Способ определения коэффициента механического демпфирования пьезоэлектрических преобразователей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 504 С 01 й 29/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Р, -И.10,ьезоэлектВильнюс: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТАМЕХАНИЧЕСКОГО ДЕМПФИРОВАНИЯ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ(57) Изобретение относится к областииспытаний пьезоэлектрических преобразователей. Цель изобретения - повьппение точности измерения коэффициента механического демпфирования (КД) пьезоэлектрических преобразователей (ПП). Для определения КД измеряют соотношение коэффициентов передачи исследуемого ПП в режиме излучения на антирезонансной и резонансной частотах ПП. По величине полученного отношения, используя известные для данного ПП значения коэффициента электромеханической связи и нормированного акустического сопротивления рабочей среды, судят о величине КД, Способ позволяет исключить операцию компенсации емкости дФ ПП и с этим связанную систематическую погрешность,1 ил,/Е- волновые акусопротивлениявенно пьезоплбочей среды;- нормированныйент передачи тичесоотв ст -опорциональнымх коэффициентов вляетс ошениюезопреинк ередаточ бразоват ля 2: 5(2 ля на антире зов ной излу астоте 5 отношенияшение напряпомощью измерителя туд измеряется отн0 (Х ) и 0 (Х ) и е измерителя 5 отн ения;рованныйередачиователя ампли жений выход туд я вению передИс демпф расче гласи 50 55 ико норм ент обра сной сигнал на ьезоп а рез аня ам льным отн ициентов опорционанных коэффи Ф(Хение коэ вляется в реж астот нормиров ачи Р(Х е излучения ффициента К ся путем ратора 6 с комое знаированията с помоо формуле ачения К, Е и ьезоматериала и ются известными эт пределяещью регис абочееторименяемогореды определами,Изобретение относится к области испытаний пьезоэлектрических преобразователей и может быть использовано в гидроакустике и дефектоскопии.Цель изобретения - повышение точности определения за счет устранения погрешности, обусловленной электрической компенсацией пьезопластины,На чертеже изображена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.Устройство состоит из генератора 1 радиоимпульсов, исследуемого пьезопреобразователя 2, широкополосного образцового пьезоприемника 3, коммутатора 4, измерителя 5 отношения амплитуд радиоимпульсов и регистратора 6. Позицией 7 обозначена рабочая среда.Сущность способа заключается в том, что для определения коэффициента К демпфирования достаточно измерить коэффициенты ф(ХО) и Фв(ХО) передачи исследуемого пьезопреобразователя на антирезонансной и резонансной частотах, определить их отношение и рассчитать искомый коэффициент К, по формулейк где К оэффициент элек нической связи п5 10 15 20 25 ЗО 2 Способ осуществляют, следующим образом, Из генератора 1 радиоимпульсов на электрический вход исследуемого преобразователя 2 подают электрические радиоимпульсы с амплитудой Ов и частотой заполнения, равной антирезонансной частоте Х пьезопластинаки исследуемого пьезопреобразователя 2. Возбуждающий электрический сигнал преобразователем 2 преобразуется в акустические импульсы, которые распространяются в рабочей среде 7 (например, воде) и принимаются широкополосным пьезоприемником 3, на электрическом выходе которого образуется электрический импульсный сигнал с амплитудой 0(Х ). Затем генератор 1 перестраивают на резонансную частоту пьезопластинки исследуемого преобразователя и подают на вход преобразователя 2 электрические импульсы с той же амплитудой 0 и частотой заполнения, равной резонансной частоте Х пьезопластинки. Возникающие при этом акустические импульсы принимаются широкополосным приемником 3, на электрическом выходе которого образуется импульсный сигнал с амплитудой 0(ХО). В силу близкого расположения резонансной и антирезонансной частот передаточные коэффициенты рабочей среды и пьезоприемника при перестрой ке генератора 1 на резонансную частоту пьезопластинки исследуемого преобразователя 2 практически не изменяются. Поэтому отношение напряжений электрического сигнала на выходе образцового пьезоприемника 313107 15 Составитель С,ВолковТехред И,Попович Корректор А.,Обр едактор А.Ре аказ 1884/40 Тираж 777 ВНИИПИ Государст по делам изобре 113035, Москва, ЖПодписно енного ений иРауш омитета ткрытий аб д.4/5 ска оизводственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная,4 формула изобретенияСпособ определения коэффициента механического демпфирования пьезоэлектрических преобразователей, заключающийся в том, что возбуждают 5 и регистрируют толщинные колебания пьезопластины преобразователя на антирезонансной частоте, по отношению зарегистрированных сигналов измеряют отношение коэффициентов передачи пьезоэлектрического преобразователя, с учетом величины которого определяют коэффициент механического демпфирования, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения, дополнительно возбуждают и регистрируют толщинные колебания пьезопластины на резонансной частоте, измеряют отношение коэффициентов передачи пьезопреобразователя на антирезонансной и резонансной частотах, а коэф 12 4фициент К 1 механического демпфирова-ния определяют по формуле11 КК,-Ф(х ) 1 ц(х,Ц где К - коэффициент электромеханической связи пьезоматериала; Ка=//2 ,2 ,7 - волновые акустические сопротивления соответственно пьезопластины и рабочейсреды;(Х) - нормированный коэффициентпередачи пьезопреобразователя на антирезонанснойчастоте Хф(ХО) - нормированный коэффициентпередачи пьезопреобразователя на резонансной частоте Х