Устройство для контроля электроакус-ТичЕСКиХ пРЕОбРАзОВАТЕлЕй Советский патент 1981 года по МПК H04R29/00 

- I Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для контроля электроакустических преобразователей. Известно устройство для приложения локальной силы к полупроводниковым структурам, в котором статические усилия создаются, как в некоторых типах микротвердомеров/, с помощью тарированных грузов 1. ... Недостатком этого устройства является невозможность плавной регулировки прикладываемых к исследуемому образцу статических усилий и отсутствие возможности создания переменных усилий. . Наиболее близким к изобретению является устройство для контроля электроакустических преобразователей, содержащее электрическую схему возбуждения, подключенную к измерительному электромеханическому преобразователю с подвижной частью которого жестко связан шток с иглой, а также электрическую измерительную схему и испытуемый электромеханический преобразователь, установленный в держателе мани . пулятора, прикрепленного к основанию штатива 2. К недостаткам данного устройства можно отнести недостаточную точность измерений и сравнительную узость диапазона рабочих частот. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение диапазона рабочих частот. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для контроля элек троакустических преобразователей, содержащем электрическую схему возбуждения, подключенную к измерительному электромеханическому преобразователю, с подвижной частью которого жестко связан шток с иглой, а также электрическую измерительную схему и испытуемый электромеханический преобразова- . тель, шток выполнен в виде электрически секционированного пьезоэлектрического стержня, у которого одна пара электродов подключена параллельно электрической схеме возбуждения, а другая пара через дополнительно введенный переключатель соединена с электрической измерительной схемой, причем испытуемый электромеханический преобразователь подключен к отдельным (ПОДВИЖНЫМ контактам упомянутого переключателя.

На чертеж изображена схема предагаемог.о устройства.

Устройство содержит штатив 1 с закрепленным на нем электромеханичесим преобразователем, выполненным, например, в виде кольцевого постоянного магнита 2 и подвижной катушки 3 с электрической обмоткой. С катушкой соединен шток 4, выполненный в виде электрически секционного пьезоэлектрического стержня, на конце которого укреплена игла 5 с двумя парами электродов б и 7. Электроды б подключены параллельно электрической обмотке на катушке 3, а электроды 7 через переключатель 8 подключены к измерительному усилителю 9, соединенному с осциллографом 10. Генератор 11 постоянного напряжения, амперметр 12, генератор 13 переменного напряжения И- вольтметр 14 образуют электричвск:ую схему возбуждения и подключены к электрической обмотке катушки 3 и соответственно к электродам б пьезокерамического стержня 4-. Исследуемый электромеханический преобразователь 15 в держателе . 16 закреплен на трехкоординатном микроманипуляторё 17 и с его помощью приводится в соприкосновение с иглой 5. Точка соприкосновения выбирается и наблюдается через бинокулярный микроскоп 18.

Устройство работает следующим образом.

После -соприкосновения иглы 5 с выбранной точкой испытуемого преобразователя 15 в зоне контакта с помощью генератора постоянного напряжения создается требуемое статическое усилие, величина которого устанавливается по показанию амперметра в соответствии с известной тариро.вочной кривой. Для .приложения переменного усилия переменное напряжение от генератора 13 переменного напряжения подается на обмотку катушки 3 и одновременно на электроды б. При возбуждении в устройстве переменной составляющей усилия его величина контролируется с помощью измерительного усилителя-9, к которому подключены электроды 7. Чувствительность пьезокерамического стержня к одноосному сжатию не зависит от величины статических усилий в широком диапазоне (до 100-200 кг) и частотно независима до ультразвуковых частот (fрег 10 Гц). При возбуждении части стержня, расположенной между электрода1УШ 6, переменным электрическим напряжением амплитуды V и частоты

f в части стержня между электродами 7 возникает электрический сигнал Vc пропорциональный чувствительности у. стержня к силе. При этом величина

ременного усилия Р.„При иэмене-Тс

5 - OF

НИИ статического усилия величина F остается постоянной. Величина переменной сил в возбуждающей системе пропорциональна величине тока вне

. зависимости от типа преобразователя. Выполнение штока в виде электрически секционированного пьезоэлектрического дтержня с двумя парами электрически независимых электродов, одна из которых подключена параллельно

S электродам электродинамического возбудителя, а другая через переключатель к измерительной схеме,при, водит по сравнению с известным устройством к расширению рабочего диапазона частот возбуждения, при этом повышается точность измерения переменной составляющей усилий в широком интервале статических усилий.

Формула .изобретения

Устройство для контроля электроакустических преобразователей, содержащее электрическую схему возбуждения, подключенную к измерительному электромеханическому преобразователю, с подвижной частью которого жестко связан шТок с иглой, а также электрическую измерительную схему и испы -туемый электромеханический преобразователь, отличающ-ееся тем, что, с целью повышения точности измерений.и расширения диапазона рабочих частот, шток выполнен в виде

0 электрически секционированного пьезоэлектрического стержня, у которого одна пара электродов подключена па- . раллельно электрической схеме возбуждения, а другая пара через дополнительно введенный переключатель соединена с электрической измерительной схемой, причем испытуемый электромеханический преобразователь подключен к отдельным неподвижным контактам

упомянутого переключателя.

Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе

1.Burus F.P., Joyi Acoust. Soc . Amer., V. 29, 248, 1959, pp. 11321146.

2.Физическая акустика. Под ред. Мэзона, т. 1, М., Мир, 1967,

с. 278 (прототип).

П