Устройство для измерения пьезоэлектрического модуля Советский патент 1981 года по МПК G01R29/22 

Описание патента на изобретение SU866503A1

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

1

Изобретение относится к технике измерений электрофизических параметров ньезокерамических материалов и может быть использовано для измерения пьезоэлектрического юдуля пьезокристаллов.

Известно устройство для измерения пьезоэлектрического модуля, содержащее эталонный пьезоэлемент, подвергающийся сжатию механическим усилием с помощью электромагнита, усилители напряжений, снимаемых с эталонного и измеряемого пьезоэлементов, элемент сравнения и блок цифровой индикации D.

Недостатком его является необходимость проверки и поддержания стабильности характеристик эталонного пьезоэлемента.

Известно также устройство для измерения напряжения в цифровой форме (в том числе напряжения, формируемого после механического воздействия на пьезоэлемент), которое содержит три

МОДУЛЯ

ключа, интегратор, компаратор, генератор счетных импульсов, цифровой счетчик, триггер и блок индикации С23.

Недостатком его является невозможность определения пьезоэлектрического модуля в цифровой форме.

Цель изобретения - автоматизация измерений.

Цель достигается тем, что в устройство, содержащее два входа ройства, один из которых соединен с корпусом устройства, а второй - с входом первого ключа; управлякиций вход которого подключен к первому выходу триггера, вторым выходом соединенно15го с управляющим входом второго ключа, выходом соединенного с выходом первого ключа и входом интегратора, выход которого подключен к одному из входов компаратора, вторым входом со-20единенного с корпусом устройства, и. генератор счетных импульсов, выходом соединенный с управляющим входом третьего ключа, выход которого через цифровой счетчик подключен к блоку индикации, введены второй триггер, усилитель, датчик механического усилия и Генератор импульсов заданной длительности, вход которого соединен с входом Пуск, а первый, выход упомя нутого генератора подключен к одному из входов триггера, вторым входом соединенного с Вторым выходом генератора импульсов заданной длительности и одним из входов второго триггера, второй вход которого подключен к выходу компаратора, а выход второго триггера соединен с входом третьего ключа, при этом датчик механического усилия через усилитель подклю 1ен к входу второго ключа. На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 временнь1е зависимости сигналов в некоторых узлах блoк-cxe ы устройства. Устройство содержит электромагнит для механического нагружения Испытуемого пьезоэлемента 2, датчик 3 меха нического усилия, усилитель 4, ключи 5 и 6, интегратор 7, компаратор 8 триггер 9, генератор 10 импульса заданной длительности, триггер 11, генератор 12 счетных импульсов, ключ 1 цифровой счетчик 14, блок 15 индикации, входы устройства 16 и 17 и вход Пуск 18. Устройство работает следующим образом. Цикл измерения начинается с того, что в момент времени t (фиг. 2) генератором 10 импульса заданной длительности через триггер 9 открываетс ключ 6 и закрывается ключ 5 и производится нагружение испытуемого пьезо злемента силой F. При этом за время Т (фиг. 2) заряд с пьезоэлемента полностью стекает через входное сопротивление интегратора. Напряжение на выходе интегратора 7 возрастает по закону tj (-Ч 4«) , t где Q - заряд, образовавшийся на об разце вследствие прямого пьезоэффекта; Кд- коэффициент пропорционапьно ти. Под воздействием приложенной нагрузки датчик 3 механического усили выдает электрический сшнал, которы после его усиления усапителем 4 поступает на вход закрытого ключа 5, причем напряжение на выходе усилите я 4, есть лунейная функция силы F агружения Up KpF , де Кр - величина постоянная, определяемая при калибровке датчика механического усилия. Через интервал времени Т,, когда апряжение J i(f )Я , генераор 10 закрывает ключ 6 и открывает люч 5. Таким образом, в момент to входу интегратора 7 оказывается приоженным напряжение U, дротивоположое по знаку напряжению,и({)1({)-У0.4,„т. роме того, в момент t импульсом от . енератора 10 через триггер II открыается ключ 13 и импульсы с частотой o поступают от генератора 12 на вход ифрового счетчика 14. В момент tg , f когда Qi компаратор 8 ерез триггер 11 выключает ключ 13 и рекращает доступ импульсов на счетчик 14. Время поступления импульсов t д на ход счетчика 14--,определяется из усовия Х Ьх e QbffMt i alUpcJt kg-QrkgkpJpai Учитывая, что F - установившееся значение силы нагружения - величина постоянная для данного цикла измерения , последнее соотношение можно переписать в виде М - Q. .( или р- - Kptx Пр определению пьезоэлектрический модуль dj выражается соотношением d33 Тогда с учетом предыдущих выражений d33 Mir Таким образом, число импульсов, зафиксированных блоком 15 индикации за время tj( , опред&1яется из соотношения N - tx fо Тогда время tj определяется из форNмулы t -т , а величину пьезомодуля легко определить из соотношения . N 7о Число импульсов прошедших на отсчам-ное устройство как функция пьезомодуобразца определяется из выражеfo

N

Кр зэФормула изобретения

Устройство для измерения пьезоэлектрического модуля, содержащее дв входа, один из которых соединен .,с корпусом устройства, а второй - с вхдом первого ключа, управляющий вход которого подключен к первому выходу триггера, вторым выходом соединенного с управляющим входом второго ключа, выходом соединенного с выходом первого ключа и входом интегратора, выход которого подключен к одному из входов компаратора, вторым входом соединенного с корпусом у Ыройства, и генератор счетных импульсов, выходом соединенный с управляющим входом третьего ключа, выход которого через цифровой счетчик подключен к блоку

индикации, отличающееся тем, что, с целью автоматизации измерений, в него введены второй триггер, усилитель, датчик механического

усилия и генератор импульсов заданной длительности, вход которого соединен с входом Пуск, а Первый выход омянутого генератора подключен к одному из входов триггера,-вторым входом соединенного с вторым выходом генератора импульсов заданной дпитель-. ности и одним из входов второго триггера, второй вход Которого подключен к выходу компаратора, а выход второго

триггера соединен с входом третьего ключа, при этом датчик механического усилия через усилитель подключен к входу второго ключа.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франции 1 2197459, кл, G 01 О 1/00,

2.Шляндин В.М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы 1973, с. 186 (прототип).

Похожие патенты SU866503A1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТОВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ 1997
  • Осипов О.И.
  • Осипов И.О.
  • Тимошенков Ю.А.
  • Тимошенкова Н.Ю.
  • Карюхин А.В.
RU2129284C1
Устройство для измерения температуры 1987
  • Грибок Николай Иванович
  • Дорожовец Михаил Миронович
  • Забульский Владимир Васильевич
  • Макух Василий Михайлович
  • Осинчук Владимир Васильевич
  • Романюк Степан Григорьевич
  • Савенко Сергей Аркадьевич
  • Сасин Юрий Васильевич
  • Стаднык Богдан Иванович
SU1490504A1
Устройство для измерения средних значений нестационарных сигналов 1985
  • Медников Валерий Александрович
  • Порынов Александр Николаевич
SU1337784A1
Устройство для измерения показателя тепловой инерции термопреобразователя 1983
  • Ковальчук Николай Григорьевич
  • Полищук Евгений Степанович
  • Продоус Георгий Яковлевич
  • Пытель Иван Данилович
  • Тищенко Людмила Михайловна
SU1093912A1
Устройство для измерения и контроля технологических параметров 1983
  • Животченко Сергей Иванович
  • Гузий Валерий Григорьевич
SU1136116A1
ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИЙ ТРЕНАЖЕР ДЛЯ БОКСА И ДРУГИХ ВИДОВ ЕДИНОБОРСТВ 1997
  • Лазукин Александр Николаевич
RU2118194C1
Измеритель среднеквадратического значения напряжения одиночного импульса случайной формы и длительности 1987
  • Романов Вячеслав Евгеньевич
  • Семенов Анатолий Николаевич
  • Морозов Василий Ильич
SU1429054A1
Устройство для контроля дефектов поверхности 1987
  • Гуния Виктор Эдуардович
  • Зюбин Алексей Борисович
SU1520354A1
ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ КРИТЕРИЯ ВОСПЛАМЕНЯЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ИСКРОВЫХ РАЗРЯДОВ В СВЕЧАХ ЗАЖИГАНИЯ 2000
  • Гизатуллин Ф.А.
  • Абдрахманов В.Х.
RU2182336C2
Устройство активного контроля состояния режущего инструмента 1977
  • Добровинский Исаак Рувимович
  • Долгов Александр Сергеевич
  • Марченко Виктор Васильевич
  • Медведик Юрий Тимофеевич
  • Симакин Валерий Иванович
SU771510A1

Иллюстрации к изобретению SU 866 503 A1

Реферат патента 1981 года Устройство для измерения пьезоэлектрического модуля

Формула изобретения SU 866 503 A1

SU 866 503 A1

Авторы

Холошин Валерий Григорьевич

Шмидт Юрий Рудольфович

Акопьян Владимир Акопович

Шевченко Алексей Андреевич

Даты

1981-09-23Публикация

1979-12-25Подача