Измеритель амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей

 

ОП ИСА1НИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистииесмих

Реслублик )669298

К АВТОРСКОМУ СВИДЙИДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.04.77 (21) 2476706/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл

001 R 27/28

Н 04 R 17/00

Государственный комнтет

СССР по делаи нзобретеннй н открытий (53) УДК 531.79 (088.8) Опубликовано 25.06.79. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 05.07.79 (72) Автор изобретения

П.-Б. П. Милюс

Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ПЬЕЗОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при контроле амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) пьезоэлектрических преобразователей.

Известно устройство, в котором исследуемый преобразователь возбуждается радиоимпульсами с качающейся частотой заполнения и на экране индикатора наблюдается огибающая импульсов, отраженных от задней стенки металлического блока (1).

Однако это устройство не может обеспечить автоматического измерения АЧХ исследуемых пьезопреобразователей отдельно в режимах излучения или приема.

Известно устройство, содержащее опорный стол и штатив, на котором укреплены керамические линзы из титаната бария (2).

Применение чувствительного элемента, выполненного в виде бинарной системы из двух керамических линз, позволяет получать равномерную частотную характеристику электроакустической системы. Устройство характеризуется сложной технологией изготовления керамических линз, кроме того оно не применимо для исследования АЧХ пьезопреобразователей, работающих отдел . о в режимах излучения или приема в широком диапазоне частот, поскольку диаграмма направленности керамических линз зависит от рабочей частоты.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения АЧХ пьезопреобразователей— измеритель амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей, содержащий последовательно соединенные генератор, модулятор, схему задержки. селектор, индикатор, детектор, усилитель мощности. эталонный и исследовательский пьезопрсоора зователи (3).

Целью изобретения является повыц сии< точности измерения амплитудно-частсп ных характеристик пьезопреобразователей в-широком диапазоне частот.

Достигается это тем, что измеритель амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей снабжен цепью из последовательно соединенных широкополосного пьезоприемника, другого детектора, усилителя. подключенной к управляющему входу усилителя мощности, причем исследуемый пьезо669298

1о

Фор,ула ««аобретенан зо преобразователь и широкополосный пьезоприемник установлены симметрично относительно акустически нагруженного эталонного излучателя акустических сигналов.

На чертеже изображена структурная схема измерителя АЧХ пьезопреобразователей.

Измеритель АЧХ пьезопреобразователей содержит последовательно электроаку T««чески соединенные генератор 1 электричесКНх видеоимпульсов, модулятор 2, усилитель мощности 3, эталонный 4 и исследуемый 5 пьезопреобразователи, селектор импульсов б, детектор 7, панорамный индикатор АЧХ 8, а также схему 9 задержки видеоимпульсов, переключатель 10 режима работы и цепь из последовательно соединенных широко.— полосного пьезоприемника 11, детектора 12, усилителя 13, подключенных к управляю«нему входу усилителя мошности 3.

Устройство работает следующим образом

Выходной сигнал из индикатора АЧХ 8 поступает на модулятор 2, »а выходе которого получаются радиоимпульсы с качающейся частотой заполнения. Длительность и частоту повторения этих импульсов задает импульсный генератор 1. Полученные радиоимпульсы усиливаются в широкополосном усилителе мощности 3 и поступают на эталонный пьезопреобразователь 4. Ультразвуковой сигнал применяется исследуемым пьезопреобразователем 5 и через селектор импульсов б и детектор 7 поступает на вход индикатора АЧХ 8. Ультразвуковой сигнал из эталонного излучателя 4 также поступает на широкополосный пьезоприемник ll и через детектор 12 и усилитель 13 поступает на управляющий вход усилителя мощности 1

Коэффициент усиления усилителя мощности 3 зависит от величины электрического сигнала, поступающего на управляющий вход.

В частотном диапазоне Х = 0,1 — 0,8 АЧХ симметрично акустически нагруженного пьезопреобразователя, работающего в режиме излучения, является линейнонарастающей, а в режиме приема — — равномерной. Поэтому применение таких пьезопреобразователей в качестве эталонных возможно только в режиме приема. Для реализации эталонного пьезоизлучателя в широком диапазоне частот используется дополнительный широкополосный пьезоприемник 11 с равномерной

АЧХ, который через детектор 12 и усилитель

13 подключен к управляющему входу усилителя мощности 3. С увеличением рабочей частоты коэффициент передачи пьезопреобразователя 4 возрастает, что приводит к увеличению сигнала на управляющем входе усилителя мощности 3, а соответственно к уменьшению коэффициента его усиления.

Таким образом реализуется эталонный пьезопреобразователь в широком диапазоне частот.

В случае измерения АЧХ исследуемого пьезопреобразователя 5 в режиме приема переключатель 10 ставится в положение а -и и тогда пьезопреобразователь 4 используется в качестве эталонного излучателя. Если

АЧХ исследуемого пьезопреобразователя 5 измеряется в режиме излучения, то переключатель 10 ставится в положение б- о и эталонный пьезопреобразователь 4 применяетсяя в качестве приемника ультразвука, в этом случае широкополосный пьезоприемник 1 отключается. Схема задержки видеоимпульсов 9 открывает селектор импульсов 6 только во время действия первого принимаемого импульса. АЧХ исследуемых пьезопреобразователей наблюдается на экране индикатора АЧХ 8.

Использование новых элементов широкополосного пьезоприемника, детектора и усилителя повышается точность измерения

АЧХ пьезопреобразователей в широком диапазоне частот. В результате этого. расширяется область применения измерителя АЧХ ультразвуковых пьезопреобразователей.

Измеритель амплитудно- ««стотн«>«х õàрактеристик пьезопреобразователей, содержащий последовательно соединенные импульсный генератор, модулятор, схему задержки, селектор, индикатор, детектор, усилитель мощности, эталонный и исследуемый пьезопреобразователи, отличающий е.«те «. что, с целью повышения точности измерения амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей в широком диапазоне частот, он снабжен цепью из последовательно соединенных широкополосного пьезоприечника, другого детектора, усилителя, подклк>ченной к управляющему входу усилителя мощности, причем исследуемый пьезопреоб4 разователь и широкополосный пьезоприемник установлены симметрично относительно акустически нагруженного эталонного излучателя акустических сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

S0 !. Gericke О. R. Expe imental determination of ultrasonic transducer 1гcque««cy, «spense Materials eva!uat ion )966 уо 8 р. 409 — 4!2.

2. Авторское свидетельство СССР № 163448, кл. G 01 L 1/00, 1962.

3. Авторское свидетельство СССР

Л<> 505133, кл. Н 04 17/00, 1974. бб9298

Составитель И. Миронова

Редактор Е. Гончар Техред О. Луговая Корректор Е. Папи

Заказ 3653/37 Тираж 089 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытии! !3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ПП П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4