Устройство для измерения переходной характеристики пьезокерамики

 

«

А.В.Аверкин, А.Ю.Довгалевский, А.С.Грабовенко и В.Н.Грешило ь

1 ":.: (72) Авторы изобретения (7I ) Заявитель « с-.. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ ПЕРЕХОДНОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЬЕЗОКЕРАМИКИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь эовано для измерения динамических параметров пьезокерамических преобразователей.

Известно устройство для измере.ния динамических параметров пьезокерамики, которое содержит соединен" ные последовательно импульсный гене-. ратор, исследуемый пьезопреобразователь, устройство компенсации помехи, усилитель и осциллограф. Компенсация возбуждающего импульса (ВИ). реализуется напряжением противоположной полярности. В этом устройстве на

15 сигнале реакции (СР) обычно имеются импульсы фронтов ВИ из-за неполной их компенсации, приводящие к искажеwe CP. При этом компенсация ВИ осуществляется индивидуально для каждого образца пьезокерамики иэ-за возможных разбросов ее емкости t1).

Недостатком указанного устройства является малая амплитуда CP из-за демпфирования колебаний пьезокерамики выходным сопротивлением генера тора ВИ. Демпфирование начинается уже на заднем фронте ВИ иэ-за плавного подхода напряжения на пьезокерамике к нулю. После окончания ВИ при регистрации CP малое выходное сопротивление импульсного генератора шунтирует емкость пьезокерамики и тем уменьшает амплитуду CP и вносит затухание, т.е. искажает информацию о форме CP. Кроме этого, разделительная емкость на входе усилителей СР препятствует прохождению апериодической составляющей CP.

Известно устройство для измерения электрофизических характеристик пьезокерамики, которая содержит источник испытательного сигнала, переключатель индикатор частоты, датчик амплитуды, преобразователь амплитуды и добротности, делитель и экстрематор Ã23.

924629 4

Формула изобретения

Недостатком известного устройства является низкая помехозащищенность сигнала отклика пьезокерамики.

Цель изобретения - уменьшение влияния помех на сигнал отклика пьезокерамики.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник испытательного сигнала, соединенный с входом переключателя, первый выход которого подключен к одной из входных клемм устройства, и индикатор, введены ключ, пороговый усилитель, регулируемый делитель напряжения и повторитель напряжения, при этом второй выход переключателя соединен с одним иэ входов порогового усилителя, второй вход которого соединен через регулируемый делитель напряжения с входом индикатора и с выходом повторителя напряжения, вход которого соединен с упомянутой входной клеммой и с первым выходом ключа, второй выход которого подключен к второй входной клемме устройства, а вход ключа соединен с выходом порогового усилителя.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства, на фиг.2 - электрическая функциональная схема, на

Фиг.3 - принципиальная электрическая схеНВ.

Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 напряжения, переключатель 2, пьеэокерамику 3, повторитель 4 напряжения, осциллограф 5, пороговый усилитель 6, ключ

7, снабженный токоограничителем, регулируемый делитель 8 напряжения и входные клеммы 9 и 10 устройства.

Устройство работает слсдующим QG"

PBSGN

Рассмотрим работу устройства по упрощенной схеме (Фиг.2>. При ненажатом переключателе 2 пьезокерамика заряжена до напряжения источника а ключ 7 разомкнут..При нажатии на кнопку 2 источник 1 отключается от пьеэокерамики и на первый вход порогового усилителя подается напряжение что приводит к появлению напряжения на его выходе, которое о:гкрывает ключ 7 и пьеэокерамика начинает быстро разряжаться, Напряжение на пьезокерамике 3 и. на выходе повторителя 4 при этом падает. Kar„ только напряжение на выходе повторителя достигает нуля, срабатывает порог овый усилитель о и ключ 7 резко размыкается. 3а счет воздействия на пьезокерамику резкого перепада напряжения она начинает колебаться и на ее обкладках вырабатывается напряжение СР, которое через повторитель 4, выполненный на ИДП-транзис. торе, подается на осциллограф, Из-за конечного быстродействия порогового усилителя и ключа сигнал на экране осциллографа может несколько смещаться. относительно нуля. Для устранения смещения на вход порогового усилителя следует подать напряжение с потенциометра "Уровень" (фиг.3). Роль ограничителя тока выполняет импеданс соединительных проводов и ключа.

В предлагаемом устройстве отсутствуют разделительные емкости в канале CP. Крутизна перепада напряжения на пьезокерамике велика. Во время регистрации СР пьезокерамика не шунтируется сопротивлениями приборов.

Это позволяет, во-первых, получить без потерь информации неискаженный

СР, в том числе и с апериодической составляющей, во-вторых, иметь при анализе резко увеличенную амплитуду

СР, что позволяет исследовать СР без дополнительного усилеиия.

Так, на контролируемых образцах при юстировке зеркал газового лазера начальная амплитуда колебаний СР близка к величине перепада напряжения возбуждения на пьезокерамике (в известных аналогах амплитуды ВИ и

СР отличаются на два-три порядка}.

Достоинством предлагаемого устройства является отсутствие мощного источника возбуждающего импульсного напряжения и небольшое количество используемых элементов, Устройство для измерения переходной характеристики пьезокерамики, содержащее источник испытательного сигнала, соединенный с зходом переключателя, первый выход которого подключен к одной иэ входных клеим устройства, и индикатор, о т и и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения влияниях помех на сигнал отклика пьезокерамики, в него введены ключ, пороговый усилитель, регулируемый делитель напряжения и повторитель

5 9 4629 4 напряжения, при этом второй выход пе; клемие устройства, а вход ключа реключателя,соединен с однии ив вхо- соединен с выходои порогового усили. дов порогового усилителя, второй теля. вход которого соединен через регулируемый делитель напряжения с входои Источники информации ° индикатора и с выходом повторителя при ;ятые во внимание при акспертиве. напряжения, вход которого соединен 1. "Промышленная электроника", с упомянутой входной клеммой и с 1979, и 2, с.189. первыи выходом ключа, второй выход 2. Авторское свидетельство СССР которого подключен к второй входной !о У 737884, кл. G 01 R 29/22, 1978.

Фиг. 1

2h, фабиана

44. 5

ВНИИПИ Заказ 2910/б3 Тираж 719 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óêãîðîä, ул.Проектная,4