Устройство для контроля динамических характеристик пьезорезонансных измерительных преобразователей Советский патент 1985 года по МПК G01R27/28 

Ф 0

О

J

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля амплитудно-частотной (АЧХ) и фазочастотной (ФЧХ) характеристик пьезорезонансных измерительных преобразователей.

Цель изобретения - сокращение времени контроля динамических характеристик пьезорезонансных измерительных преобразователей.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит испытуемый пьезорезонансный измерительный преобразователь 1, вьтолненный, например, по схеме автогенератора на операционном усилителе 2, охваченном положительной (пьезорезонатор 3 и резистор. 4) и отрицательной (резистор 5 и управляемьй резистор 6) обратными связями, с цепью АРУ, состоящий из усилителя 7, выпрямителя 8, источника 9 опорного напряжения и сумматора 10, генератор 11 испытательных сигналов,частотный 12 и амплитудный 13 детекторы, блок 14 сопоставления результатов частотного и амплитудного детектирования, блок 15 извлечения квадратного корня и блок 16 возведения в квадрат, при этом генератор 11 испытательного сигнала включает в себя генератор ; 17 гармонических колебаний, сумматор 18, источник 19 опорного напряжения и блок 15 извлечения квадратного кор ня, выходHyip 20 и входную 21 клеммы устройства.

Устройство работает следующим образом.

Гармоническое напряжение U U « COS fit с выхода генератора 17 и постоянное напряжение Up с выхода источ ника 19 постоянного напряжения суммируется на сумматоре 18. Напряжение и на выходе сумматора 18 может быть представлено следующим математическим выражением:

(i:

и ,„со5Я ,

где const, const и 57 Var

Для нбрмального функционирования блока 15 извлечения квадратного кор

ня должно быть выполнено условие

(2)

результате преобразования сигнала (1) в блоке 15 на суммато1660162

ра 10 будет подаваться испытательный сигнал, определяемый выражением

,|о;лгт 1 й , .см

5 где К, и 4 - соответственно коэффициенты передачи и сдвиг фаз блока 15 извлечения квадратного корня. При этом амплитуда напряжения на выходе преобразователя 1 будет

изменяться по закону

), И

а на пьезорезонаторе 3 - в соответствии с выражением

Uьo г o u„co5sгt.r,, с)

где К, Kj и Чдр - соответственно коэффициенты передачи и сдвиг фаз преобразователя.

Учитьюая, что зависимость частоты u)(,x последовательного резонанса пьезорезонатора 3 от испытательного сигнала U пропорциональна квадрату амплитуды входного воздействия, ее

математическое выражение с учетом

соотношения (5) будет иметь вид .о)

.Py|l- ()

С учетом динамических свойств испытуемого преобразователя 1, обусловленных зависимостью его коэффициента передачи К (Я) и фазового

сдвига Ч(Я) от частоты, получим из выражения (6) выражение для частоты выходных колебаний J, преобразователя 1 в виде

Bb,..KftK zVl

.,..,.с(п)5 . (Т)

Подвергая выходное напряжение преобразователя 1 амплитудному и частотному детектированию, получим соответственно на выходе амплитудного 13 и частотного 12 детекторов напряжения

V )

се)

4D %) .P/ f((9)

Н,15 и V

где Кдр и ,

- соответ4D

ственно коэффициенты преобразования 1166 и фазовые сдвиги амплитудного и частотного детекторов. Возведение выходного напряжения амплитудного детектора 13 с помощью блока 16 в квадрат позволяет получить на втором входе блока 14 напряжение Ujp, пропорциональное сигналу U: Аъ s 1 ., А.) . соответственно коэфгде К и фициент передачи и сдвиг фаз блока 16 возведения в квадрат. Сопоставляя в блоке 14, например, с помощью измерителя отношения амплитуд, выходное напряжение 1)41) частотного детектора 12 и переменную составляюцую и выходного напряжения блока 16, равную . 5 164 .) получим на выходе блока 14 напряжение ), пропородональное искомой величине К (Л), в следующем виде: .,,(gi} . (f2) , Применяя в блоке 14, например, фазометр, при условии, что f4.j) Vefl+ f.,, получим напряжение пропорциональное фазочастотной характеристике Ч(Я) в виде U../CSI), где К - коэффг.циент передачи фазометра блока 14.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИНАЮМЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЬЕЗОРЕЗОНАНСНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее генератор испытательньк; сигналов, выходом соединённый с выходной клеммой устройства, входная клемма которого подключенаек входам частотного и .амплитудного детекторов, выход частотного детектора соединен с первым входом блока сопоставления результатов, отличающееся тем, что, с целью сокращения времени контроля, в него введен блок возведения в квадрат, вход которого Соединен с выходом амплитудного детектора, а выход - с вторым входом блока сопоставления результатов, при этом генератор испытательных сигналов выполнен в виде последовательно соединенных генератора гармонических колебаний, сумматора и блока извлечения квадратного корня, второй вход сумматора подключен к выходу источника опорного напряжения.