Устройство для поверки пьезоэлектрических датчиков

%535478, кл. 601 1 5Б,Славин тельство ССС27/00, 1975,Фиг.7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВЕРКИ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ(57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель - повышение надежности контроля характеристик пьезоэлектрических датчиков - чувствительности, резонансной частоты и полярности включения, Устройство для поверки пьезоэлектриче 1643968 А ских датчиков содержит контролируемый пьезоэлектрический датчик 1, соединительный кабель 2, генератор 6 электрических импульсов, блок 7 отображения сигнала отклика, а также образцовый пьезоэлектрический датчик 3, регулируемый компенсирующий конденсатор 4 и блок 5 коммутации. С помощью блока 7 отображения производится как регистрация основных параметров сигнала-отклика от образцового пьезодатчика 3, шунтированного регулируемым компенсирующим конденсатором 4, и сигнала-отклика от контролируемого пьезодатчика 1 через соединительный кабель 2, так и сравнение основных параметров указанных сигналов-откликов. 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам поверки пьезоэлектрических датчиков в условиях эксплуатации и может быть использовано для определения работоспособности, чувствительности и ее изменения, резонансной частоты и ее изменения, полярности включения пьезодатчика, установленного на объекте испытания.Целью изобретения является повышение надежности контроля чувствительности и резонансной частоты при одновременном определении полярности включения пьезоэлектрического датчика.На фиг. 1 представлена схема устройства для поверки пьезоэлектрических датчиков; на фиг, 2 - сигналы возбуждения и откликов пьезодатчиков образцового (кривая Ц, контролируемого (кривая 11), контролируемого обратной полярности (кривая 3),Устройство для поверки пьезоэлектрических датчиков (фиг. 1) содержит контролируемый пьезодатчик 1, установленный на объекте испытания (например, для измерения ударных процессов), соединительный кабель 2, служащий для подключения контролируемого пьезодатчика к элементам устройства, каждая жила кабеля экранирована, образцовый пьезодатчик 3, у которого нормированы чувствительность Ао, резонансная частота 10, форма сигнала- отклика при подаче электрического импульса (нормированного по величине, длительности, полярности и частоте повторения) на соответствующие вывода пьезодатчика (например, полярность и форма первых трех полуволн сигнала отклика), регулируемый компенсирующий конденсатор 4, включаемый параллельно образцовому пьезодатчику 3 и служащий для компенсации емкостного импеданса соединительного кабеля 2, блок 5 коммутации, через который осуществляется по определенной программе связь между генератором б электрических импульсов, пьезоэлектрическими датчиками 3 образцовым, шунтированным регулируемым компенсирующим конденсатором 4, и контролируемым 1 через соединительный кабель 2, а также блоком 7 отображения сигналов отклика от указанных датчиков, блок 5 коммутации может быть реализован на тумблерах, кнопках (при ручном управлении), реле, а также электронных схемах (например, с управлением от генератора 6 импульсов),Устройство работает следующим образом.8 исходном состоянии устанавливается величина емкости регулируемого компенсирующего конденсатора 4, равной величине55 компенсирующим конденсатором 4, отключаются от образцового пьезодатчика 3 и переключаются через соединительный кабель 2 на контролируемый. пьезодатчик 1. Нормированный при контроле импульс возбуждеемкости соединительного кабеля 2, которыйиспользуется при проверке пьезоэлектрического датчика 1.Перед работой (поверкой пьезодатчика5 1 через соединительный кабель 2) производится контроль устройства: устанавливаются необходимые параметры импульсавозбуждения от генератора б и коэффициент усиления блока 7, которые задаются при10 поступлении на блок 7 отображения непосредственно сигнала отклика от образцовогопьезодатчика 3, шунтированного компенсирующим конденсатором 4, Для этого в блоке5 коммутациидолжны быть произведены со 15 ответствующие переключения, обеспечивающие как подачу импульсов возбуждения отгенератора 6 на образцовый пьезодатчик 3,шунтированный компенсирующим конденсатором 4, так и подключение блока 7 ото 23 бражения сигнала отклика к образцовомупьезодатчику 3,В результате проведения контроля становятся известными (фиг, 2) зависимостьО 2(т), (осциллограмма, фиг, 2), величина им 25 пульса возбуждения Ов, которая в дальнейшем поддерживается постоянной, величинамаксимальной амплитуды сигнала откликаОпо от образцового пьезодатчика 3, шунтированного компенсирующим конденсато 313 ром 4, величина периода Т, колебанийсигнала отклика и, соответственно. резонансная частота 1 РО образцового пьезодатчика 3, форма и полярность сигнала отклика.Величина частоты повторения 1 е = - им 35 ТВпульсов возбуждения и величина их длительности тов задаются из условияполучения максимального по величине сигнала отклика Опо от образцового пьезодат 40 чика 3 и в дальнейшем поддерживаютсяпостоянными,Поверка пьезоэлектрического датчика1, устанавливаемого на обьекте испытаний,производится после проведения контроля45 устройства при работе с образцовым пьезодатчиком 3, шунтированным регулируемымкомпенсирующим конденсатором 4, величина емкости которого должна быть равнойвеличине емкости соединительного кабеля 2,В блоке 5 коммутации контакты, черезкоторые при контроле импульсный сигнал возбуждения от генератора 6 подается на образцовый пьезодатчик 3, шунтированныйния от генератора 6 через соединительный кабель 2 подается на контролируемый пьезодатчик 1 (фиг. 2, О ф, Калебательный сйгнал отклика на резонансной частоте от контролируемого пьезодатчика 1, обусловленный обратным пьезоэффектом, малый по величине (несколько милливольт) через соединительный кабель 2 и блок 5 подается на вход блока 7 отображения сигнала отклика. Колебательный сигнал отклика усиливается усилительным каналом блока 7 отображения, регистрируется (фиг, 2, Ог(1), осциллограмма ) и сравнивается с сигналом откликом ат образцового пьезодатчика 3 (фиг. 2, ОЯ 1), осциллограммы Н), зарегистрированным блоком 7 отображения либо ранее, либо одновременно.Чувствительность Ак контролируемого пьезодатчика 1 может быть определена из соотношенияОп 1 кАк=АоОгде Ао - чувствител ьность образца вага и ьвэодатчика 3 (по паспортным данным, лабораторной калибровки);Опо - максимальная амплитуда сигналаотклика от образцового пьезодатчика 3,шунтированного компенсирующим конденсатором 4;Опк - максимальная амплитуда. сигналаотклика от контролируемого пьезодатчика 1,Резонансная частота ярк контролируемого пьезодатчика 1 мажет быть определена из соотношения трк = троТк где 1 ро - резонансная частота образцовогопьезодатчика 3;То - период колебаний сигнала откликаот образцового пьезодатчика 3;5 Тк - период колебаний сигнала откликаот контролируемого пьезодатчика 1,Сравнение полярности (формы) сигналов откликов от образцового 3 и контролируемого 1 пьезодатчиков (фиг. 2, О 2(1),10 осциллограммыиилии ) позволяетодновременно определить полярностьвключения контролируемого пьезодатчика 11,Формула изобретения15 Устройство для поверки пьезоэлектрических датчиков, содержащее генераторэлектрических импульсов и блок индикациисигналадатчика, атл и ч а ю щее с я тем,чта, с целью повышения надежности конт 20 роля чувствительности, резонансной частоты и полярности включения датчика, в негодополнительно введены образцовый пьезоэлектрический датчик с параллельно подключен ным к нему регулируемым25 компенсирующим конденсатором и коммутатор с шестью входами и двумя выходами,при этом первый и второй выходы коммутатора подключены к входам блока индикации, первый и второй его входы подключены30 к образцовому пьезоэлектрическому датчику, третий и четвертый - к поверяемомупьезоэлектрическому датчику, а пятый и шестой - к выводам генератора электрическихимпульсов, причем потенциальный вывод35 генератора электрических импульсов подключен к выводам одинаковой полярностиповеряемого и образцового пьезоэлектрических датчиков,164 39 б 8 Составитель А,вносимоТехред М.Моргентал актор И,Дерба ктор М,Пож аказ 1234 Тираж 353 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент",г, Ужгород, ул.Гагарина, 10