Измеритель амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей Советский патент 1976 года по МПК H04R17/00 

1

Изобретение относится к области измерительных стеидов.

Известны устройства для измерения амплитудных характеристик преобразователей, содержащие цепь из последовательно электроакустически соединенных генератора электрических имнульсов, эталонного иьезопреобразователя и самописца, в которую подключается исследуемый пьезоцреобразователь. Работа такого измерителя основана на методе замещения.

Однако такое устройство не обеспечивает автоматического измерения амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей.

Цель изобретения - автоматизация измерений.

Это достигается тем, что предлагаемый измеритель содержит имиульсньп модулятор и усилитель мощности, включенные между генератором электрических импульсов и исследуемым пьезопреобразователем, электрически перестраиваемую индуктивность и конвертор отрицательного сопротивления, подключенные к эталонному пьезопреобразователю, селектор имиульсов, детектор и индикатор, включенные между эталонным пьезопреобразователем и самописцем, а также схему задержки видеоимпульсов, включенную между выходом генератора электрических импульсов и управляющим входом селектора импульсов, и схему управления электрически перестраиваемой индуктивностью, управляющий вход которой соединен с управляющим входом импульсного модулятора и с выходом индикатора.

На чертеже показана блок-схема устройства.

Измеритель содержит последовательно электроакустически соединенные генератор I

электрических импульсов, импульсный модулятор 2, усилитель мощности 3, исследуемый пьезопреобразователь 4, эталонный пьезопреобразователь 5, нагруженный электрически перестраиваемой индуктивностью 6 и конвертором 7 отрицательного сопротивления, селектор 8 имиульсов, детектор 9, индикатор 10 амплитудно-частотных характеристик и самописец 11, а также схему 12 задержки видеоимпульсов, включенную между выходом генератора электрических импульсов и управляющим входом селектора импульсов, схему 13 управления электрически перестраиваемой индуктивностью 6, управляющий вход которой соединен с управляющим входом импульсного

модулятора 2 и с выходом индикатора 3, и переключатель 14 режима работы.

Устройство работает следующим образом. Выходной сигнал из индикатора 10 поступает на модулятор 2, на выходе которого получаются радиоимпульсы с качающейся частотой заполнения. Длительность и частоту повторения этих импульсов задает генератор .электрических импульсов. Полученные радиоимпульсы усиливаются в широкополосном усилителе мощности и поступают на исследуемый пьезопреобразователь 4. Ультразвуковой сигнал принимается широкодиапазонным эталонным пьезопреобразователем 5 и через селектор 8 и детектор 9 поступает на вход индикатора 10. Выходной сигнал из индикатора 10 также поступает па схему управления 13 величиной электрически перестраиваемого индуктивного элемента 6. Этот элемент и конвертор 7 отрицательного сопротивления с сопротивлением нагрузки компенсируют емкость симметрично нагруженного пьезопреобразователя 5.

Коэффициент передачи пьезопреобразователя с полностью ско.мпенсированной емкостью зажатой пьезопластинки и при симметричной акустической нагрузке имеет вид

п W I

де е--пьезоэлектрическая константа; / - толш,ина пьезопластинки; .

У

/о

/ - текучая частота;

/о - антирезонансная частота пьезопластинки.

В случае полной компенсации емкости симметрично нагруженной пьезопластинки на каждой рабочей частоте и при компенсации сопротивления потерь электроакустической системы при ПОМО1ЦИ конвертора 7 частотная характеристика такого пьезопреобразователя получается равномерной в широком диапазоне частот, в том числе и на четных гармониках.

В случае измерения амплитудно-частотных характеристик исследуемого пьезопреобразователя 4 в режиме излучения переключатель ставят в положение а - а , тогда пьезопреобразователь с равномерной частотной характеристикой используется в качестве эталонного пьезоприемника. Если амплитудно-частотная характеристика исследуемого пьезопреобразователя измеряется в режиме приема, то переключатель ставят в положение б - б и эталонный пьезопреобразователь 5 используется в качестве излучателя ультразвука,

При измерении амплитудно-частотных характеристик исследуемых пьезопреобразователей в режиме излучения или приема усилитель мош;ности работает соответственно в режимах генератора напряжения или тока. Схема 12 задержки видеоимпульсов открывает селектор 8 только во время действия первого принимаемого импульса. Величину индуктивности 6 при помощи схемы управления подбирают такой, чтобы на каждой рабочей частоте полностью была бы скомпенсирована емкость пьезопластинки. Амплитудно-частотные характеристики исследуемых пьезопреобразователей наблюдаются на экране индикатора 10 или записываются на бумажной ленте

при помощи двухкоординатного самописца.

Формула изобретения

Измеритель амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей, содержащий цепь из последовательно электроакустически соединенных генератора электрических импульсов, эталонного пьезопреобразователя и самописца, в которую подключается исследуемый пьезопреобразователь, отличающийся тем, что, с целью автоматизации измерений, он содержит импульсный модулятор и усилитель мощности, включенные между генератором электрических импульсов и исследуемым пьезопреобразователем, электрически перестраиваемую индуктивность и конвертор отрицательного сопротивления, подключенные к эталонному пьезопреобразователю, селектор импульсов, детектор и индикатор, включенные между эталонным пьезопреобразователем и самописцем, а также схему задержки видеоимпульсов, включенную между выходом генератора электрических импульсов и управляющим входом селектора импульсов, и схему управления электрически перестраиваемой индуктивностью, управляющий вход которой соединен с управляющим входом импульсного модулятора и с выходом индикатора.