетельство СССР

В 481119, кл. Н 03 Н 3/00, 1972. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕЗОНАНСНОЙ

ЧАСТОТЫ ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к средствам ультразвуковой измерительной техники и может быть использовано при измерении параметров пьезопреобразователей как в процессе их производства, так и процессе производства ультразвуковой аппаратуры, использую" .щей преобразователи. Для этого преобразователь возбужДают прямоугольным двухполярным симметричным импульсом тока, у которого длительность положительной и отрицательной полуволн

1 принимается равной — f, где Ео резонансная частота преобразователя.

Для повьаиения точности определения

f длительность импульса тока изменяют до достижения нулевой начальной фазы высокочастотного напряжения на пьеэорезонаторе в момент окончания импульса. Резонансную частоту опреде1 лают по Тормуле fî 2 С:

1415207

Изобретение относится к средствам ультразвуковой измерительной техники и может быть полезным для измерения параметров пьезопреобразователей как в процессе их производства, так и в процессе производства ультразвуковой аппаратуры, использующей пьезопреобразователи.

Цель изобретения — увеличение точ- Щ ности.

На фиг ° 1 приведены временные диаграммы возбуждающего импульса тока а и напряжения на пьеэопреобразователе б; на фиг. 2 — векторные диаграммы, 15 поясняющие образование переменного напряжения на пьеэопреобразователе; на фиг. 3 - форма напряжения на пьеэопреобразователе при одновременном возбуждении колебаний низкочастотной 2р и высокочастотной мод.

Способ осуществляют следующим об" разом.

На пьезопреобразователь.подают двухполярный импульс тока (фиг,la)> 25 который в момент окончания t возбуж- " дает на пьезопреобразователе переменное напряжение, образование которого поясняется на фиг.2. Вектор результирующего напряжения U является суммой трех векторов U< > О „, У, соответствующих составляющим напряжения, возбуждаемым соответственно пер" вым, вторым и третьим перепадами тока (фронтами импульса) . Напряжение на пьеэопреобразователе соответствует проекции вектора на вертикальную ось> вектор вращается с угловой скоростью, определяемой частотой колебаний, возбуждаемых в преобразователе. 11усть 4О в пьезопреобразователе возбуждаются колебания только высокочастотной мо" ды с частотой f . При 2 = !/Е„ к моменту t< вектор U,=„ делает полный оборот, вектор U --„ „ - -пол-оборота. В 45 результате все три вектора оказываются коллинеарны, а напряжение на преобразователе начинается с нуля (фиг.lб, кривая 1; фиг.2а).

При 2 ь а l/f к моменту t, вектор

U делает менее оборота, 0 — менее пол-оборота. Вектор Up лежйт в IV квадранте> напряжение на пьеэопреобразователе начинается с некоторого отрицательного напряжения (фиг.1б, кривая 2; фиг. 2б) . При 2 ) 1/f к моменту t вектор Н,делает больше оборота, U< — больше пол-оборота. Вектор

U лежит в IV квадранте, напряжение на преобразователе начинается с некоторого положительного значения (фиг.1б, кривая 3; фиг.2в).

Если в преобразователе возбуждавтся паразитная низкочастотная мода колебаний с частотой Р (< fo> например радиальные колебания пластин, по ляризованных по толщине, то для такого колебания выполняется условие

2 c.eel/F потому напряжение на пьезо- преобраэователе начинается с отрицательного значения и изменяется с частотой F (фиг.2г). При наличии колебаний обоих типов напряжение на пьеэопреобразователе равно сумме напряжений высокой и низкой частот (фиг,3).

Изменяя длительность импульса 2с, добиваются нулевой начальной фазы высокочастотного напряжения. В. этом случае частота высокочастотного напряже- ния, совпадающая с частотой собственного резонанса пьезопреобраэователя, 1 определяется из соотношения f

2t

Формула изобретения

Способ определения резонансной частоты пьезопреобразователя путем возбуждения его прямоугольным двух" полярным симметричным импульсом тока, имеющим длительность положительной и отрицательной полуволн Г приблизительно равную 1/2f,> где Š— резонансная частота пьезопреобраэователя, и анализа временной зависимости электрического напряжения на пьезопреобразователе, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности, изменяют длительность импульса тока до достижения нулевой начальной фазы высокочастотного напряжения на пьеэорезонаторе в момент окончания импульса, а резонансную частоту опре"

I ределяют по формуле Е

141 5207.1415207

Составитель В.Максименко

Техред А.Кравчук Корректор М.111ароаи

Редактор Е.Папп

Заказ 3872/44

Тираж 772

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4