Устройство для измерения резонансного и антирезонансного сопротивлений пьезокерамических резонаторов
Использование: в измерительной технике и предназначено для измерения резонансного и антирезонансного сопротивлений пьезоэлектрических резонаторов. Сущность изобретения: устройство для измерения резонансного и антирезонансного сопротивлений пьезоэлектрических резонаторов содержит избирательный усилитель, резистивный четырехполюсник с исследуемым элементом, эталонный четырехполюсник, два широкополосных усилителя, два амплитудных детектора, аналого-цифровой преобразователь, интерфейс канала общего пользования и контроллер. 2 ил.
Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения резонансного и антирезонансного сопротивлений пьезокерамических резонаторов.
Известно устройство для измерения активного сопротивления пьезоэлектрических резонаторов по ав. св. N 918892, содержащее избирательный усилитель, в цепь положительной обратной связи которого включен резистивный четырехполюсник с исследуемым резонатором, усилитель, источник напряжения задержки, источник постоянного напряжения, образцовый резистор, масштабный усилитель, вольтметр, полевой транзистор, резистор, конденсатор. Недостатком этого устройства является то, что оно не позволяет измерять антирезонансное сопротивление пьезоэлектрических резонаторов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является преобразователь активного сопротивления кварцевого резонатора, содержащий автогенератор с положительной обратной связью и исследуемым кварцевым резонатором, усилитель, амплитудный детектор, компаратор, элемент И, управляемый напряжением резистор, источник постоянного опорного напряжения, преобразователь временного интервала в цифровой код [1] Недостатком известного устройства являются: невозможность измерения антирезонансного сопротивления пьезоэлектрических резонаторов; невысокая точность преобразования активного сопротивления кварцевого резонатора в интервал времени по причине нелинейной зависимости длительности импульсов от величины активного сопротивления кварцевого резонатора; большое время преобразования. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при одновременном повышении точности измерений. Достигается это тем, что в устройство, содержащее избирательный усилитель, в цепь положительной обратной связи которого включен резистивный четырехполюсник с исследуемым пьезокерамическим резонатором, выход которого последовательно соединен с первым широкополосным усилителем, первым амплитудным детектором, введены эталонный четырехполюсник, входом соединенный с выходом избирательного усилителя, а выходом подключенный через последовательно соединенные второй широкополосный усилитель, второй амплитудный детектор к одному из входов аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого подключен к выходу первого амплитудного детектора, а выход через интерфейс канала общего пользования подключен к контроллеру. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 схемы резистивного и эталонного четырехполюсников для измерения резонансного и антирезонансного сопротивления пьезокерамических резонаторов и алгоритмы вычисления измеряемых параметров. Устройство содержит избирательный усилитель 1, в цепь положительной обратной связи которого включен резистивный четырехполюсник 2 с исследуемым пьезокерамическим резонатором 3, выходом последовательно электрически связанным с первым широкополосным усилителем 4, первым амплитудным детектором 5 и одним из входов аналого-цифрового преобразователя 6. Выход избирательного усилителя 1 также подключен к входу эталонного четырехполюсника 7, выходом последовательно соединенным со вторым широкополосным усилителем 8, вторым амплитудным детектором 9 и вторым из входов аналого-цифрового преобразователя 6, выход которого через интерфейс 10 подключен к контроллеру 11. Устройство работает следующим образом. При подключении исследуемого пьезокерамического резонатора 3 в продольную ветвь четырехполюсника 2 на выходе избирательного усилителя 1 устанавливается синусоидальный сигнал частотой, равной резонансной частоте пьезокерамического резонатора 3. Переменный сигнал поступает на вход резистивного четырехполюсника 2 и на вход эталонного четырехполюсника 7. Выходной сигнал Uх резистивного четырехполюсника 2, пропорциональный величине резонансного сопротивления Rr резонатора 3, поступает на вход широкополосного усилителя 4, а выходной сигнал Uэт четырехполюсника 7, пропорциональный величине эталонного сопротивления Rrэт, на вход идентичного широкополосного усилителя 8, детектируются детекторами 5 и 9 и поступают на соответствующие входы аналого-цифрового преобразователя 6, где амплитудные значения сигналов Ux и Uэт преобразуются в цифровой код и последовательно при подачe на вход контроллера 11 импульса запуска по каналу общего пользования через интерфейс 10 записываются в память контроллера 11 и производится вычисление резонансного сопротивления Rr по формуле, приведенной на фиг. 2. Определение антирезонансного сопротивления Rа исследуемого пьезокерамического резонатора 3 производят аналогично, при этом резонатор подключают в поперечную ветвь четырехполюсника 2, на выходе избирательного усилителя 1 устанавливается сигнал частотой, равнoй антирезонансной частоте резонатора 3, и также сигнал параллельно поступает на вход четырехполюсника 2 и на вход эталонного четырехполюсника 7, схемы которых приведены на фиг.2, а расчет величины производится по формуле 1, приведенной на фиг.2. Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет осуществлять измерение резонансных, а также антирезонансных сопротивлений путем измерения напряжений на выходах резистивного и эталонного четырехполюсников с последующим расчетом измеряемого параметра по точным математическим формулам, что позволяет наряду с расширением функциональных возможностей повысить точность измерений, при этом погрешность измерений не превышает 3%Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕЗОНАНСНОГО И АНТИРЕЗОНАНСНОГО СОПРОТИВЛЕНИЙ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ, содержащее избирательный усилитель, в цепь положительной обратной связи которого включен резистивный четырехполюсник с исследуемым элементом, выход которого последовательно соединен с первым широполосным усилителем, первым амплитудным детектором и первым входом аналого-цифрового преобразователя, отличающееся тем, что выход избирательного усилителя последовательно соединен с эталонным четырехполюсником, вторым широкополосным усилителем, вторым амплитудным детектором и вторым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого через интерфейс канала общего пользования подключен к контролеру.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Способ определения параметров пьезоэлемента // 2026563
Способ определения пьезомодулей // 1800406
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения динамического сопротивления vi частоты последовательного резонанса кварцевых резонаторов
Устройство для анализа жидкостей и газов // 1765860
Способ определения добротности колебания растяжения-сжатия по толщине пьезокерамического элемента // 1742749
Изобретение относится к радиотехнике, в частности пьезотехнике, и может быть использовано при контроле свойств и изготовлении электроакустических радиодеталей и радиокомпонентов пьезоэлектрических устройств частотной селекции
Изобретение относится к радиотехнике , в частности пьезотехнике, и может быть использовано при контроле свойств и изготовлении электроакустических радиодеталей и радиокомпо «- нентов пьезоэлектрических устройств
Устройство для контроля качества пьезокварца // 1689886
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для контроля качества пьезокварца в технологическом процессе
Изобретение относится к технической акустике и может быть использовано при изготовлении и поверке ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей
Устройство для измерения параметров пьезоэлементов в технологическом процессе изготовления // 2129284
Изобретение относится к области радиотехнических измерений и может быть использовано для прецизионного измерения двух параметров пьезоэлемета: собственной частоты и добротности в процессе изготовления радиокомпонентов, шлифования, напыления на пьезоэлектрическую подложку и других операций
Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано для определения полярности выводов пьезоэлектрических преобразователей как одиночных, так и входящих в состав многоэлементных антенных решеток, а также для определения полярности напряжения в электрических цепях
Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано для определения полярности выводов одиночных пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП) и ПЭП, входящих в состав многоэлементных антенных решеток, а также для определения полярности напряжения в электрических цепях
Изобретение относится к области проверки метрологических характеристик виброизмерительных преобразователей (датчиков) и определения возможности их дальнейшего использования без демонтажа с объекта эксплуатации
Изобретение относится к технике измерений и предназначено для измерения функций переходных процессов установления частоты и амплитуды колебаний кварцевых генераторов, а также их коэффициента неизохронности
Изобретение относится к области пьезотехники
Изобретение относится к метрологии, а именно к пьезоэлектрическим измерительным преобразователям вибрации и их калибровке. Пьезоэлектрический измерительный преобразователь вибрации с двумя пакетами пьезоэлектрических дисков, один из которых (входной) работает в режиме обратного пьезоэлектрического эффекта, что вызывает деформацию второго (выходного) пакета, работающего в режиме прямого пьезоэлектрического эффекта. Представлены также способ деформационной калибровки пьезоэлектрического преобразователя в лабораторных условиях и в условиях эксплуатации. Совместное использование двух пакетов позволяет при калибровке в лабораторных условиях определить не только коэффициент преобразования преобразователя, но также соотношение между входным напряжением, подаваемым на пакет пьезоэлектрических дисков, работающий в режиме обратного пьезоэлектрического эффекта и выходным напряжением пакета пьезоэлектрических дисков, работающих в режиме прямого пьезоэлектрического эффекта. Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных свойств преобразователя вибрации, а также позволяет проводить калибровку преобразователя в эксплуатационных условиях без его демонтажа с объекта измерения и без использования вибростенда. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к измерительной технике, предназначенной для измерения малых деформаций, в частности к емкостным дилатометрам, и может быть использовано для определения коэффициента линейного температурного расширения, пьезоэлектрического эффекта и магнитострикции. Емкостный дилатометр реализован на базе промышленного измерительного комплекса PPMS QD и содержит систему косвенных измерений линейной деформации путем измерения емкости измерительного конденсатора. Новым является то, что дилатометр снабжен дополнительными токовводами и понижающим редуктором, а также адаптирован под основной электрический разъем криостата PPMS QD для обеспечения стабилизации температуры в вакууме. Техническим результатом является обеспечение возможности измерения пьезоэлектрического эффекта и упрощение процедуры предварительной настройки натяжения мембраны. 4 ил.
