Измеритель емкости пьезоэлементов Советский патент 1982 года по МПК G01R27/26 H04R17/00 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЕМКОСТИ ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к контрольно измерительной технике и предназначено для измерения параметров ультразвуковых пьезопреобразователей. Известно устройство для измерения ста тической емкости пьезоэлектрической плас тинки, содержащее измеряемый пьезоэле- мент, генератор перестраиваемой частоты индикатор напряжения и ЬС-контур 1 J. Недостатком данного устройства является невысокая точность измерения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения емкости и тангенса угла потерь, содержащее блок измерения ем кости, в состав которого входят мост для измерения емкости и источник перемен ного напряжения, и электронно-лучевой указатель 2.j. Недостатком известного устройства яв ляется сравнительно низкая точность измерения, вызванная тем, что намерения проводятся не на второй гармонике антйрезонансной частоты. Цель изобретения - повышение точности измерения статической емкости. Указанная цель достигается тем, что в измеритель емкости пьезоэлементов введены последовательно соединенные автогенератор; преобразователь частота-напряжение, блок аналоговой памяти, преобразователь напряжение-частота, выход-которого соединен с первым входом блока измерения емкости,а также реле и генератор импульсов, соединен своим выходом с обмоткой реле и управляющим входом блока аналоговой памяти, один контакт реле подсоединен к выходу автогенератора, другой контакт - к второму входу блока измерения емкости, при этом подвижный контакт является входом измерения. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Исследуемый пьезоэлемент 1 подключен к центральному контакту 2 реле 3, автогенератор 4, через последовательно соединенные преобразователь частота-напряжение 5, блок 6 аналоговой памяти и преобразователь напряжение-частота 7, ; подключенный к первому входу блока 8измерения емкости. Измеритель также содержит генератор 9 импульсов, шлход которого связан с обмоткой 10 реле 3 и управпякндим входом блока 6 аналоговой .памяти. Второй контакт 11 реле 3 соединен с выходом автогенератора 4, а третий 12 - со вторым входом блока 8 измерения емкости.

Измеритель работает следующим образом.

.В некоторый момент времени генератор 9 импульсов вырабатывает импульс напряжения, который одновременно подается на обмотку 10 реле 3 и управляющий вход блока 6 аналоговой памяти. В течение этого импульса блок 6 аналоговой па.мяти включен в режим записи, а контакт 2 реле 3 замыкается с контактом 11. При этом автогенератор 4 вырабатывает непрерывный сигнал cf частотой о, равной антирезонансной дастоте пьезоэлемента 1, на выходе преобразователя 5 образуется напряжение Uo-Kofoirfie KQ ко-: эффициент преобразования. Это напряжение записывается в блоке 6 аналоговой памяти и сохраняется до следующего цикла измерения.

По окончании длительности импульса на выходе генератора 9,, контакт 2 реле 3 замыкается с контактом 12, чем пьезоэлемент подключается ко второму входу блока 8 измерения, блок аналоговой памяти переводится врежим считывания, а автогенератор перестает работать, что соответствует нулевому напряжению на выходе преобразователя 5.

Напряжение UQ с выхода аналоговой памяти 6 подается на вход преобразователя напряжение-частота 7, на выходе которого образуется сигнал с частотой

повторения rK(Jo. При этом коэффициенты преобразования К о i выбираются из услория KO 2. В этом случае частота сигнала, питающего блок измерения емкости 8, получается 2fo, т.е. равна второй гармонике антирезонанс- ной частоты пьезоэлемента. В блоке 8 измерения емкости на частоте 2 Г измеряется статическая емкость пьезоэлемента..

Измеритель емкости пьезоэлементов позволяет автоматизировать процесс измерения параметров пьезоэлементов, а также повысить точность за счет того, что емкость измеряется на второй антирезонансной частоте пьезоэлемента.

Формула изобретения

Измеритель емкости пьезоэлементов, содержащий блок измерения емкости и индикатор, отлича ющийся тем, что, с целью повыщения точности измерения статической емкости, в него введены последовательно соединенные автогенератор, преобразователь частота-напряжение, блок аналоговой памяти, преобразователь напряжение-частота, выход которого соединен с первьпи входом блока измерения емкости, а также реле и генера- ратор импульсов, последний соединен своим выходом с обмоткой реле и управляющим входом блока аналоговой памяти, при этом один контакт реле подсоединен к Шз1ходу автогенератора, другой кон тактк второму входу блока измерения емкос, ти, подвижный контакт является входом измерителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Глозман .И. А. Пьезокерамика. М., Энергия, 1972, с. 60 (прототип).