Устройство для измерения параметров пьезоэлектрических элементов

Устройство для измерения параметров пьезоэлектрических элементов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике ультразвуковых измерений и может быть использовано для измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь пьезоэлектрических элементов . Цель изобретения - повьшение быстродействия за счет автоматизации процесса измерения. Контролируемъш пьезоэлектрический элемент 6 устанавливают в держатель. 5 автоматического моста, содержащего генератор 1 переменного напряжения. Балансировка моста осуществляется автоматически за счет обратной связи,, реализуемой с помощью формирователя 7 сигнала разбаланса; По сигналам, снимаемым с диагоналей моста с помощью амплитудных детекторов 8 и 9 и схемы обработки сигналов, осуществляется вычисление емкости и тангенса угла диэлектрических потерь контролируемого пьеэоэлемента. 2 ил. (Q (Л б7 t QD ел 00 со фиг /

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5D 4 С 01 М 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

13,, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3968012/25-28 (22) 22,10.85 (46) 07.03,87. Бюл, Р 9 (71) Каунасский политехнический институт им, Антанаса Снечкуса (72) В.К ° Армошка, Э.В, Станкявичюс и В.А, Сукацкас (53) 620.179,16(088.8)

1 (56) Мельканович А.Ф., Перлатов В.Г, Измерение параметров пьзоматериалов и пьезоэлементов.-Дефектоскопия, 1977, N - 4, с.25-32, Материалы пьезокерамические. Методы испытаний, ГОСТ 12370-80, — М., 1980, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ (57) Изобретение относится к технике ультразвуковых измерений и может

„„Я0„„1295 1 А 1 быть использовано для измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь пьезоэлектрических элементов. Цель изобретения — повыщение быстродействия за счет автоматизации процесса измерения, Контролируемый пьезоэлектрический элемент 6 устанавливают в держатель 5 автоматического моста, содержащего генератор 1 переменного напряжения. Балансировка моста осуществляется автоматически за счет обратной связи., реализуемой с помощью формирователя 7 сигнала раэбаланса. По сигналам, снимаемым с ди" агоналей моста с помощью амплитудных детекторов 8 и 9 и схемы обработки сигналов, осуществляется вычисление емкости и тангенса угла диэлектрических потерь контролируемого пьезоэлемента, 2 ил, I

129533

Изобретение относится к технике ультразвуковых измерений и может быть использовано для измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь пьезоэлектрических элементов в процессе их производства или в производстве ультразвуковой аппаратуры„

Цель изобретения — повышение бьк тродействия за счет автоматизации процесса измерения. I0

На фиг,l изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — векторная диаграмма мостовой схемы устройства.

Устройство для измерения параметров пьезоэлектрических элементов содержит последовательно соединенные генератор 1 переменного напряжения и мостовую схему, состоящую из постоянного 2 и переменного 3 резисто- 20 ров и эталонного конденсатора 4 и держателя 5, предназначенного для закрепления в нем исследуемого пьезоэлектрического элемента б, подключен25 ныи к диагонали моста формирователь 7 сигнала разбаланса, выход которого соединен с управляющим входом переФгенного резистора 3, подключейный к выходу генератора 1 переменного напряжения первый амплитудный детектор

8, подключенные к общей точке резисторов 2 и 3 моста последовательно соединенные амплитудный детектор 9, элемент 10 вычитания, второй вход которого соединен с BbtxcpoM первого 35 амплитудного детектора 8; первый делитель 11, второй вход которого соединен с выходом первого амплитудного детектора 8, и второй делитель 12,. выход которого служит первым выходом

13 устройства, подключенный к выходу второго амплитудного детектора 9 третий делитель 14, второй вход которого соединен с выходом элемента 10 вычитания, а выход служит вторым выходом 15 устройства, и четвертый делитель 16, первый вход которого подключен к выходу формирователя 7 сигнала разбаланса моста, второй вход— к выходу второго амплитудного детектора 9, а выход — к второму входу второго делителя !2, На первый выход 13 устройства поступает информация о величине емкости контролируемого пьезоэлектрического элемента 6, на второй выход 15— о величине тангенса угла диэлектриI ческих потерь пьезоэлектрического

АВ = РЕ—

АС т,е ° +„„

1i =U г U ся или (Uz + 113)

Рх г (U, + Б ) — U так как tg.,P для пьезокерамики мал (Р = С,O I — О, 1 рад), р Upx . Up (Б2 + ь! $ )

11сх U,x (U + " з (3) U p (11 + !! э ) (!1 + 1!З) — НЗ

Напряжение, пропорциональное (U + Ц ) — U вырабатывается элементом 10 вычитания, Делитель ll вырабатывает сигнал, пропорциональный (Ug + U-„) - -т целитель Iá — еит2 з)

U нал, пропорциональный —, Эти два

Бр сигнала делятся первый на второй в делителе 12, выходной сигнал которого согласно (3) пропорционален tgP, l 2 элемента 6, Узлы 17 — 20 моста на векторной диаграмме (фиг ° 2) соответствуют точкам .А, С, D и Е, Векторами

Б, U» U и 1:„обозначены напряжения на, элементах 2 — 4 и 6, Напряжение на пьезоэлектрическом элементе б состоит аз активной U и емкостной х

U „составляющих, Вектор U напряжение разбаланса моста °

Устройство работает следующим образом.

Напряжение генератора 1 поступает на мостовую схему 2-6, Амплитудными детекторами 8 и 9 вырабатываются напряжения, пропорциональные соответственно векторам (U +U ) и U е Формирователь 7 сигнала разбаланса вырабатывает напряжение, пропорциональное напряжению разбаланса моста Up которое воздействует на переменный резистор 3, настраивая его сопротивление на минимум напряжения разбаланса моста Up. Этому случаю соответствует прямой угол между векторами U и Б или U<, (фиг,2), откуда вытекает, что ВУ = АВ, а из треугольников

ABC и АВК следует

1295331 сигнал, пропор— 1.1. íà U> что

Делитель 14 депит циональный (U< + U>) Из фиг.2 следует, 11сх (1г + U+)

С х н 11 U 5 н 3

Таким образом, на втором выходе

15 устройства получают информацию о емкости Г„ пьезоэлектрического элемента б, устанавливаемого в держа- Ю тель 5, Изобретение обеспечивает автоматизированный режим измерения параметров пьезоэлектрических элементов, повьпчение быстродействия, Отпадает необходимость знать точное значение сопротивления резистора 3.. Один контакт переменного резистора 3 и держатель пьезоэлектрического элемента, заземлены, что упрощает реализацию устройства.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для измерения параметров пьезоэлектрических элементов, со— держащее последовательно соединенные генератор переменного напряжения и мостовую схему, состоящую из постоянного и переменного резисторов и эталонного конденсатора и держателя, предназначенного для закрепления в нем исследуемого пьезоэлектрического элемента, подключенный к диагонали моста формирователь сигнала разбаланrà, выход которого соединен с управляющим входом переменного резистора, отличающее с я тем, что, с целью повьш ения быстродействия за счет автоматизации процесса измерения, оно снабжено подключенным к выходу генератора переменного напряжения первым амплитудным детектором, подключенными к общей точке резисторов моста последовательно соединенными вторым амплитудным детектором, элементом вычитания, второй вход которого соединен с выходом первого амплитудного детектора, первым делителем, второй вход которого соединен с выходом первого амплитудного детектора, и вторым делителем, выход которого служит первым выходом устройства, подключенным к выходу второго амплитудного детектора, третьим делителем, второй вход которого соединен с выходом элемента вычитания, а выход служит вторым выходом устройства, и четвертым делителем, первый вход которого подключен к выходу формирователя сигнала разбаланса моста, второй вход — к выходу второго амплитудного детектора, а выход — к второму входу второго делителя.

1295331

Составитель Г. Максимочкин

Редактор,О, Бугир, Техред В.Кравчук Корректор А, Зимокосов

Заказ 613/52 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4