Способ определения характеристик пьезоэлектрического преобразователя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ЯО 1316096 А 1 5 ц 4 Н 04 В 17/00, С 01 И 29/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Специальное конструкторско-технологическое бюро физико-механического института АН УССР(56) Авторское свидетельство СССР У 1113737, кл. С О 1 Х 29/04, 1984.Боббер Дж.Р. Гидроакустические измерения.-М.: Мир, 1974, с. 115-117. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к областиизмерительной техники. Цель изобретения - определение частотных характеристик преобразователя, Блоком5 измеряют электрическое сопротивление пьезоэлектрического преобразователя 4 в воздухе, затем с помощьюкрепежного приспособления 3 пьезоэлектрический преобразователь помещают в объем с рабочей средой 1 и прижимают к поверхности среды 2. В каждом случае измеряют модуль электрического сопротивления и фазу. Измерения производят на разных частотах.1 ил.а 1, К + а 122а 21 К,а 11 1,2,3 (4) а 11 а а уа 1 1 ь 2,-2,И) нателя компле плитуды сиего раборос ни;сные и К Кр Ку(2 д - 2 Кр 2 з) + К(2,-2,), полу- чувсти излус 11, в (2) и твенно эначен тавл отве от под котороиьфшения напряжениводах преобразоплоской УЗ волн онимают м на электр режиме приема ости ерез вит ел45 чени ических в емые величины авлениюй перпенд ел адающ рабочеи поверхнос о 5) 25 Кр+ а 52 Чувс е из ельность ичем ают модулаемой УЗ под которои поня давления в изнапряжению на элпреобразователя тношени трическихавиа олнеывода о Б(аК 1 131609Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольэовано для определения характеристик пьезоэлектрических преобразователей, например, применяемых в медицинской аппаратуре.Цель изобретения - повышение качества контроля за счет дополнительного определения фаэочастотных характеристик преобразователя. 10Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.Определяется электрическое сопротивление образцового преобразователя 2. в трех средах с различным удельным 15 волновым сопротивлением о.( = 1,2,3).4 1Для того, чтобы связать результаты измерений с характеристиками преобразователя, используется представление его в виде линейного обратимого 20 четырехполюсника, описываемого урав- нением где Ц, 1 - комплексные амплитуды напряжения и тока на электрических выводах преобразочеи гракомплек функции час тоты, определяемые внут ренними параметрами пре образователя. Характеристики преобразователя связаны с элементами матрицы Йследующим образом. Чувствительность в режиме прием 6 2По измеренным значениям электрического сопротивления преобразователя в трех средах с различным удельным волновым сопротивлением, используя уравнение (1), составляют систему уравнений, для определения элементов матрицы 101 где К; Р, Б, а 2; является функциейчастоты 1 Измерение электрического сопротивления преобразователя производится в следующих средах: в воздухе у.О, в рабочей среде= р , в дополнительной среде рр . Решение системы уравнений имеетвид Х = г, г -22,г,соз( Ч - ,Х = 2+2-22 2 соз(Ч -ЧЗ 2Х = 2,+2,-22,2 сов(Ч Ч,-( ф, + фд аг 8 у фаэочасто ствительностив режиме иэлуформулам: 2+фью) - Чд (10 г з дздп Ч ф 2 у здпЧ,Ш со2 г здпЧ. - 2 созыв ти здп Ч соз Чдействияется и Ю2 здпЧ -2 агсг 88 г,созе,-г циент полезного излучения вычис ателя тричесрабо К режимеормуле 40 ние влявка дляпособа ЯМ аемо объема 1 с рабоч с дополнительной МК -К приспособления 3 кого преобразова где 2 . - модуль электрического со 1противления преобразователяв среде,Ч, - фаза. 5Подставляя в выражения (6) и (7) значения Х, Х 2 и Хв, получают формулы для амплитудно-частотных характефаэо-частотная характеристика вежиме приема агявычисляется пормуле: ая характеристика чув аг 8 у преобразователя ения вычисляется по 21 здп Ч -де фагс 8- --- д 2,соз у, -где О - удельное волновое сопротивдРление рабочей среды.С помощью предлагаемого способа можно определить другие параметры преобразователя, например интенсивность излучения. реализации предлафиг. 1) состоит из й средой, объема 2 средой, крепежногопьезоэлектричеселя 4 и блока 5 из 4ристик чувствительности преобразователя в режиме приема и излучения ерения его электрического сопротивения. Установка работает следующим образом.Блоком 5 измеряется электрическое сопротивление пьезоэлектрического преобразователя 4 в воздухе, затем с помощью крепежного приспособ- ления 3 пьезоэлектрический преобразователь помещается в объем 1 с рабочей средой (например, в воду) и далее прижимается к поверхности дополнительной среды 2 (стальной цилиндр), В каждом случае измеряется модуль электрического сопротивления 2. и фаза Ч Измерения производятся 1на разных частотах. ормула изобретения Способ определения характериспьезоэлектрического преобразоввключающий измерение его элекких сопротивлений в воздухе ичей среде с другим волновым сопртивлением, о т л и ч а ю щ и й стем, что с целью повышения каческонтроля за счет дополнительногоределения фазочастотных характертик преобразователя, дополнительизмеряют электрическое сопротивлв третьей среде, волновое сопротление которой отлично от волновыхпротивлений первых двух сред, иплитудно-частотные характеристикрежимах приема и излучения опредют с помощью формул:К - волновое сопротивление рабоФчей среды;К - волновое сопротивление треРтьей среды,Е - модуль электрического со 1противления пьезоэлектрического преобразователя в среде,причем 11,2,3;- фаза сопротивления,Б - площадь рабочей грани преобразователя,а фаэочастотные характеристики в укаэанных режимах определяют с помощьюформул Ч - фаза чувствительностипреобразователя при приеме;- фаза чувствительностипреобразователя при излучении; где агц аг 8 2, в 1 пц -2 в).пЮагсщ Е,совЧ,-2 совЧф, = 2 йв 1 п ЧвпЧф агсгц2 сов Ч -2 сов Ч20 Ев 1 п -Евп 6ф = агсг 8ф 3Е,сов Ч,-Есовч Ч. - -р-( ф" + ф фэ ) 1 Составитель М.ШаховРедактор Н.Лазаренко Техред Л.Олийнык Корректор А.Зимокосов Заказ 2373/57 Тираж 638 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5