(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЖЕСТКОСТИ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ
При выборе длительности импульса возбуждения по описанному выше правилу около 80% его энергии является действующей, т. е. распределяется в диапазоне частот преобразователя, и эта доля для преобразователей, имеющих различное значение низщей собственной частоты f „л,, сохраняется постоянной.
Кривая 1 (см. фиг. 1) изображает амплитудно-частотную характеристику //(f) преобразователя, а кривая 2 - спектр импульса, который необходимо использовать для возбуждения этого преобразователя. Длительность этого импульса определяется по формуле
Т
«f.c.
Действующая энергия возбуждения пропорциональна заштрихованной площади. Если такой преобразователь возбуждать импульсом меньшей длительности, но такой же амплитуды (его спектр изображен кривой 3), действующая энергия возбуждения оказывается меньще, что влечет уменьшение энергии отклика, т. е. снижение чувствительности. При возбуждении преобразователя импульсом большей длительности (его спектр изображен кривой 4) основная часть энергии спектра сосредоточивается в начальной части частотного диапазона преобразователя и полученная амплитудно-частотная характеристика преобразователя имеет значительные отклонения от действительной. Частота первого обращения в нуль спектра такого импульса находится, в диапазоне частот преобразователя. Следовательно, такой импульс непригоден для возбуждения.
Важным свойством способа является частотная коррекция отклика преобразователя. Действительная амплитудно-частотная характеристика преобразователя может быть получена только при обеспечении возбуждающего воздействия, имеющего равномерный амплитудный спектр во всем частотном диапазоне преобразователя. Такое воздействие может быть реализовано с помощью импульса &шХ1Х, имеющего бесконечную длительность. Импульсы конечной длительности имеют спасающий амплитудный спектр, что влечет за собой пропорциональное уменьшение амплитуд спектральных составляющих отклика. Высокочастотные составляющие спектра отклика более чувствительны к изменению жесткости закрепления, чем низкочастотные. Частотная коррекция отклика позволяет уменьщить погрешность определения амплитудно-частотной характеристики преобразователя. Функция коэффициента преобразования /((f) при возбуждении преобразователя импульсом длительностью t l/2f н.с. изображена кривой 5. Необходимое значение длительности t импульса по значению низшей собственной частоты fac. преобразователя может быть найдено по графику 6 (см. фиг. 2).
Предлагаемый способ может быть реализован с помощью устройства, структурная схема которого изображена на фиг. 3. Устройство состоит из генератора 7 импульса возбуждения, схемы 8 селекции отклика, схемы 9 коррекции и анализатора 10 спектра. Контролируемый преобразователь 11 подключается к выходу генератора 7 и входу схемы 8 селекции.
Генератор 7 формирует импульсы длительностью t ,ь, подаваемые непосредственно на рабочие пьезоэлементы контролируемого преобразователя 11. На входе схемы 8 имеет место суммарный сигнал в виде импульса возбуждения и следующего, после его окончания, отклика. Схема 8 селекции выделяет отклик из суммарного сигнала. Схема 9 коррекции имеет коэффициент передачи, равный функции коэффициента преобразования, что обеспечивает подъем высокочастотных составляющих отклика с целью компенсаци их уменьшения за счет спада спектра импульса возбуждения. Анализатор 10 осуществляет спектральный анализ откорректированного по частоте отклика.
Формула изобретения
Способ контроля жесткости закрепления пьезоэлектрических преобразователей, включающий электрическое возбуждение преобразователя, селекцию отклика и его спектральный анализ, по результатам которого судят о качестве закрепления, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, возбуждение преобразователя осуществляют импульсами, частота которых равна удвоенному значению низшей собственной частоты закрепленного преобразователя, а селекцию отклика производят с частотной коррекцией, исходя из отношения спектра импульса возбуждения и значения спектра на частоте, равной нулю.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР № 505131, кл. Н 04 R 17/00, 1974.
2.Сборник «Вибрационная техника. М., МДИТП, 197Е, с. 45.
20 0 so so 100 120 f, кГц Риг.г
f
-/
a-f
Фиг. 1
Риг. 3
