Способ контроля исправности пьезоэлектрических датчиков и устройство для его осуществления Советский патент 1990 года по МПК H04R29/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для контроля технического состояния пьезоэлектрических датчиков, например пьезоэлектрических виброизмеритель- ных датчиков, датчиков переменного давления и др„

Цель изобретения - повышение дос товерности контроля за счет исключения ошибок при измерении параметров контролируемого датчика на различных частотах.

На чертеже представлена схема устройства для контроля исправности пьезоэлектрических датчиков„

Устройство контроля исправности пьезоэлектрических датчиков содержит трансформатор 1 с тремя обмотками 2-4 нагрузочный конденсатор 5 и балансировочный конденсатор 6, выводы 7 и 8 первой обмотки 2 предназначены для подачи синусоидапьного напряжения заданной частоты, первый вывод 9 второй обмотки 3 предназначен для подключения к первому выводу контро- лируемого пьезоэлектрического датчика, второй вывод второй обмотки 3 соединен с первым выводом третьей обмотки и с первым выводом нагрузочного конденсатора 5, второй вывод третьей обмотки 4 подключен к первому выводу балансировочного конденсатора 6, вторые выводы нагрузочного конденсатора 5 и балансировочного конденсатора объединены (вывод 10) и предназначены для подключения к второму выводу контролируемого пьезоэлектрического датчика о

Кроме того, устройство содержит первый и второй шунтирующие конденсаторы 11 и 12, первый и второй ключи 13 и 14, второй нагрузочный конденсатор 15, второй балансировочный конденсатор 16 и компаратор 17 трансформатор 1 снабжен четвертой обмоткой 18, выводы которой подключены к первым выводам соответственно второго нагрузочного конденсатора 15 и второго балансировочного конденсатора 16„ вторые выводы которых объединены и подключены к второму выводу первого нагрузочного конденсатора 5, первые ВЫВОДЫ ПерВОГО И ВТОРОГО ШУНТИ- J

рующих конденсаторов 11 и 12 подключены к первым выводам соответственно первого и второго ключей 13 и 14, вторые выводы которых подключены соответственно к первому выводу второй об-j мотки 3 и к второму выводу третьей обмотки 4, вторые выводы первого и второго шунтирующих конденсаторов 11 и 12 соединены с вторым выводом первого нагрузочного конденсатора 5, первые 2 выводы первого и второго нагрузочных конденсаторов 5 и 15 подключены соответственно к первому и второму входам компаратора 179 а органы управления первого и второго балансировочных кон-2 денсаторов 6 и 16 соединены механической связьюо Позицией 19 на чертеже обозначен контролируемый пьезоэлектрический датчик

i Предлагаемый способ контроля ис нравности пьезоэлектрических датчиков заключается в том, что измеряют емкость контролируемого пьезоэлектрического датчика,.находящегося в свободном состоянии, и его емкость в условиях шунтирования внешней нагрузкой, по которым судят о исправности пьезоэлектрического датчика. Шунтирование пьезоэлектрического датчика осуществля ют конденсатором с емкостью С,(18- 20)-С, где С - емкость пьезоэлектрического датчика без нагрузки, а об исправности пьезоэлектрического датчика судят по выполнению условия С - () 0,01 С, где С - емкость пьезоэлектрического датчика в условиях его шунтирования.

Устройство работает следующим образом,

При подключенном датчике 19 и разомкнутах ключах 13 и 14 производится балансировка моста конденсатором 6, образованного второй 3 и третьей 4 обмотками и датчиком 19, в результате которой емкость балансировочного кон денсатора 6 и второго балансировочного конденсатора 16 устанавливается равной емкости датчика 19, Затем замыкают ключи 13 и 14 и подключают

0 5

«

5

параллельно датчику 19 и параллельно балансировочному конденсатору 6 шунтирующие конденсаторы 11 и 12 соответственно. При этом, если датчик 19 исправен, его совместная с конденсатором 11 емкость не равна сумме обеих этих емкостей и мост разбалансиру- ется. На нагрузочном конденсаторе 5 появляется сигнал разбаланса, который сравнивается компаратором 17 с напряжением на втором нагрузочном конденсаторе 15, При превышении результата сравнения наперед заданной величины (порядка 0,01) компаратор вырабатывает сигнал, соответствующий исправности контролируемого датчика.

Для количественного анализа работы устройства удобно (но не обязательно) принять параметры элементов устройства такими, чтобы токи в контурах моста и обмотке 18 определялись главным образом емкостями датчика 19 и балансировочных конденсаторов 6 и 16 соответственно. Тогда напряжение на конденсаторе 5 пропорционально разности емкостей плеч мое та, а напряжение на конденсаторе 15 пропорционально емкости конденсатора 16, которая в парной фазе работы установлена равной емкости датчика 19с Коэффициент же пропорциональности между обоими сигналами равен отношению напряжений на последовательно соединенных обмотках 3 и 4 и обмотке 18, которое выбрано равным 0,01 исходя из заданного критерия исправности датчика,

Использование изобретения позволяет по сравнению с прототипом повысить достоверность результата контроля исправности датчика.

Формула изобретения

1, Способ контроля исправности пьезоэлектрических датчиков, заключающийся в том, что измеряют емкость пьезоэлектрического датчика и его емкость при воздействии внешней нагрузки, по которым судят об исправности пьезоэлектрического датчика, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, нагрузку осуществляют шунтированием пьезоэлектрического датчика конденсатором с емкостью Сн (18-20) С, где С - емкость пьезоэлектрического датчика без нагрузки, а об исправ

5/1

г.

ji3

19

75

W

16

ли

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет исключения ошибок при измерении параметров контролируемого датчика на различных частотах. Согласно изобретения осуществляют измерения емкости контролируемого пьезоэлектрического датчика в свободном состоянии и в условиях его демпфирования параллельно подключенным конденсатором, по которым судят о неисправности датчика. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

ff ю

/

JL