Способ контроля жесткости закрепления пъезоэлектрических преобразователей

Союз Соеетсиих Социалистицесаа РеслубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОУСКОМУ СВИДЙТИЛЬСТВУ щб 73924присоединением зая осударстввниый комитет СССР оо делам иэобрвтвиий и открытий(23) Приорит Опубликовано 15.07.79 Бюллетень26Дата опубликования описа ния 25.07.79 3) УДК 531.7 (088.8) Авторзобретения) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ЖЕСТКОСТИ ЗАКРЕПЛЕН ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ 1"1 Изобретение оттехнике и можетконтроля качествапьезоэлектрическихзователей вибрационий,осится к измерительной быть использовано для закрепления на объекте измерительных преобранных и ударных ускоребуждения не согласован с частотным диапазоном преобразователя, т. е. спектр импульса сосредоточен в интервале, значительно превышающем диапазон частот любого из выпускаемых промышленностью преобразователей вибрационных или ударных ускорений,Для повышения чувствительности предлагается возбуждение преобразователя осуществлять импульсами, частота которых равна удвоенному значению низшей собственной частоты закрепленного преобразователя, а селекцию отклика производить с частотной коррекцией, исходя из отношения спектра импульса возбуждения и значения спектра на частоте, равной нулю. На фиг. 1 изображены гратудно-частотной характеристик вателя О(1), спектра импульс ния Я(1) и функции коэффици разования К(1); на фиг. 2 - щ выбора дл ител ьн ости 1 импульсния по значению низшей собств ты 1 С контролируемого прео на фиг. 3 - структурная схем для осуществления описываем Известны способы проверки закрепленных на объекте пьезоэлектрических преобразователей, включающие электрическое возбуждение преобразователя и анализ.его выходного с игнал а (откл ика ), в результате которого выводится суждение о состоянии контакта преобразователя с объектом (жесткости закрепления), однако способ предполагает наличие дополнительного эталонного преобразователя 11. Наиболее близким к изобретению является способ, который предполагает возбуждение преобразователя электрическими импульсами длительностью 3 мкс, селекцию отклика и его анализ с помощью спектроанализатора, По результатам анализа судят о качестве закрепления преобразователя 12. Этот известныи способ характеризуе малой чувствительностью, обусловлен ем, что амплитудннй спектр импульса в фики амплии преобразоа возбуждеента преобграфик для а возбуждеенной частобразователя;устройства ого способа,55 40 45 50 При выборе длительности импульса возбуждения по описанному выше правилу около 80/о его энергии является действующей, т. е. распределяется в диапазоне частот преобразователя, и эта доля для преобразователей, имеющих различное значение низшей собственной частоты 1 сохраняется постоянной. Кривая 1 (см. фиг. ) изображает амплитудно-частотную характеристику О (1) преобразователя, а кривая 2 - спектр импульса, который необходимо использовать для возбуждения этого преобразователя. Длительность этого импульса определяется по формуле С = --- .1т ю.с.Действующая энергия возбуждения пропорциональна заштрихованной площади. Если такой преобразователь возбуждать импульсом меньшей длительности, но такой же амплитуды (его спектр изображен кривой 3), действующая энергия возбуждения оказывается меньше, что влечет уменьшение энергии отклика, т, е. снижение чувствительности. При возбуждении преобразователя импульсом большей длительности (его спектр изображен кривой 4) основная часть энергии спектра сосредоточивается в начальной части частотного диапазона преобразователя и полученная амплитудно-частотная характеристика преобразователя имеет значительные отклонения от действительной, Частота первого обращения в нуль спектра такого импульса находится. в диапазоне частот преобразователя. Следовательно, такой импульс непригоден для возбуждения.Важным свойством способа является частотная коррекция отклика преобразователя. Действительная амплитудно-частотная характеристика преобразователя может быть получена только при обеспечении возбуждающего воздействия, имеющего равномерный амплитудный спектр во всем частотном диапазоне преобразователя. Такое воздействие может быть реализовано с помощью импульса япК/Х, имеющего бесконечную длительность. Импульсы конечной длительности имеют спа)ающий амплитудный спектр, что влечет за собой пропорциональное уменьшение амплитуд спектральных составляющих отклика. Высокочастотные составляющие спектра отклика более чувствительны к изменению жесткости закрепления, чем низкочастотные. Частотная коррекция отклика позволяет уменьшить погрешность определения амплитудно-частотной характеристики пре 5 1 О 15 о 25 зо образователя. Функция коэффициента преобразования К(1) при возбуждении преобразователя импульсом длительностью 1= 1(21 изображена кривой 5. Необходимое значение длительности С импульса позначению низшей собственной частоты 1 м.преобразователя может быть найдено погр аф ику 6 (см. ф иг. 2),Предлагаемый способ может быть реализован с помощью устройства, структурнаясхема которого изображена на фиг. 3. Устройство состоит из генератора 7 импульсавозбуждения, схемы 8 селекции откл ика,схемы 9 коррекции и анализатора 1 О спектра. Контролируемый преобразователь 11подключается к выходу генератора 7 и входу схемы 8 селекции.Генератор 7 формирует импульсы длительностью Т = 121 щподаваемые непосредственно на рабочие пьезоэлементы контролируемого преобразователя 11. На входесхемы 8 имеет место суммарный сигналв виде импульса возбуждения и следующего, после его окончания, отклика. Схема 8 селекции выделяет отклик из суммарного сигнала. Схема 9 коррекции имеет коэффициент передачи, равный функции коэффициента преобразова ния, что обеспечивает подъем высокочастотных составляющихотклика с целью компенсаци их уменьшения за счет спада спектра импульса возбуждения. Анализатор 10 осуществляетспектральный анализ откорректированногопо частоте отклика.Формула изобретенияСпособ контроля жесткости закрепления пьезоэлектрических преобразователей, включающий электрическое возбуждение преобразователя, селекцию отклика и его спектральный анализ, по результатам которого судят о качестве закрепления, отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности, возбуждение преооразователя осуществляют импульсами, частота которых равна удвоенному значению низшей собственной частоты закрепленного преобразователя, а селекцию отклика производят с частотной коррекцией, исходя из отношения спектра импульса возбуждения и значения спектра на частоте, равной нулю.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР505131, кл. Н 04 К 17/00, 1974,2. Сборник Вибрационная техника.М., МДНТП, 1972, с. 45.Составитель КТехред О. ЛугТираж 1080Государственногоелам изобретенийсква, Ж - 35, РауПатент, г, Ужгор аренкоКорректорПодписноекомитета СССРи открытийшская наб д. 4/5од, ул. Проектная,