Измеритель амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей Советский патент 1979 года по МПК G01R27/28 H04R17/00 

1

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при контроле амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) пьезоэлектрических преобразователей.

Известно устройство, в котором исследуемый преобразователь возбуждается радиоимпульсами с качающейся частотой заполнения и на экране индикатора наблюдается огибающая импульсов, отраженных от задней степки металлического блока 1.

Однако это устройство не может обеспечить автоматического измерения АЧХ исследуемых пьезопреобразователей отдельно в режимах излучения или приема.

Известно устройство, содержащее опорный стол и щтатив, на котором укреплены керамические линзы из титаната бария 2. Применение чувствительного эле.мента, выполненного в виде бинарной системы из двух керамических линз, позволяет получать равномерную частотную характеристику электроакустической системы. Устройство характеризуется сложной технологией изготовления керамических линз, кроме того оно не применимо для исследования АЧХ пьезопреобразователей, работающих отдел.у.ю в режимах излучения или приема в щироком диапазоне частот, поскольку диаграмма направленности керамических линз зависит от рабочей частоты.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения АЧХ пьезоиреобразователей измеритель амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей, содержащий последовательно соединенные генератор, модулятор, схему задержки, селектор, индикатор, детектор, усилитель мощности, эталонный и исследовательский пьезопреобра зователи 3.

Целью изобретения является повыщсняе точности измерения амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей в-щироком диапазоне частот.

Достигается это тем, что измеритель амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей снабжен цепью из последовательно соединенных щирокопо.юсного пьезоприемника, другого детектора, усилителя, подключенной к управляющему входу усилителя мощности, причем исследуемый пьезопреобразователь и широкополосный шезоприемник установлены симметрично относителЕ но акустически нагруженного эталонного из.|учателя акустических сигналов.

На чертеже изображена структурная схе.ма измерителя АЧХ пьезопреобразователей.

Измеритель АЧХ пьезонреобразователей содержит последовательно электроакустически соединенные генератор 1 электрических видеоимпульсов, модулятор 2, усилитель мощности 3, эталонный 4 и исследуемый 5 пьезонреобразователи, селектор импульсов tj, детектор 7, панорамный индикатор АЧХ 8, а также схему 9 задержки видеоимпульсов, переключатель 10 режима работы и цепь из последовательно соединенных широкополосного пьезоприе.мника 11, детектора 12, усилителя 13, подключенных к управляющему входу усилителя мощности 3.

Устройство работает следующим образом Выходной сигнал из индикатора АЧХ 8 поступает на модулятор 2, на выходе которого получаются радиоимпульсы с качающейся частотой заполнения. Длительность и частоту повторения этих и.мпульсов задает импульсный генератор 1. Полученные радиоимпульсы усиливаются в 1лирокополос11ом усилителе мощности 3 и поступают на эталонный пьезопреобразователь 4. Ультразвуковой сигнал применяется исследуемым пьезопреобразователем 5 и через селектор импульсов 6 и детектор 7 поступает на вход индикатора АЧХ 8. Ультразвуковой сигнал из эталонного излучателя 4 также постуиает на н ирокогюлосный пьезоприемник 11 и через детектор 12 и усилитель 13 поступает на унравляющий вход усилителя мощности 1 Коэффициент усиления усилителя мощности 3 зависит от величины электрического сигнала, поступающего на управляющий вход.

В частотном диапазоне X 0,1-0,8 АЧХ симметрично акустически нагруженного пьезопреобразователя, работающего в режиме излучения, является линейнонарастающей, а в режиме приема - равномерной. Поэтому применение таких пьезопреобразователей в качестве эталонных возможно только в режиме приема. Для реализации эталонного пьезоизлучателя в щироком диапазоне частот используется дополнительный широкополоснЬ)1Й пьезоприемник 11 с равномерной АЧХ, который через детектор 12 и усилитель 13 подключен к управляющему входу усилителя мощности 3. С увеличением рабочей частоты коэффициент передачи пьезопреобразователя 4 возрастает, что приводит к увеличению сигнала на управляющем входе уси„1ителя мои1.н()сти 3, а соответственно к уменьн ению коэффициента его усиления.

Таким образо.м реализуется эталонный пьезопреобразователь в пироком диапазоне частот.

В случае измерения .4ЧХ исследуемого пьезопреобразователя 5 в режиме приема переключатель И) ставится в положение а -а и тогда пьезопреобразователь 4 используется в качестве эталонного излучателя. Если АЧХ исследуемого пьезопреобразователя 5 измеряется в режи.ме излучения, то переключатель 10 ставится в положение б - б и эталонный пьезопреобразователь 4 применяется в качестве приемника ультразв ка, в этом случае щирокополосный пьезоприемник 11 отключается. Схе.ма задержки видеоимпульсов 9 открывает селектор импульсов 6 только во время действия первого принимаемого импульса. АЧХ исследуемых пьезонреобразователей наблюдается на экране индикатора АЧХ 8.

20Использование новых элементов - широкополосного пьезоприемника, детектора и усилителя повышается точность измерения АЧХ пьезопреобразователей в пшроком диапазоне частот. В результате этого, расщи2J ряется область применения измерителя АЧХ ультразвуковых пьезопреобразователей.

Формула изобретения

Измеритель амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей. содержап1ий последовательно соединенные импульсный генератор, модулятор, схе.му заJ держки, селектор, индикатор, детектор, усилитель мощности, эталонный и исследуемый пьезонреобразователи, отличающийся тем. что, с целью повьипения точности измерения амплитудно-частотных характеристик пьезопреобразователей в щироко.м диапазоне часо тот, он снабжен цепью из последовательно соединенных щирокополосного пьезоприе.мника, другого детектора, усилителя, подключенной к управляющему входу усилителя мощности, причем исследуемый пьезопреоб5 разователь и щирокополосный пьезоприемник установлены симметрично относительно акустически нагруженного эталонного излучателя акустических сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Gericke О. R. Experimental determination of ultrasonic transducer frequency -sPJ se. Materials evaluation, 1966, № 8,

2.Авторское свидетельство СССР № 163448, кл. G 01 L 1/00, 1962.

3.Авторское свидетельство СССР ,NO 505133, кл. Н 04 17/00, 1974.

Д

А