Устройство для измерения резонансной частоты пьезокерамических резонаторов

Устройство для измерения резонансной частоты пьезокерамических резонаторов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()938182

Союз Советскнк

Соцналнстнческнв республик (51)M. Кл.

G 01 R 23/00 (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22)Заявлено 10.11.80 (21) 3003669/18-21 с присоединением заявки М

9Ic JA6pcTKNN4 камитвт

CCCP ае аеявн изобрвтвний и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23 ° 06.82 Бюллетень УВ 23 (5З) уд К 621 317 ° .7(088.8) Дата опубликования описания 23.06. 82

В. И. Воропаев и Б. М. Лернер (72) Авторы изобретения

А /

У . r>! (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕЗОНАНСНОЙ

ЧАСТОТЫ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения резонансных частот пьезокерамических резонаторов.

Известно устройство, содержащее

5 четырехполюсник с исследуемым пьеэорезонатором, автогенератор, мост Вина и катодный повторитель fl).

Однако в известном устройстве ге нерация возникает на частоте, не равной частоте резонанса пьеэореэонатора, что связано с наличием фазового сдвига в мосте Вина, значение ,которого тем больше, чем больше различаются частоты резонанса пьеэорезонатора и кваэирезонанса моста Вина. поэтому устройство характеризуется узким диапазоном рабочих частот и пониженной точностью измерения частоты резонанса пьезорезонатора. И

Наиболее близким по своей технической сущности является устройство, содержащее фазовый дискриминатор, последовательно соединенные управляемый генератор, эмиттерный повтори-. тель и частотомер, вход которого соединен с входом первого широкополосного усилителя и с входом реэистивного четырехполюсника с испытуемым пьеэорезонатором, выход которого подключен к входу второго широкополюсного усилителя (2j.

Однако известное устройство характеризуется наличием статической ошибки регулирования, которая пропор. циональна разности между нижней частотой рабочего диапазона и частотой резонанса пьезорезойатора, что и определяет пониженную точность измерения в широком диапазоне частот.

Цель изобретения — повышение точности измерения резонансной частоты в широком диапазоне частот.

Это достигается тем, что в устройство для измерения резонансной частоты пьезокерамических резонаторов, содержащее фазовый дискриминатор, последовательно соединенные управляемый генератор, эмиттерный повторитель и частотомер, вход которого . соединен с входом первого широкополосного усилителя и с входом резистивного четырехполюсника с испытуемым пьезорезонатором, выход которого подключен к входу второго широкополосного усилителя, введены последов".тельно соединенные источник опорного напряжения, первый ключ, интегратор О и сумматор, а также первый и второй амплитудные ограничители, второй и третий ключи, фазовый компаратор и

RS-триггер, S-вход которого соединен с шиной импульсов пуска и входом сброса интегратора, при этом прямой выход RS-триггера соединен с управ- о ляющим входом первого ключа, R-вход

RS-триггера соединен с выходом фазового компаратора, первый вход котора- 20

ro подключен к выходу первого амплитудного ограничителя и через второй ключ — к первому входу фазового дискриминатора, второй вход которого через 1ретий ключ соединен с выходом 25 второго амплитудного ограничителя и с вторым входом фазового компаратора, при этом выход фазового дискриминатора подключен к второму входу сумматора, выход которого соединен с вхо- yg дом управляемого генератора, вход первого амплитудного ограничителя соединен с выходом первого широкополосного усилителя, вход второго амплитудного ограничителя соединен с выходом второго широкополосного усилителя, а инверсный выход RS-триггера соединен с управляющими входами второго и третьего ключей.

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения резонансной частоты пьезорезонаторов.

Устройство содержит КЯ-триггер ключ 2, источник 3 опорного напряжения, интегратор 4, сумматор 5, управ„45 ляемый генератор 6, эмиттерный повторитель 7, частотомер 8, резистивный четырехполюсник 9 с испытуемым пьезореэонатором, широколосные усилители 10 и ll, амплитудные ограничители

12 и 13, ключ 14, фазовый дискриминатор 15, ключ 16 и фазовый компаратор 17.

При поступлении импульса на шину импульсов пуска интегратор 4 обнуляется, а на прямом выходе RS-триггера

1 устанавливается высокий потенциал, который открывает ключ 2, соединяющий вход интегратора 4 с источником

3 опорного напряжения. После окончания импульса пуска интегратор 4 начинает заряжаться, а его выходное напряжение через сумматор 5 вызывает увеличение частоты генерации управляемого генератора 6 до значения, при котором разность фаз между выходными напряжениями амплитудных ограничителей 12 и 13 изменит знак, что соответствует переходу частоты управляемого генератора 6 через частоту резонанса испытуемого пьезорезонатора.

При этом срабатывает фазовый компаратор 17, который выходным импульсом устанавливает RS-триггер 1 в исходное состояние, что вызывает выключение ключа 2 и включение ключей 14 и

l6, которые подключают фазовый дискриминатор 1 к выходам амплитудных ограничителей 12 и 13. Выходное на— пряжение фазового дискриминатора 15 через сумматор 5 воздействует на элемент электронной перестройки частоты генератора 6 так, что фазовый сдвиг между выходными напряжениями амплитудных ограничителей 12 и 13 устремляется к нулю.

Таким образом, частота генерации генератора 6 сначала устанавливается близкой к частоте резонанса пьезорезонатора, а затем, за счет введения регулирующего воздействия по фазе, уменьшается разность этих частот.

Установившееся значение частоты генерации генератора 6 измеряется частотомером 8.

Введение новых элементов и связей отличает предлагаемое устройство от известного тем, что разделение процессов установки и регулирования, частоты позволяет за счет уменьшения начальной ошибки регулирования повысить точность измерения частоты резонанса пьеэорезонатора при сохранении коэффициента автоподстройки частоты генерации автогенератора и, кроме того, сохраняет устойчивость устройства к паразитной генерации, несмотря на введение в него интегратора.

Формула изобретения

Устройство для измерения резонансной частоты пьеэокерамических резонаторов, содержащее фазовый дискриминатор, последовательно соединенные управляемый генератор, эмиттерВНИИПИ Заказ 4453/68 Тираж 717 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Пректная, 4

5 93818 ный повторитель и частотомер, вход которого соединен с входом первого широкополосного усилителя и с входом резистивного четырехполюсника с испытуемым пьезорезонатором, выход 5 которого подключен к входу второго широкополосного усилителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения резонансной частоты в широком диапазоне час-t0 тот, в него введены последовательно соединенные источник опорного напряжения, первый ключ, интегратор и сумматор, а также первый и второй амплитудные ограничители, второй и третий ключи, фазовый компаратор и

RS-триггер, S-вход которого соединен с шиной импульсов пуска и входом сброса интегратора, при этом прямой выход RS-триггера соединен с управля- ющим входом первого ключа, R-вход

RS-триггера соединен с выходом фазового компаратора, первый вход которого подключен к выходу первого

2 6 амплитудного ограничителя и через второй ключ - к первому входу фазового дискриминатора, второй вход которого через третий ключ соединен с выходом второго амплитудного ограничителя и с вторым входом фазового компаратора, при этом выход фазового дискриминатора подключен к второму входу сумматора, выход которого соединен с входом управляемого генератора, вход первого амплитудного ограничителя соединен с выходом первого широкополосного усилителя, вход второго амплитудного ограничителя подключен к выходу второго широкополос. ного усилителя, а инверсный выход

RS-триггера соединен с управляющими входами второго и третьего ключей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 572715, кл. G 01 R 23/00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР .

1т 214666, кл. G 01 R 23/12, 1968.