Способ измерения механической добротности пьезокерамических материалов Советский патент 1982 года по МПК G01R29/22 

Изобретение относится к радиофиэ ческим измерениям и может быть испо зовано для измерения электрофизичес ких параметров, в частности механической добротности (Ом), пьезокерам ческих материалов. Известен метод измерения электри ческих параметров пьезорезонаторов согласно которому параметры определяют в момент равенства нулю реактивной составляющей проводимости резонатора, а значение частоты в этот момент соответствует резонансу tn. Недостатком указанного метода является ограниченный диапазон измерения параметров пьезокерамичес кого резонатора и низкая точность измерения. Наиболее близким к предлагаемому является метод измерения добротности, согласно которому на исследуемый пьезокерамический элемент подают электрический сигнал с частотой/ которую изменяют в окрестности резонансной для пьезокерамического элемента частоты, измеряют частоты fpH fg, на которых достигает максимума и минимума модуль тока через пьезокерамический элемент, добротность рассчитывают по формуле п i« 2jR7e:.c f;Tf§-f|y где Rpgjj - сопротивление пьезорезонатора на резонансной частоте f р; CQ - емкость пьезорезонатора на резонансной частоте 2}. Недостатком известного способа является необходимость в измерении четырех величин, по которым вычисляется добротность, а также низкая точность измерения. Цель изобретения - уменьшение времени измерения и повышение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения механической добротности пьезокерамичес ких материалов, заключающемся в подаче электрического сигнала на пьезокерамический элемент, изготовленный из исследуемого пьезокерамического материала, и измерений частоты сигнала, являющегося реакцией пьезокерамичес.кого элемента на подаваемый сигнал, из электрического сигнала, являющегося реакцией пьезокерамического элемента на подаваемый сигнал, выделяют его мнимую составляющую, изменяют частоту подаваемого сигнала до получения экстремальных значений мнимой составляющей и по частотам, соответствующим экстремальным значениям мнимой составляющей- сигнала, определяют добротность.

На чертеже приведена функциональная электрическая схема устройства, поясняющая способ измерения.

Устройство содержит генератор 1 сиг.налов, пьезокерамический элемент 2, резистор (R) 3, фазовращатель , частотомер 5 синхронный детектор 6, вольтметр 7.

Устройство работает следующим образом.

Электрический сигнал синусоидальной формы подается с выхода генератора 1 сигналов на пьезокерамический элемент 2. Сигнал с резистора 3 поступает на один вход синхронного детектора 6. Одновременно сигнал с генератора 1 сигналов через фазовращатель k поступает на другой вход синхронного детектора 6. Выходное напряжение синхронного детектора 6 регистрируется вольтметром 7. С помощью фазовращателя 4 устанавливается такой режим работы синхронного детектора 6, что на его выходе наблюдается с помощью вольтметра 7 сигнал, амплитуда которого пропорцио- . нальна действительной или мнимой

составляющей тока через пьезокерами-, ческий элемент 2. Определяют частоты f и fо , соответствующие экстремумам мнимой составляющей тока или половинному уровню действительной составляющей тока через пьезокерамический элемент 2.

Механическая добротность Q определяется по формуле

.Й

f,

,-f,

где

Формула изобретения

Способ измерения механической добротности пьезокерамических материалов , заключающийся в подаче электрического сигнала на пьезокерамический элемент, изг;отовленный из исследуемого пьезокерамического материала, и измерении частоты си)- нала, являющегося реакцией пьезокерамического элемента на подаваемый сигнал, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени измерения и повышения точности измерения, из электрического сигнала, являющегося реакцией пьезокерамического элемента на подаваемый сигнал, выделяют его мнимую составляющую, изменяют частоту подаваемого сигнала до полученид экстремальных значений мнимой составляющей и по частотам, соответствующим экстремальным значениям мнимой составляю щей сигнала, определяют добротность.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 388235, кл. G 01 R 29/22, 1971.

2.Глозман И.А. Пьезокерамика. М., 1967, с..