Способ измерения коэффициента электромеханической связи электромеханических преобразователей

Способ измерения коэффициента электромеханической связи электромеханических преобразователей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(6l} Дополнительное к авт. саид-ву(5))м К 2

Н 04 Я 29/00 (22) Заявлено11.03.75 (21) 2112323/10 с присоединением заявки №вЂ”

Государотвенньа комитет

6оввтв Министров ССср но делам изобретений н втирмтнй (23) Приоритет— (43) Опубликовано 25.08.77Б|оллетень № 31 (53) УДК 621.395. .623. 7 (088. 8) (45) Лата опубликования описания 12,10.77 А. С. Максимов, 8, В. Ковтун и С. И. Березина (72} Авторы изобретения

Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники н электроники AH СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА

ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ СВЯЗИ 1ЭЛЕКТРОМЕХАНИ ЧЕСКИХ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

1или г г - г

К г

1, Изобретение относится к приборострое- .. нию и может быть использовано при производстве и исследовании электромеханическнх преобразователей.

Известен способ определения коэффициен-. та электромеханической связи (К), основанный на измерении частоты минимума (т,. ) я максимума (в ) имнецанса преобразо.вателя

Кроме этого, известен способ определения коэффициента электромеханической связи, основанный на измерении элементов эквивалентной схемы преобразователя: статической емкости (Co ) заторможенного резонатора, эквивалентной емкости механи- ческого резонатора (() для пьезоэлекМ трического преобразователя илн индуктивности электрической обмотки, преобразователя при заторможенном резонаторе ( экивалентной нндуктивности механического.

2 резонатора (L, } для магнитострикционного преобразователя 52j . B этом случае коэффиниент электромеханической связи определяют па формулам

5 с

К с,„-с, 2 Lî

L +Ь

Известен способ измерения:коэффициента электромеханической связи, основанный на наблюдении затухания электрических ко1о лебаний в обмотке, содержашей образец магнитострикцноннот о материала (3». Криа-вые затухания наблюдаются в промежутках между возбуждающими радноимпульсами.

Наиболее близким по технической cymности к предлагаемому является способ изме. ренин электромеханической связи электромеханяческих преобразователей, заключающийся в возбуящении свободных колебаний преобразователя с последуютпей регистрацией

25 частоты и интервала времени между зкстреП

4 1о мин

3 мумами на огибаюшнх свободных колебаний j4), Недостатком известных способов является низкая точность измерений.

Цель изобретения - увеличение точности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что электрический контур преобразователя настраивают иа собственную частоту колебаний мвханическэго резонатора, а измерение щ времени между началом свободных колебаний и моментом, соответствуюшим точке первого минимума, производят на огибающей свободных колебаний в электрическом кОнтуре преобразователя. 15

На фиг. 1 изображена осциллограмма свободных колебаний; на фиг. 2 — схема устройства, реализуюшего предложенный способ.

Предлагаемый способ осушествляют следу- 0 юшим образом.

8 преобразователе возбуждают свободные колебания и регистрируют их. Электри.ческий контур преобразователя настраивают на собственную частоту, Измеряют частоту сво- 2: бодных колебаний 1о Р (1 ), где Т - период свободных колебаний. Измеряют время между началом свободных колебаний (t 0 ) и точкой первого минимума на оги« баюшей свободных колебаний (4 „„) 30

Определяют коэффициент связи, например: а) при коэффициенте связи k,,близком к критическому значению К „. и., и в слу чае, когда добротность механического резонатора много больше добротности электр

35 ческого контура, по формуле

4 подключен к генератору прямоугольных импульсов 1, к входу импульсного осциллографа 2 (например 43-12),а также к любому йз двух входов измерителя частотных характеристик 4 (например Х1-36), который подключен к частотомеру 5 (например

43-12) .

Устройство работает следуюшим образом.

Электромеханический преобразователь 3 настраивается переменной емкостью (на чертеже не показана).

Длительность импульс os генерат ора пря м оугольных импульсов выбирают Ъ несколько раз меньше четверти периода свободных колебаний, а время между импульсами больше времени затухания свободных колебаний в преобразователе 3; Перед началом измерения коэффицнента электромеханической связи совмешают собственные частоты обоих контуров электромеханического преобразова теля. С помошью измерителя частотных характеристик 4 наблюдают амплитудно-частотные характеристики и совмешают собственные частоты электрического конутра и механического резонатора.

Далее определяют коэффициент связи. От генератора прямоугольных импульсов 1 импульсы подают на электрический колебательный контур электромеханического преобразователя 3. Свободные колебания в контуре наблюдают на экране импульсного осциллографа 2. Определяя время (по экрану импульснэго осциллографа) от начала возникновения колебаний до точки минимума и зная ранее определенную резонансную часто ту, вычисляют коэффициент электромеханической связи.

Предложенный способ измерения позволяет значительно повысить точность измерений и упростить их процесс. по формуле б) при коэффициенте связи К К „,„ и в случае, когда добротность механического резонатора близка к добротности электри-" ческого контура, по формуле1 45

К=

4 f t ä,„ в) при 0,1 К К . ( осмин 50

Устройство, реализующее предложенный способ, состоит из генератора прямоугольных импульсов 1 (например, Г5-6А), синхронизируюший выход которого подключен к аходу импульсного осциллографа 2 (напри55 мер С1-54), электромеханическэго преобразователя 3, например магнитострикционнэго, включающего электрический колебатейьный кэнтур и механический резонатор. Элек80 тромеханический преобразователь может быть

Формула изобретения

Способ измерения коэффициента электромеханическэй связи электромеханических преобразователей, заключаюшийся в возбуждении свободных колебаний преобразовате- . ля с последуюшей регистрацией частоты и интервала времени между экстремумами на огибающих свободных колебаний, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью увели-. чения точности измерений, электрический контур преобразователя настраивают на собственную частоту колебаний механического резонатора, а измерение времени между началом,свободных колебаний и моментэм, соответствующим точке первого минимума, производят на эгибаюшей свободных колебаний в электрическом кэнтуре преэбразовагеля.

57021-7

Заказ 3075/51 Тираж 815

Подписное

Филиал ППП Патент г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во вни-; мание при экспертизе:

1. Физическая акустика, под, ред.

У. Мэзона, т. 1, ч. А, I»Яир», М., 1966, с. 297- 320.

2. "Ультразвуковые преобразователи, пол рея. E. Кикучи, "Мир, М., 1972, с. 401-402.

Э. Сыркин Л. H. Пьезомагнитная керамика, Энергия, Л., 1972, с, 70-80.

4. Чех M. Осциллографы в измерительная технике, Энергия,M.,Ë.,1965,с,589 595,