Устройство для измерения переходной характеристики пьезокерамики Советский патент 1982 года по МПК G01R29/22 

(St) УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕХОДНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЬЕЗОКЕРАМИКИ

I

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения динамических параметров пьезокерамических преобразователей. .

Известнб устройство для измерения динамических параметров пьезокерамики, которое содержит соединенные последовательно импульсный гене-ратор, исследуемый пьезопреобразователь, устройство компенсации помехи, усилитель и осциллограф. Компенсация возбуждающего импульса (ВИ) реализуется напряжением противоположной полярности. В этом устройстве на сигнале реакции (СР) обычно имеются импульсы фронтов ВИ из-за неполной их компенсации, приводящие к искажению СР. При этом компенсация ВИ осуществляется индивидуально для каждого образца пьезокерамики из-за возможных разбросов ее емкости t1.

Недостатком указанного устройства является малая амплитуда СР из-за

демпфирования колебаний пьезокерамики выходным сопротивлением генера тора ВИ. Демпфирование начинается уже на заднем фронте ВИ из-за плавного подхода напряжения на пьезокерамике к нулю. После окончания ВИ при регистрации СР малое выходное сопротивление импульсного генератора шунтирует емкость пьезокерамики и тем уменьшает амплитуду СР и вносит

10 затухание, т.е. искажает информацию о форме СР. Кроме этого, разделительная емкость на входе усилителей СР препятствует прохождению апериодической составляющей СР.

15

Известно устройство для измерения электрофизических характеристик пьезокерамики, которая содержит источник испытательного сигнала, перек30лючатель индикатор частоты, датчик амплитуды, преобразователь амплитуды и добротности, делитель и экстрематор 123. 392 Недостатком известного устройства является низкая помехозащищенность сигнала откпика пьезокерамики. Цель изобретения - уменьшение влияния помех на сигнал отклика пьезокерамики. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник испытательного сигнала, соединенный с входом переключателя, первый выход которого подключен к одной из входных клемм устройства, и индикатор, введены ключ, пороговый усилитель, регулируемый делитель напряжения и повторитель напряжения, при 5

этом второй выход переключателя соединен с одним из входов порогового усилителя, второй вход которого соединен через регулируемый делитель напряжения с входом индикатора и с выходом повторителя напряжения, вход которого соединен с упомянутой входной клеммой и с первым выходом ключа, второй выход которого подключен к второй входной клемме устройства, а вход ключа соединен с выходом порогового усилителя.

На фиг,1 изображена структурная схема устройства, на фиг,2 электрическая функциональная схема, на фиг,3 принципиальная э.пектрическая схема,

Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 напряжения переключатель 2, 1Ьезокерамику 3, повторитель k напряжения, осциллограф 5 пороговый усилитель б, ключ 7, снабженный токоограничителем, регулируемый делитель 8 напряжения и входные клеммы 9 и 10 устройства. Устройство работает следующим образом.

Рассмотрим работу устройства по упрощенной схеме (). При ненажатом переключателе 2 пьезокерамика заряжена до напряжения источника 1, а ключ 7 разомкнут,.При нажатии из кнопку 2 источник 1 отключается от пьезокерамики и на первый вход порогового усилителя подается напряжение, что приводит к появлению напряжения на его выходе, которое открывает ключ 7 и пьезокерамика начинает быстро разряжаться. Напряжение на пьезокерэмике 3 и. на выходе повторителя k при этом Пгздает, Как только напряжение на выходе повторителя достигает нуля, срабатывает пороговый усилитель 6 и ключ 7 резко

полняет импеданс соединительных проводов и ключа.

В предлагаемом устройстве отсутствуют разделительные емкости в канале СР. Крутизна перепада напряжения на пьезокерамике велика. Во время регистрации СР пьезокерамика не шунтируется сопротивлениями приборов. Это позволяет, во-первых, получить

без потерь информации неискаженный СР, в том числе и с апериодической составляющей, во-вторых, иметь при анализе резко увеличенную амплитуду . СР, что позволяет исследовать СР без

дополнительного усиления.

Так, на контролируемых .образцах при юстировке зеркал газового лазера начальная амплитуда колебаний СР близка к величине перепада напряжения возбуждения на пьезокерамике (в известных аналогах амплитуды ВИ и СР отличаются на два-три порядка). Достоинством предлагаемого устройства является отсутствие мощного

источника возбуждающего импульсного напряжения и небольшое количество используемых элементов.

Формула изобретения

Устройство для измерения переходной характеристики пьезокерамики, содержащее источник испытательного си гнала о соединенный с зходом перек/йочателя, первый выход которого подключен к одной из входных клемм устройства, и индикатор, отличаюiU е е с я тем, что, с целью уменьшения влияниях помех на сигнал отклика пьезокерамики, в него введены ключ, пороговый усилитель, регулируемый делитель напряжения и повторитель размыкается. За счет воздействия на пьезокерамику резкого перепада напряжения она начинает колебаться и на ее обкладках вырабатывается напряжение СР, которое через повторитель k, выполненный на МДП-транзисторе, подается на осциллограф. Из-за конечного быстродействия порогового усилителя и ключа сигнал на экране осциллографа может несколько смещаться-относительно нуля. Для устранения смещения на вход порогового усилителя следует подать напряжение с потенциометра Уровень (фиг.З). Роль ограничителя тока вынапряжения, при этом второй выход переключателя соединен с одним из входов пороговог;о усилителя, второй вход которого соединен через регулируемый делитель напряжения с входом индикатора и с выходом повторителя напряжения, вход которого соединен с упомянутой входной клеммой и с первым выходом ключа, второй выход

клемме устрийства, а вход ключа соединен с выходом порогового усили теля.

Источники информации, при) ;ятые во внимание при экспертизе

Фиг.1

Jr

л fI I