Способ измерения коэффициента электромеханической связи пьезоэлектрических резонаторов Советский патент 1988 года по МПК H04R29/00 

KZ

00

ел

4:

О)

Изобретение относится к радиоэлек- тропике и может быть использовано при проектировании и эксплуатации мощных пьезокерамических излучателей i механических колебаний.

Цель изобретения - повышение точности и обеспечение возможности измерения при больших напряжениях возбуждения.

I На чертеже представлена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит генератор 1, электронный ключ 2, усилитель 3 мощности, интегратор 4, фазометр 5, измерительный прибор 6, вольтметр 7, осциллограф 8 и частотомер 9. I Для устройства должны выполняться Следующие соотношения:

R,« R, R « (ЧСо)

Z R, Z 4 (iJ.CgT , где Z - выходное сопротивление усилителя мощности.

Способ осуществляют следующим об- 1эазоМе

i Непрерывньй сигнал с выхода генератора 1 модулируется с помощью клю- ka 2, на выходе которого появляется последовательность радиоимпульсов. астота следования и длительность (от О до ) радиоимпульсов регули- Дуются с помощью ключа 2. Сигнал с йыхода ключа 2 попадает на усилитель

15

Как только резонанс достигнут, измеряют величину А и частоту генератора 1, а также с помощью фазомет- ; ра 5 и измерительного прибора 6 измеряют фазу Ч и модуль I тока возбуждения преобразователя. При отсутствии импульсных фазометра и вольтметра величины и I могут быть из- 10 мерены либо с помощью осциллографа, либо в непрерывном режиме. Для этого после измерения А необходимо ключ 2 перевести в положение пропускания непрерывного сигнала.

Способ не требует проведения уникальных измерений;(мгновенного значения напряжения при мгновенном отключении возбуждения). Все измерения могут быть выполнены с высокой степенью точности, поэтому погрешность предлагаемого способа меньше, чем известного.

С помощью предлагаемого способа обеспечивается возможность измерения 25 Kj и мощных преобразователей в реальных рабочих условиях:, причем режи измерения и рабочий режим совмещены. Формула изобретения

Способ измерения коэффициента электромеханической связи пьезоэлектрических резонаторов, включающий возбуждение свободных колебаний пьезорезонатора электрическим радиоимпульсом, вьделение и анализ свобод20

30

мощности и далее на преобразователь 5 ных затухающих колебаний и вычисле- rt первый вход осциллографа. 8. На коэффициента электромеханической

я

Чторой вход осциллографа поступает Напряжение, снимаемое с резистора R,, Последовательно подключенного к преобразователю. .Регулируя с помощью ключа 2 частоту повторения и длитель- HiocTb импульсов, обеспечивают выполнение условий: полное затухание свободных колебаний преобразователя и окончание импульса при U 0. Эти условия контролируются с помощью осциллографа 8. Сигнал с токоизмери- тельного резистора R, поступает на вход интегратора 4, вход которого открывается синхроимпульсом, генерируемым ключом в момент окончания радиоимпульса, т.е. интегратор реагирует только на свободные колебания После интегратора сигнал поступает ни измерительный прибор 6, которьш измеряет величину А. Регулируя частоту генератора 1, подбирают максимальную величину А, что соответствует достижению условия резонанса.

40

45

50

55

связи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и обеспечения возможности измерения при больших напряжениях возбуждения, электрический радиоимпульс отключают в момент равенства нулю напряжения на пьезорезонаторе, закорачивают пье зорезонатор и измеряют протекший через резонатор суммарный заряд за время существования свободных колебаний, подбирают частоту заполнения радиоимпульса для достижения максимума суммарного заряда, после чего измеряют частоту, модуль, фазу тока радиоимпульса и вычисляют коэффициент электромеханической связи К« пьезорезонатора по формуле

л|7а) V4Ic5s. + 1) где U , I, f - частота, модуль и фаза тока радиоимпульсаj А - максимум сумт-гарного заряда.

5

Как только резонанс достигнут, измеряют величину А и частоту генератора 1, а также с помощью фазомет- ; ра 5 и измерительного прибора 6 измеряют фазу Ч и модуль I тока возбуждения преобразователя. При отсутствии импульсных фазометра и вольтметра величины и I могут быть из- 0 мерены либо с помощью осциллографа, либо в непрерывном режиме. Для этого после измерения А необходимо ключ 2 перевести в положение пропускания непрерывного сигнала.

Способ не требует проведения уникальных измерений;(мгновенного значения напряжения при мгновенном отключении возбуждения). Все измерения могут быть выполнены с высокой степенью точности, поэтому погрешность предлагаемого способа меньше, чем известного.

С помощью предлагаемого способа обеспечивается возможность измерения 5 Kj и мощных преобразователей в реальных рабочих условиях:, причем режим измерения и рабочий режим совмещены. Формула изобретения

Способ измерения коэффициента электромеханической связи пьезоэлек. трических резонаторов, включающий : возбуждение свободных колебаний пьезорезонатора электрическим радиоимпульсом, вьделение и анализ свобод0

0

5 ных затухающих колебаний и вычисле- коэффициента электромеханической

я

0

5

0

5

связи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и обеспечения возможности измерения при больших напряжениях возбуждения, электрический радиоимпульс отключают в момент равенства нулю напряжения на пьезорезонаторе, закорачивают пье- зорезонатор и измеряют протекший через резонатор суммарный заряд за время существования свободных колебаний, подбирают частоту заполнения радиоимпульса для достижения максимума суммарного заряда, после чего измеряют частоту, модуль, фазу тока радиоимпульса и вычисляют коэффициент электромеханической связи К« пьезорезонатора по формуле

л|7а) V4Ic5s. + 1) где U , I, f - частота, модуль и фаза тока радиоимпульсаj А - максимум сумт-гарного заряда.

Изобретение относится к радиоэлектронике. Цель изобретения - повышение точности и обеспечение возможности измерения при больпшх напряжениях возбуждения. Регулируя с помощью ключа 2 частоту повторения и длительность импульсов, обеспечивают выполнение условий полного затухания свободных колебаний преобразователя и окончания импульса. Интегратор 4 реагирует только на свободные колебания. Регулируя частоту генератора 1, достигают условия резонанса. С помощью фазометра 5 и измерительного прибора 6 измеряют фазу и модуль тока возбуждения преобразователя. 1 ил.