Способ измерения армирующего напряжения пакетного пьезокерамического преобразователя

 

Изобретение Относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения армирующих напряжений и усилий электроакустических преобразователей, работающих в условиях интенсивных циклических нагрузок о Цель изобретения - повышение точности (достоверности) измерения армирующих усилий в преобразователе без его разборки Способ заключается в возбуждении циклических колебаний преобразователя путем подачи на его электроды плавно увеличивающегося напряжения с частотой, равной резонансной частоте преобразователя , измерении величины механических напряжений преобразователя при максимальной амплитуде его циклических колебаний и величины удельной энергии UW, рассеянной за цикл колебаний, при этом величину армирующего напряжения определяют равной величине Са в точке перегиба функциональной зависимости (G.) Кроме того, в преобразователе может быть дополнительно создано механическое напряжение величиной порядка предела выносливости материала преобразователя путем подачи на его электроды постоянного электрического напряжения о 1 ЗоПо ф-лы, 2 ил„ 5 (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1633527

А1

Ц1)5 Н 04 К 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4274799/10 (22) 09.06.87 (46) 07.03.91. Бил. Р 9 (71) Институт проблем прочности

AH УССР (72) Г.Г.Писаренко и В.К.Хаустов (53) 534. 232 (088. 8) (56) Материалы пьезокерамические.

Методы испытаний. ГОСТ 12370-72, М.:

Госкомитет стандартов, с.17-18.

Авторское свидетельство СССР

У 1185659, кл, Н 04 R 29/00, 1979, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АРМИРУНЦЕГО

НАПРЯЖЕНИЯ ПАКЕТНОГО ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения армиру" ющих напряжений и усилий электроакустических преобразователей, работающих в условиях интенсивных циклических нагрузок. Цель изобретения — повьппение точности (достоверности) изИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения армирующих напряжений и усилий электроакустических преобразователей, работающих в условиях интенсивных циклических нагрузок.

Цель изобретения — повьппение точ" ности (достоверности) измерения армирующих усилий в преобразователе беэ его разборки., На фиг„1 представлена функциональная зависимость, получаемая в ремерения армирующих усилий в преобразователе беэ его разборки. Способ заключается в возбуждении циклических колебаний преобразователя путем подачи на его электроды плавно увеличивающегося напряжения с частотой, равной резонансной частоте преобразователя, измерении величины механических напряжений преобразователя при максимальной амплитуде его циклических колебаний и величины удельной энергии 6Ws рассеянной эа цикл колебаний, при этом величину армирующего напряжения определяют равной величине Gz в точке перегиба функциональной зависимости 5 И(5 )o Kpo ме того, в преобразователе может быть дополнительно создано механическое напряжение величиной порядка предела выносливости материала преобразователя путем подачи на его электроды постоянного электрического напряжения, 1 з.п. ф-лы, 2 ил„ зультате осуществления способа; на

К) фиг.2 — блок-схема устройства, ре- 3 ализующего способ.

Реализация способа поясняется на примере устройства, в котором исследуемый преобразователь 1 подключен своей первой клеммой (электродом) к первому входу блока 2 измерения удельной рассеянной за цикл . нергии, к выходу генератора 3 элекlðè÷åñêèõ гармонических сигналов и к пер му входу блока 4 управления и и к ерения механических циклически: иаир .ний. При

1633527 этом преобразователь 1 оптически связан с вторым входом блока 4 управления и измерения механических напряжений, первый вход которого соединен

5 с входом Х графопостроителя 5, вход

Y которого соединен с выходом блока

2, а выход — с входом анализатора 6 нелинейности, Вторая клемма преобразователя 1 соединена с вторым входом блока 2, Способ осуществляют следующим образом.

По команде блока 4 управления и измерения с выхода генератора 3 на первую клемму преобразователя 1 подают минимальное электрическое гармоническое напряжение с резонансной частотой преобразователя, которое создает в преобразователе 1 механи- 20 ческое напряжение 5а, соответствующее условиям сжатия. При этом с помощью блоков 2 и 4 измеряют рассеяние энергии gW при существующем в преобразователе 1 циклическом на- 25 пряжении (7 . Затем с блока 4 управления и измерения механических циклических напряжений на вход с генератора 3 подают линейно возрастающее электрическое напряжение, получая при этом на его выходе высокое монотонно возрастающее переменное напряжение с резонансной частотой преобразователя 1 в котором развиваются циклические напряжения с максимальнои амплитудои G . С помощью блока

2 измеряют gW и оценивают соответст" вующие изменения удельной рассеиваемой за цикл колебаний энергии, а с помощью блока 4 опредяют существу- 40 ющие в преобразователе циклические механические напряжения 6,! и на вход Х графопостроителя 5 подают сигнал, соответствующий величине 6 а на вход Y — - сигнал,, соответствую- 45 щий величине gW. В результате этого графопостроитель строит на своем выходе зависимость ДИ от G, по которой с помощью анализатора б сте" пени нелинейности определяют точку

50 перегиба функциональной зависимости

ДИ(Сд) по изменению степени ее нелинейности, что соответствует переходу материала пьезоэлемента от сжа тия к растяжению. Это напряжение и соответствует напряжению армирования преобразова1еля. На этом испытания заканчивают.

Возможно также дополнительное приложение постоянного электрического напряжения к электродам преобразователя, создавая в нем растягивающее механическое напряжение армирования. Поскольку напряжение армирования соизмеримо с пределом выносливости 5 материала пьезоэлементов, то механическое растягивающее напряжение также соизмеримо с Q формула изобретения

1. Способ измерения армирующего напряжения пакетного пьезокерамического преобразователя, заключающийся в возбуждении циклических колебаний преобразователя путем подачи на его электроды плавно увеличивающегося переменного электрического напряжения с частотой, равной резонансной частоте преобразователя, и измерении его электроакустических параметров, по которым определяют величину армирующего напряжения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повыщения достоверности измерения армирующих напряжений в преобразователе без его разборки, в нем измеряют ве" личину механических напряжений (7ц преобразователя при максимальной амплитуде его циклических колебаний и величину удельной энергии ДИ, рассеянной за цикл колебаний, а величи-: ну армирующего напряжения определяют равной величине Qä в точке перегиба функциональной зависимости ДИ(бц).

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в преобразователе дополнительно создают растягивающее механическое напряжение величиной порядка предела выносливости материала преобразователя путем подачи на его электроды постоянного электрического напряжения.

)633527

f5

ФЛу

10 15 ГО Г5

gluz.1

Фиг.2

Составитель Н.Кацовская

Техред Л.Олийнык Корректор 0 Кравцова редактор И.Шмакова, Заказ 624 Тирак 3.80 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, ФЬсква, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101