Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования в электроизмерительных установках по определению электрических параметров пьезокерамических резонаторов. Известно устройство для измерения резонансной и антирезонансной частот пъезокерамических резонаторов, содер жащее автогенератор гармонических ко лебаний с элементом электронной пере стройки частоты, резистивный четьфех полюсник с измеряемым резонатором/ трансформатор в двумя первичными обмотками и двумя вторичными, одна из которых со средним выводом, выпрямитель на диодах 1. однако это устройство имеет низкое качетсво контроля резонаторов. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, которое состоит из автогенераторов гармонических колебаний с элементом электронной перестройки частоты, резистивного четырехполюсника, преобразователя переменного напряжения в постояннЬе операционного усилителя и интегратора 2 . В этом устройстве погрешность И8мерения резонансной и антирезонансной частот зависит от добротности измеряемых резонаторов, так как напряжение смещения определенной величины, подаваемое на один из входов операционного усилителя, соответствует резонансу резонаторов лишь с определенной добротностью. Если резонатор имеет добротность больше определенной, то погрешность в определеНИИ резонанса fp,{H, возрастает, что в конечном счете .приводит к низкому качеству контроля резонаторов. Цель изобретения - повышение точности и надежности контроля. Поставленная цель .достигается вм, что устройство для измерения резонансной и антирезонансной частоты пъезокерамических резонаторов,содержащее переключатель, последовательно соединенные автогенератор гармонических колебаний с элементом электронной перестройки частоты, резистивный четырехполюсник с измеряемым резонатором, преобразователь, операционных усилитель и интегратор, выход которого подключен к входу автогенератора rapf40HH4ecKHX колебаний, а также частотомер, связанный о входом упомянутого резистивного четырехполюсника, снабжено генератором прямоугольных одиночных сигналов, блоком управления реверсом и последовательно соединенными автогенератором прямоугольных сигналов, реверсивным генератором ступенчатого напряжения и резистивным делителем, который через переключатель соединен с вторым входом, операционного усилителя и с входом генератора прямоугольных одиночны с Ъигналов, причем выход интегратора через блок управления реверсом подключен к входам реверсивного генератора ступенчатого напряжения, вход установка О которого соединен с выходом генератора прямоугольных одиночных импульсов. На чертеже изображена схема устройства. Схема содержит автогенератор 1 гармонических колебаний с элементом электронной перестройки частоты, резистивный четырехполюсник 2 с измеряемым резонатором, преобразователь 3 переменного напряжения в постоянное, операционный усилитель 4, интегратор 5, генератор 6 прямоугольных импульсов одиночных сигналов, ре версивный генератор 7 ступенчатого напряжения,блок 8 управления реверсом, автогенератор 9 прямоугольных сигналов,частотомер 10, резистивный делитель 11, кнопка 12. Измерение резонансной частоты про исходит следующим образом. Подлежащий измерению резонатор вставляют в зажимное устройство резистовного четырехполюсника 2. Путем - кратковременного нажатия кнопки 12 в положение d устройство приводят в нг чальное состояние, которое характеризуется следующими признаками. Вследствие подачи на неинвертирую щий вход операционного усилителя 4 напряжения отрицательной полярности { Ej,-j. ) , которое значительно превышает напряжение на инвертирующем вхо де операционного усилителя, напряжение на выходе операционного усилител минимальнр, поэтому частота автогенератора 1 минимальна . На выходе генератора 6 одиночных прямоугольных сигналов появляется импульс отрицательной полярности, ко торый устанавливает в реверсив ный генератор 7 ступенчатого напряже ния. Так как реверсивный генератор ступенчатого напряжения приведен в О состояние, то напряжение на выходе резистивного делих.еля 11 равно t Rg ПИТ..Й 4.R где , R - значения сопротивлений резисторов делителя. После возвращения кнопки 12 в ис ходное состояние (положение а) напр жение, поступающее с резистивного д лителя. 11 на неинвертирующий вход операционного усилителя,также равно величине р , , ак как О состояние реверсивного .енератора 7 ступенчатого напряжения поддерживается импульсом отрицательой полярности с выхода генератора 6 прямоугольных одиночных сигналов. Конденсатор интегратора 5 начинает перезаряжаться до этого напряжения, частота автогенератора 1 начинает расти, приближаясь к резонансной частоте резонатора. На инвертирующий вход операционного усилителя 4 поступает выпрямленное напряжение с преобразователя 3 также положительной йолярности. При равенстве напряжений на обоих входах операционного усилителя 4 частота автогенератора 1 прекращает расти и поддерживается автоматически. Это происходит по той причине, что величина напряжения смещения, подаваемого на неинвертирующий вход операционного у.силителя 4 является несколько меньше, чем она была бы при резонансе измеряемого резонатора. Поэтому при приращении частоты автогенератора 1 в сторону уменьшения или увеличения.напряжения на выходе операционного усилителя 4 всегда изменяется в противофазе входному напряжению.-. Длительность импульса генератора 6 одиночных прямоугольных сигналов выбирается несколько больщей, чем время установления такого состояния операционного усилителя 4. По окончании действия импульса с выхода генератора 6 одиночных прямоугольных сигналов начинает работать реверсивный генератор 7 ступенчатого напряжения; поступающие на счетный вход реверсивного генератора 7 ступенчатого напряжения мпульсы от автогенератора 9 прямоугольных сигналов преобразуются в ступенчатое напряжение, которое суммируется с начальным напряжением на резистивном делителе 11 При считывании очередного импульса напряжение на неинвертирующем входе операционного усилителя 4 возрастает на одну ступеньку, напряжение на выходе операционного усилителя 4 также возрастает, что вызывает увеличение частоты автогенератора 1. Если истинный резонанс еще не наступил, то на инвертирующем входе операционного усилителя 4 также появляется такое же по величине напряжение и, следовательно, выходное напряжение операционного усилителя 4 вновь становится равным нулю. Наступает такой момент, когда при очередном импульсе выходное напряжение операционного усилителя не возвращается к нулевому значени р, что говорит о том, что истинный резонанс проходит. Напряжение (уже не нулевое) с выхода интегратора 5 воздействует на блок 8 управления реверсом резистивного генератора 7 ступенчатого напряжения так что следующий +1 импульс, поступающий на вход реверсивного генератора ступенчатого напряжения, вычитается из суммы предыдущих поступивших импульсов. С приходом п+1 импульса напряжение на нёинвертирующем входе операционного усилителя 4 вновь принимае значение, соответствующее истинному резонансу измеряемого резонатора. Напряжение на выходе операционного усилителя 4 вновь становится равным нулю. Таким образом, после достижения истинного резонанса система все время совершает колебания вокруг истинного резонанса на, величину одной ступеньки. Чем меньше по напряжению эта ступенька, тем точнее определяется резонанс измеряе мого резонатора. Измерение антирезонансной частоты осуществляется аналогично измерению резонансной частоты, но напряжение смещения на неинвертирующем входе операционного усилителя 4 имеет отрицательную полярность. Это необходимо для того, чтобы частота автогенератора 1 в исходном состоянии была максимальной для данного поддиапазо на частот.Резонанс так же, как и антирезонанс замеряется частотомером 10. Формула изобретения Устройство для измерения резонан й и антирезонансной частот пьезокерамических резонаторов, содержащее переключатель, последовательно соединенные автогенератор гармонически колебаний с элементом электронной перестройки частоты, резистивный четырехполюсник с измеряемым реэонатором, преобразователь, операционный усилитель и интегратор, выход которого подключен IK входу автогенератора гармонических.колебаний, а также частотомер, связанный 1с входом упомянутого резистивного четырехполярника, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности контроля, оно снабжено генератором прямоугольных одиночных сигналов, блоком управления реверсом и последовательно соединенными-автогенератором прямоугольных сигналов, реверсивным генератором ступенчатого напряжения и резистивным делителем, который через переключатель соединен с вторым входом операцианного усилителя и с входом генератора прямоугольных одиночных сигналов, причем выход, интегратора через блок управления реверсом подключен к входам реверсивного генератора ступенчатого напряжения, вход установки О которого аоединен с выходом генератора пряиоугольных одиноч ных импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Расчет элементов импульсных радиотехнических устройств. Госэнергоиздат, 1963, с. 15. 2. Авторское свидетельство СССР № 414544, кл. G 01 R 23/12, 1974 прототип).
Авторы
Даты
1981-01-15—Публикация
1976-01-15—Подача