Устройство для измерения частотрезонанса и антирезонанса пьезо-элементов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТВЛЬСТВУ

I (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл

G 01 R 23/12 (22) Заявлено 190279 (2! ) 2725955/18-21 с присоединением заявки йо (23) Приоритет

Опубликовано 230381. Бюллетень N9 11

Дата опубликования описания 230381

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий. (53) УДХ 6 21. 317. .761(088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Скобельцин и Р. М. Люминарскнй (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ РЕЗОНАНСА

И ЛНТИРЕЗОНАНСА ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и предназначено для использования- в радиотехнической аппаратуре, в частности в радиоиэмерительных приборах.

Известно устройство для измерения резонансной и антирезонансной частот пьезоэлементов,содержащее автогенератор с элементом перестройки частоты, эмиттерный повторитель, реэистнвный четырехполюсннк с испытуемым пьезоэлементом, дискретный фазовращатель, два широкополосных усилителя, балансный фазовый детектор, усилитель постоянного тока j1) . т5

Недостатками устройства являются его сложность, связанная с введением двух широкополюсных усилителей, усилителя постоянного тока и эмиттерного повторителя, а также низкая 20 точность измерения эа счет измерительных фазовых сдвигов в указанных схемах и невозможность измерения антирезонансной частоты пьезоэлемен-: тов.

Известно также устройство для измерения резонансной и антиртезонансной частот пьезоэлементов, содержащее автогенератор гармонических колебаний - эпементамн электронной пе 30 рестройки частоты, дискретный фазовращатель, балансный фазовый дискриминатор, преобразователь переменного напряжения в постоянное, операционный усилитель, реэистивный четырехполюсник и RC-цепь (2j.

Однако известное устройство обладает относительно низкой точностью измерения резонансной и антирезонансной частот пьезоэлементов, а также койструктивной сложностью.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения частот резонанса и анткреэонаиса пьезоэлементов, содержащее последовательно соединенные RC-цепь, перестраиваемый генератор и четырехполюсник, введены амплитудный селектор и дискретный фазовый компаратор, первый вход которого соединен со входом амплитудного селектора и выхрдом четырехполюсника, вход которого соединен со вторым входом дискретного фазового компаратора, выход которого подключен к.первому входу RC-цепи, второй вход которой соединен с выходом амплитудного селектора.

815668

Формула изобретения

На чертеже приведена структурная схема .предлагаемого устройства.

Устройство содержит перестраиваемый генератор 1, четырехполюсник 2, дискретный фазовый компаратор 3, ам литудный селектор 4 и RC-цепь 5.

Исследуемый пьезоэлемент включается в резистивный четырехполюс ник 2.

Измерение частоты резонанса пьезоэлементов осуществляется следующим 10 образом.

В исходном состоянии напряжение на выходе RC-цепи 5 равно нулю, что соответствует максимальной частоте генератора 1. 15

Поскольку частота сигнала генератора 1 отличается от резонансной частоты пьезоэлемента, амплитуда сигнала на выходе резистивного четырехполюсника 2 мала, а Фазы сигналов сдвинуты друг относительно друга.

Сдвинутые по фазе сигналы поступают на дискретный фазовый компаратор 3, который вырабатывает сигнал, управляющий выходным напряжением В0-цепи

5. Управление RC-цепью 5 от фазового компаратора 3 осуществляется после срабатывания амплитудного селектора 4.

По мере увеличения напряжения на выходе RC-цепи 5 частота генератора 30

1 уменьшается, приближаясь к частоте резонанса пьезоэлемента, При этом амплитуда напряжения на выходе четырехполюсника 2 растет и достигает уровня срабатывания амплитудного селектора 4. С. этого момента íà RC-цепь

5 начинает воздействовать сигнал от дискретного фазового компаратора 3, увеличивая или уменьшая напряжение на ее выходе в зависимости от знака отклонения фазы. При этом частота ге-. нератора 1 изменяется таким образом, чтобы угол сдвига фазы между сигналом генератора 1 и сигналом с выхода четырехполюсника 2 стал равным нулю.

С момента равенства нулю угла сдвига фазы генератор 1 начинает генерировать постоянную частоту, равную резонансной частоте пьезоэлемента.

Измерение частоты антирезонанса пьезоэлемента осуществляется аналогичным образом, .при переключении элементов реэистивного четырехполюсника 2.

Благодаря введению дискретного фазового компаратора и амплитудного селектора, отработка частоты генератора в устройстве происходит до тех пор, пока угол сдвига фазы не станет равен нулю, что обеспечивает его настройку на частоты резонанса или антирезонанса исследуемых пьезоэлементов и повышает точность измерения этих частот. Кроме того, введенные элементы дают возможность отказаться от сложных аналоговых схем, что позволяет также повысить точность измерения из-эа устранения дополнительных фазовых сдвигов и упростить устройство в целом. устройство для измерения частоты резонанса и антирезонанса пьезоэлементов, содержащее последовательно соединенные RC-цепь, перестраиваемый генератор и четырехполюсник, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены амплитудный селектор и дискретный фазовый компаратор, первый вход которого соединен со входом амплитудного селектора и выходом иетырехполюсника, вход которого соединен со вторым входом дискретного фазового компаратора, вьжод которого подключен к первому входу RC-цепи, второй вход которой соединен с выхо дом амплитудного селектора.

Источники информации, "принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 214666, кл. С 01 R 23/12, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 414544, кл. G 01 R 23/12, 1972.

ВНИИПИ Заказ 1030/76

Тираж 732 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä,óë.ÏpîåêòHàÿ,4