Способ контроля пьезоэлемента

(Я)5 6 01 И 19/О САН ЗОБ ЕТ АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Г 1 риборы для неразрушающего контроля материалов и изделий, - Справочник./Под ред. В;В. Клюева, М., 1986, с, 206,(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТА(57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано преимущественно при производстве приборовточной механики. Цель изобретения - повышение точности контроля путем увеличения достоверности результатов за счет исключения влияния демпфирования и жесткости пьезоэлемента - достигается тем, что в известном способе дополнительно прикладывают переменную внешнюю силу, изменяя частоту этой силы, находят резонансную частоту, определяют на этой частоте амплитуду колебаний пьезоэлемента и по значению отношения двух измеренных амплитуд колебания пьезоэлемента оценивают его качество. Устройство, реализующее данный способ, содержит пьезоэлемент 1, фиксатор 2, закрепленный на подвижной части 3 вибростенда 5 с вибродатчиком 4, шарик 6, вольтметр 7, коммутатор 8, генератор 9 звуковой частоты и частотомер 10. 3 ил.масса(шарик 6) приложит к центру пьезоэлемента внешнюю силу, изменяющуюся по гармоническому закону, Нэ резонансной частоте 1 измеряют амплитуду колебаний А с помощью вибродатчика 4 и вольтметра 7 при постоянном значении напряжения с генератора 9,В результате амплитуды Ао и А зависят только от возбуждающей силы. Считая внешнюю силу эталонной, по ее величине можно эталонировать возбуждающую силу пьезоэлемента 1, Отношение амплитуд Л К= -о Апредставляет собой коэффициент электромеханической активности пьезоэлемента 1.Амплитуды Ао и А определяются с учетом демпфирования и жесткости пьезоэлемента следующими соотношениями: Ао А)активность ниче актеризуюот вибро 2 л Соединяютом 7, а пьезоодключают черу 9 звуковой ча ибродатчик 4 с вол лемент 1 и виброст 3 коммутатор 8 к ген таты и частотомеру ьтметенд 5 ерато 10. Изобретение относится к приборостроению и может быть преимущественно использовано при производстве приборов точной механики,Целью изобретения является повышение точности контроля путем увеличения Достоверности результатов за счет исключеНия влияния демпфирования и жесткости пьезоэлемента.На фиг, 1 дана функциональная схема устройства для осуществления способа, на фиг. 2 - модель измерительной колебательНой системы; на фиг, 3 - расчетная модель измерительной колебательной системы,Способ осуществляют следующим образом.Фиксируютпьезоэлемент 1 (фиг, 1) по цилиндрической наружной поверхности конической поверхностью фиксатора 2, жест,ко закрепленного на подвижной части 3 с вибродатчиком 4 вибростенда 5, Нагружают пьезоэлемент 1 инерционной массой М 1 в виде шарика 6. В результате в осевом направлении образуется двухмассовая колебательная система (фиг, 2), состоящая из массы М 1 и массы Мг, включающей массы фиксатора 2, подвижной части 3 вибростенда и вибродатчика 4. Массы М 1 и Мг соединены упругим элементом в виде пьезоэлемента 1 с жесткостью К 1. Масса Мг соединена с корпусом вибростенда 5 пружинами вибростенда с жесткостью Кг. Учитывая, что Мг М 1, расчетную модель колебательной системы можно представить в упрощенном виде фиг. 3) как одномассовую систему, Резонансная частота 1 этой системы равна С генератора 9 подают переменное наряжение питания на пьезоэлемент 1, В реультате фиксатор 2 с подвижной частьюибростенда и шарик 6 начинают совершат колебания. Плавно изменяя частоту напряжения генератора 9 по максимальному сигналу, на вольтметре 7 определяет наличие оезонанса. При резонансной частоте измеряют амплитуду колебаний Ао с помощью вибродатчика 4 и вольтметра 7, затем коммутатором 8 отключают генератор 9 от пьезоэлемента 1 и подключают его к вибростенду 5, В результате инерционная 5 10 15 20 25 30 35 г + К 1 дМ )г Ргде Ро - электромеха скапьезоэлемента;Р - эквивалентная сила, ха щая нагружение пьезоэлементастенда,и - коэффициент демпфирования;Й- угловая частота,При использовании известного способарасчет электромеханической активности определяется по амплитуде, но без учета Ь иК 1, что вносит погрешность измерения.При использовании соотношения ампАо олитуд - = - влияние переменных и и К 1А Рисключается на результаты контроля,Формула изобретенияСпособ контроля пьезоэлемента, заключающийся в том, что нагружают пьезоэлемент инерционной массой, изменяячастоту напряжения питания постояннойамплитуды, находят резонансную частоту,измеряют амплитуду колебаний пьезоэлемента на этой частоте, отл ич а ю щи йс я тем, что, с целью повышения точностиконтроля, дополнительно прикладывают переменную внешнюю силу вдоль оси симметрии пьезоэлемента, изменяющуюся погармоническому закону, изменяя частотуэтой силы находят резонансную частоту, определяют на этой частоте амплитуду колебаЗаказ 1947 Тираж 390 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Произ ний пьезоэлемента при отсутствии на нем напряжения питания и по значению отношения двух измеренных амплитуд колебания пьезоэлемента судят о его качестве.