Способ определения параметров пьезопреобразователя

 

Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано при изготовлении и поверке ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей. Цель изобретения - повышение точности контроля параметров пьезопреобразователя. Способ заключается в возбуждении пьезопреобразователя двухполярным импульсом тока и измерении максимального за время действия возбуждающего импульса напряжения Doна пьезопреобразователе, а также амплитуд Ui, U2, Ua трех первых полуволн напряжения на преобразователе после окончания возбуждающего импульса и определении параметров пьезопреобразователя по формулам , приведенным в описании изобретения . Благодаря использованию синусоидальной фермы возбуждающего импульса исключается ошибка, вызванная длительностью его фронта у прототипа, а также уменьшается ширина спектра измеряемого на преобразователе напряжения, что позволяет применить более точные измерительные приборы. 3 ил. W Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 (s()s G 01. R 29/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01 КРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

° °

° » ч, (21) 4767591/21 (22) 16.10.89 (46) 23.09.91. Бюл. В 35 (71) Каунасский политехнический институт им. А.Снечкуса (72) В.А.Сукацкас, В.К.Армошка и 3.В,Станкявичюс (53) 537.2.228.1(088.8) (56) Материалы пьеэокерамические, Методы испытаний, ГОСТ 12370-80, и. 7, с. 7.

Авторское свидетельство СССР

%481119, кл. Н 031 3/00, 1972. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано при изготовлении и поверке ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей.

Цель изобретения — повышение точности

Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано при изготовлении и поверке ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей.

Цель изобретения — повышение точности контроля параметров пьезопреобрвэователя.

На фиг.1 и 2 приведены графики, поясняющие предлагаемый способ; на фиг.3— структурная схема устройства, реализующего способ.

Способ контроля параметров пьезопреобраэователя заключается в следующем. От генератора электрических сигналов на пьезопреобраэователь подают импульс тока, имеющий форму одного периода синусоиды

„„ „„1679419 А1 контроля параметров пьезопреобразователя. Способ заключается в возбуждении пьеэопреобразователя двухполярным импульсом тока и измерении максимальноfo за время действия возбуждающего импульса напряжения 0 на пьезопреобразователе, а также амплитуд

Ui, Uz, 03 трех первых полуволн напряжения на преобразователе после окончания возбуждающего импульса и определении параметров пьезопреобразователя по формулам, приведенным в описании изобретения, Благодаря использованию синусоидальной формы возбуждающего импульса исключается ошибка, вызванная длительностью его фронта у прототипа, а также уменьшается ширина спектра измеряемого на преобразователе напряжения, что позволяет применить более точные измерительные приборы, 3 ил. (фиг.1а), длительность которого равна периоду собственных колебаний пьеэопреобра- О зователя. ф

На обкладках преобразователя в течение длительности импульса тока образуется К;) косинусоидальное напряжение (интеграл тока на физической емкости преооразоаате- ) и ля). По окончании входного импульса про-,; должаются свободные собственные колебания преобразователя и возбуждается синусоидал ьное затухающее напряжение (фиг.1 б), амплитуда которого убывает по закону е . Измеряют максимальное напряжение Uo на преобразователе во время действия возбуждающего импульса и амплитуды 01, 02. 03трех первых полуволн сво1679419 бодных колебаний напряжения на преобразователе, по которым определяют параметры пьезопреобразователя. Коэффициент электромеханической связи К определяют по формуле

К= " (1 -A)

01

Up+0)

При небольшом затухании за период собственных колебаний То

01Û 012 (1 +дт,) где дТΠ— затухание за период собственных колебаний

U12=01 02, U32= I 02 I - I 03 !.

Поправка Л, которая учитывает отличие возбуждающего импульса от прямоугольного меандра, численно рассчитана для значений коэффициента электромеханической связи К в пределах 0,1-0,65 и д Òo=0-0,8 и в виде семейства кривых изображена на фиг.2. Преобразователи с параметрами, выходящими за указанные пределы, практически не встречаются. Она также аппроксимируется выражением

+0,01-дТ. 0,055, где

0,017

14 И

Емкость преобразователя С можно получить, измерив экстремальное напряжение

0» для случая, когда вместо пьезопреобразователя включен эталонный конденсатор с емкостью Сэ.

С

0о

Увеличение точности при контроле параметров пьезопреобразователя достигается, во-первых, за счет того, что при использовании синусоидального возбуждающего импульса отсутствует присущая прототипу ошибка, вызванная конечной длительностью фронта возбуждающего импульса, во-вторых, синусоидальный возбуждающий импульс .имеет более узкий частотный спектр, что позволяет использовать более точную измерительную аппаратуру

Напряжение генератора 1 синусоидальных колебаний (фиг.3) подключают на вход логической схемы 2. Последняя пропускает на выход одиночные периоды синусоидаль5 ного напряжения, между которыми имеются паузы во много раз большей длительности (такой, что затухающие свободные колебания полностью прекращаются), Вырезанный импульс подают на усилитель 3 тока. В

10 держатель 4 включают или вставляют исследуемый пьезопреобразователь 5. Реакцию, . т.е. напряжение на пьезопреобразователе, наблюдают и измеряют с помощью осциллографа 6.

15 Формула изобретения

Способ определения параметров пьезопреобразователя, заключающийся в подаче на него двухполярного возбуждающего импульса тока с длительностью каждой пол20 уволны Tp/2, где Tp — период собственных колебаний пьезопреобразователя, и измерении на пьезопреобразователе максимального значения напряжения 0О во время действия возбуждающего импульса, а также

25 амплитудных значений 01, U2, 03 трех первых полуволн напряжения на пьезопреобразователе после окончания возбуждающего импульса, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, возбуждающий

30 импульс тока имеет синусоидальную форму

1 = Т, зЬ при 0 t To, а коэффици2л

То ент электромеханической связи К и коэффициент затухания д определяют по

35 формулам к= 5т, р-л ;

0. +01

40 д =у - (— — 1), 4 012 о 032 где 012=01-02; 032= I 02"03(;

01 = (1+дт.);

01г

А= ((0,68 — М) К+О,OI — дТ, 0,055, 0,017

50 д4 дТΠ— затухание за период.

1б79419

Редактор Н.Тупица

Заказ 3212 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

go/

Составитель В.Максименко

Техред М.Моргентал Корректор Q.Ципле