Способ измерения коэффициента полезного действия резонансного пьезоэлектрического преобразователя

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ,ЦЕТЕЛЬСТВУ т) 558424 Сани Сеаетскна Соцналнстнчеси 5 х Рвсотблни(61 олнительное к авт. свид 1.07,75 (21) 2158625 2 явле л,- Н 04 К 29,00 с присоединением явки Государственный косяте Совета Министров СССР по делам иаооретен 11(71) Заявитель П. А. Чесская, Л, А, Давиденко и Ю. В. Чесский на Трудового Красного Знамени политехническийинститут В. Кор;н сский О",54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ РЕЗОНАНСНОГО ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯИзобре звукового Извест ента пол рических ния полн б) метод акустиче козффц вый метоультра- эффици- езоэлект- измередимости; ения научетом ттметротение относится к области анализа и контроля.ы способы определения ко езного действия (КПД) пь преобразователей: а) метод ого сопротивления или прово; з:ерения звукового давл ской ос преобразователя с иента направленности; в) вг По методу измерения полного сопротивления или проводимости необходимо измерить частотные характеристик;полного сопротивления плп проводимости преобразователя с нагрузкой (помещая его, например, в воду) и без нагрузки (в воздухе пли в вакууме).Метод определения электроакустического коэффициента полезного действия по звуковому давлению с учетом коэффициента направленности преобразователя сложен, так как, кроме частотной характеристики акустического давления, развиваемого преобразователем, необходимо измерить его характеристики направленности для расчета по нпм коэйф 1 циента направленности.11 аиболее близки., .о технической сущ;ости к предложепому способу является ватт- метровой метод измереия коэффицисн" а полезного действия резонансного пьезоэлектрического преобразоватсля, который осуществляется экспериментальным измерениемдВух 1 астотньх характеристик (с нармзкоии без нее) электрической мощности, потребляемой преобразователем, при условии по 5 стоянства действующей силы (для пьсзоэлектрическ х преобразователей пр:1 неизменномподводимом электрическом напряжении). После графического построения двух вышеуказанных характеристик проводят аспмптоту10 спадающих ветвей резонансных кривы.; - линию мощности д 1 электриеск 11 х потерь. Оперируя отрезками ординат полученных графиков, Определ 5 ют электро;кустиес 111 й коэффициент полезного действия и акустическую15 мощность. Недостаток ваттметрового методасостоит в необходимости измерения частотнойхарактеристики электрической мощности,потребляемой преобразователем, при работеего без нагрузки (в воздухе или в вакууме),20 что увеличивает время и средства для измерения коэффициента полезного действия, приводит к возникновению в преобразователеопасных разрушающих механических напряжений и Ведет 1 нагреВу его Выше допуст 125 мой температуры.Известный способ также позволяет 1:змсрять КПД прсобразоватся тс,",ькна резонансной частоте.Цель изобретения - измерение коэффициента полезного действия преобразов 11 тсл иЗО области частот полосы пропусканпя,Корректор Л. Брахиииа Редактор С. Хейфиц Заказ 1122/7 Изд. Я 439 Тираж 815 Подписное ГНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам и:1 оорстсиий и Открытий 113035, Москва, Ж, Рауи 1 скав пао., д. 45Типографии, 1 р. Сапунова, 2 По,предлагаемому способу измеряют емкость С и тангенс угла диэлектрических потерь 1 дб преобразователя (например, с помощь;о моста переменного тока) и определяют коэффициент полезного действия по формуле: где р - резонансная частота преобразователя;- текущая частота из области частотполосы пропускания;К - коэффициент электромеханическойсвязи (выбирается по справочным данным в зависимости от типа пьезоэлектрика и моды колебаний);Р - электрическая мощность, потребляемая преобразователем при работе с нагрузкой;У - электрическое напряжение, подводимое к преобразователю.Данный способ измерения коэффициента полезного действия резонансного пьезоэлектрического преобразователя позволяет, не снимая с преобразователя нагрузку (не по- мешая его в воздух или в вакуум), измерить его коэффициент полезного действия и акустическую мощность, что особенно вахкно для непрерывных ультразвуковых технологических процессов и при контроле работоспособности корабельных гидроакустических антенн. Формул а изобретения5 Способ измерения коэффициента полезногодействия резонансного пьезоэлектрического преобразователя, основанный на измерении частотной характеристики потребляемой им электрической мощности Р, в нагрузочной 10 среде при постоянном значении электрического напряхкения У на входе, отличающ и й с я тем, что, с целью измерения коэффициента полезного действия в области частот полосы пропускания, измеряют емкость 15 С и тангенс угла диэлектрических потерь 1 дбпреобразователя и определяют коэффициент полезного действия по формуле:К 2 в 7 С Сд,грР, 2 .Се 7 1 кУ где 1 р - резонансная частота преобразователя;- текущая частота из области частотполосы пропускания;25 К - коэффициент электромеханическойсвязи.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. И, И. Клюкин, А. Е. Колесников. Акусти 30 ческие измерения в судостроении, Л., 1966,с. 100, 101, 102 (прототип),