Пьезоэлектрический преобразователь Советский патент 1979 года по МПК H04R17/00 

I

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и в частности может быть использовано в ультразвуковых импульсных дефектоскопах, толщиномерах и мепицинских .диагностических приборах. Известен пьезоэлектрический Нреобразователь, содержащий пьезоэлемент, индуктивность и конвертор отрицательного сопротивления (КОС) с отрицательным-активным входным сопротивлением l. Однако акусти ческое согласование этого пьезопреобразователя с рабочей средой, а тем самым и повышение точности измерений осуществляется только для сигнала с узким частотным спектром. Поэтому такой пьезоэлектрнческий преобразователь не может быть использован при работе с короткими акустическими импульсами.

Наиболее близким по технической сущности является пьезоэлектрический приек ник акустических колебаний, содержащий недемпфированную пьезопластинку и конвер тор отрицательного сопротивления (КОС) с емкостной нагрузкой 2

Однако .при работе такого преобразователя в широком диапазоне частот отмечается его бошзщая склонность к самовоэбуждению, что уменьша.ет точность ультразвуковых измерений.

Белью изобретения является стабилизация его выходных характеристик в широком частотном диапазоне.

Поставленная цель достигается тем, что между конвертором отрицательного сопротивления и пьезопластинкой включен циркулятор, к. управляющему входу которого подключен электрический двухполюсник, входное электрическое сопротивление которого за пределами рабочего частотного диапазона рассогласовано относительно ВХОДН01Х) сопротивления циркулятора.

На чертеже представлена схема пьезоэлектрического преобразователя.

Пьезопреобразователь содержит пьезоэлектрическую пластинку 1 подключенную к входу циркулятора 2, электрический двухполюсник 3, соединенный с управля11 шнм входом цйркулятора, и конвертор 4 отрицательного сопротивления с емкостной нагрузкой 5, который подключен к выходу циркупятора. К приемно-передающему тракту пьезопластинка подключается зажимом 6...Преобразователь работает следующим образом.

При подключении к пьезопластинке 1 активной электрической цепи, состоящей из циркулятора 2, нагруженного конверта ром отрицательного сопротивления (КОС) 4 с емкостной нагрузкой 5, осуществляется компенсация емкости зажатой пьезо пластинки I.CQ в полосе частот, определяемой селективными свойствами электричеокоГО двухполюсника 3. При нагрузке пьезопластинки отрицательной емкостью равной по абсолютной величинеСо, значительно расширяется полоса пропускания пьезоплас тин.ки 1 Работоспособкосгь упыразвуковь пъезопреобразователей с активными элекТ рическими корректирующими цепями, в которых содержатся эпемен-ч-ы с отрицательйым импедансом, напрш -йо с еьг костной нагрузкой,, oupeos licricH устойч ; - востью такой ,. ;;oa:xyci b-j-ijito-a сйс-г емы в целом. Из теории йктивных э тектричес ких цепей извесг-ю, что усповне устойчйзости для такой сис.темы ЕЬфажается ,,,, гдеС;, - -йкакйческая &мкост lUseaoniiacTHHKHjCH амкэс :й входе КОСа. Резкое изкзенение аепнчйнь вход кого импеданса пьезопр-аобразователя s области резонансной гантирезонансной частоты приводит к иар -щению условий устойчивости электроакустической систелш состоящей только из пьезопластинки и КОСа с емкостной нагрузкой. Для устойчивости такой системь в целом, меищу КОСом и пьезопластинкой включен цирку -. fiS

.„.J

гг

лятор, к управляющему влоду которого подключен электрический двухполюсник, входное сопротивление которого согласовано с выходным сопротивлением циркулятора Б заданной полосе честот и резко рассогласовано за пределами этой полосы частот, т.е. пьезопластинка 1 нагружается отрицательной емкостью -С только в этой полосе частот.

При нагрузке управляющего входа дир кулято{.)а 2 электрическим двухполюсником 3 (в данном случае электрическим фильтром) компенсация емкости зажатой пьезопластинки осуществляется только в полосе частот, величина которой определяется полосой пропускания фильтра 3. Зто увеличивает устойчивость предлагаемого пьезоэлектрического преобразователя и гювыщает точность измерений в щироком диапазоне частот.

Формула изобретения

Пьезоэлектрический преобразователь, содержащий механически недемпфированную пьезопластинку и конвертор отрицательног сопротивления с емкостной нагрузкой,

отличающийся тем, что, с целью стабилизации его выходных характеристик в щироком частотном диапазоне, между конвертором отрицательного сопротивления и пьезопластинкой включен циркулятор, к управляющему входу которого подключен/электрический двухполюсник. Источники информации, принятые во внимание при. экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 44786О, кл.2 Н 04 Т 17/00, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР

-N 276551, кл.2 В Об В 1/06, 1965.