Способ определения резонансной частоты пьезопреобразователя Советский патент 1988 года по МПК G01R29/22 

Изобретение относится к средствам ультразвуковой измерительной техники и может быть полезным для измерения параметров пьезопреобразователей как в процессе их производства, так и в процессе производства ультразвуковой аппаратуры, использующей пьезопреоб- разователи.

Цель изобретения - увеличение точ- ности.

На фиг.1 приведены временные диаграммы возбуждающего импульса тока а и напряжения на пьезопреобразователе б; на фиг. 2 - векторные диаграммы, поясняющие образование переменного напряжения на пьезопреобразователе; на фиг. 3 - форма напряжения на пьезопреобразователе при одновременном возбуждении колебаний низкочастотной и высокочастотной мод.

Способ осуществляют следующим образом.

На пьезопреобразователь.подают . двухполярный импульс тока (фиг.1а), который в момент окончания t, возбуждает на пьезопреобразователе переменное напряжение, образование которого поясняется на фиг.2. Вектор результирующего напряжения ир является сум- мой трех векторов и, , U, .., соответствующих составляющим напряжения, возбуждаемым соответственно первым, вторым и третьим перепадами тока (фронтами импульса). Напряжение на пьезопреобразователе соответствует проекции вектора на вертикальную ось вектор вращается с угловой скоростью определяемой частотой колебаний, возбуждаемых Б преобразователе. Ьусть в пьезопреобразователе возбуждаются колебания только высокочастотной моды с частотой fg . При 2 l/f,, к моменту t( BeKj;op U,j. делает полный оборот, вектор Ug-j;- пол-оборота. В результате все три вектора оказьша- ются коллинеарны, а напряжение на , преобразователе начинается с нуля (фиг.16, кривая 1; фиг.2а). При к моменту t, вектор и,делает менее оборота, iJ - менее пол-оборота. Вектор U лежит в IV квадранте, напряжение на пьезопреобразователе начинается с некоторого отрицательного напряжения (фиг.16, кривая 2; фиг.26). При к моменту t, вектор и делает больше оборота, и,, - больше пол-оборота. Вектор Up лежит в IV квадранте, напряжение на преобразователе начинается с некоторого положительного значения (фиг.16, кривая 3; фиг.2в).

Если в преобразователе возбуждается паразитная низкочастотная мода колебаний с частотой Рд « f д, например радиальные колебания пластин, поляризованных по толщине, то для такого колебания вьтолняется условие 2tff. 1 /Рд потому напряжение на пьезо- преобразователе начинается с отрицательного значения и изменяется е частотой Р (фиг.2г). -При наличии колебаний обоих типов напряжение на пьезопреобразователе равно сумме напряжений высокой и низкой частот (фиг.З). Изменяя длительность импульса 2Г, добиваются нулевой начальной фазы высокочастотного напряжения. Е этом случае частота высокочастотного напряжения, совпадающая с частотой собственного резонанса пьезопреобразователя,

определяется из соотношения f яг.

с

Формула изобретения

Способ определения резонансной частоты пьезопреобразователя путем возбуждения его прямоугольным двух- полярным симметричньм импульсом тока имеющим длительность положительной и отрицательной полуволн Т приблизительно равную l/2fp, где f д - резонансная частота пьезопреобразователя, и анализа временной зависимости электрического напряжения на пьезопреобразователе, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности, изменяют длительность импульса тока до достижения нулевой начальной фазы высокочастотного напряжения на пьезорезонаторе в момент окончания импульса, а резонансную частоту опреределяют по формуле f .

а I

ff и

Изобретение относится к средствам ультразвуковой измерительной техники и может быть использовано при измерении параметров пьезопреобразователей как в процессе их производства, так и процессе производства ультразвуковой аппаратуры, использующей преобразователи. Для этого преобразователь возбуждают прямоугольным двухполярным симметричным импульсом тока, у которого длительность f положительной и отрицательной полуволн принимается равной у , где fo резонансная частота преобразователя. Для повышения точности определения f длительность импульса тока изменяют до достижения нулевой начальной фазы высокочастотного напряжения на пьезорезонаторе в момент окончания импульса. Резонансную «частоту определяют по формуле о 2€ 3 ил. k

и.

о

д f% .

и

«.

t 5

. faz. 1

Uir

Составитель В.Максименко

Редактор Е.Папп

Техред А.Кравчук

Заказ 3872/44Тираж 772Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

fue.J

Корректор М.Шароши