Устройство для контроля динамических характеристик пьезорезонансных измерительных преобразователей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДИНАЮМЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЬЕЗОРЕЗОНАНСНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ , содержащее генератор испытательньк; сигналов, выходом соединённый с выходной клеммой устройства , входная клемма которого подключенаек входам частотного и .амплитудного детекторов, выход частотного детектора соединен с первым входом блока сопоставления результатов , отличающееся тем, что, с целью сокращения времени контроля, в него введен блок возведения в квадрат, вход которого Соединен с выходом амплитудного детектора , а выход - с вторым входом блока сопоставления результатов, при этом генератор испытательных сигналов выполнен в виде последовательно соединенных генератора гармонических колебаний, сумматора и блока извлечения квадратного корня, второй вход сумматора подключен к выходу источника опорного напряжения.

16 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) () 1) 4(g() G 01 R 27/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3641261/24-21 (22) 09.09.83 (46) 07.07 ° 85. Бюл. 9 25 (72) H.À.Åðìîëàåâ (71) Пензенский филиал Всесоюзного научно-исследовательского технологического института приборостроения (53) 621.317 ° 757(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 998978, кл. С 01 R 27/28, 1980 ° (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

ДИНАИИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЬЕЗОРЕЗОНАНСНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее генератор испытательнйх; сигналов, выходом соединенный с выходной клеммой устройства, входная клемма которого подключена к входам частотного и .амплитудного детекторов, выход частотного детектора соединен с первым входом блока сопоставления результатов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени контроля, в него введен блок возведения в квадрат, вход которого соединен с выходом амплитудного детектора, а выход — с вторым входом блока сопоставления результатов, при этом генератор испытательных сигналов выполнен в виде последовательно соединенньм генератора гармонических колебаний, сумматора и блока извлечения квадратного корня, второй вход сумматора подключен к выходу источника опорного напряжения.

1166

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля амплитудно-частотной (АЧХ) и фазочастотной (ФЧХ) характеристик пьезорезонансньм измерительных преобразователей.

Цель изобретения — сокращение времени контроля динамических характеристик пьеэорезонансных измерительных преобразователей.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит испытуемый пьезорезонансный измерительный преобразователь 1, выполненный, напри- мер, по схеме автогенератора на операционном усилителе 2, охваченном положительной (пьеэорезонатор

3 и резистор, 4) и отрицательной (резистор 5 и управляемый резистор

6) обратными связями, с цепью АРУ, состоящий из усилителя 7, выпрямителя 8, источнчка 9 опорного напряжения и сумматора 10, генератор 11 ис25 пытательных сигналов, частотный 12 и амплитудный 13 детекторы, блок 14 сопоставления результатов частотного и амплитудного детектирования, блок

15 извлечения квадратного корня и блок 16 возведения в квадрат, при этом генератор 11 испытательного сигнала включает в себя генератор .

17. гармонических колебаний, сумматор

18, источник 19 опорного напряжения . и блок 15 извлечения квадратного кор-35 ня, выходную 20 и входную 21 клеми1 устройства.

Устройство работает следукицим образом.

Гармоническое напряжение U = U« 40

«cos 57t с выхода генератора 17 и постоянное напряжение U с выхода источника 19 постоянного напряжения суммируется на сумматоре 18 Напряжение

U на выходе сумматора 18 может быть представлвио следующим математическим выражением:

) Ц U +О соз Qt, (11

50 где О = const, U«const и Я = Par

Для нормального функционирования . блока 15 иЪвлечения квадратного корня должно быть выполнено условие

Оо ., 4 . (2)

В результате преобразования сигнала (1) в блоке 15 на вход суммато016 2 ра 10 будет подаваться испытательный сигнал, определяемый выражением

0,=К, 0, О„,cos(Qt>9„), . (6) где К г — соответственно коэффи6 1 циенты передачи и сдвиг фаз блока

15 извлечения квадратного корня.

При этом амплитуда напряжения на вьмоде преобразователя 1 будет изменяться по закону а на пьезореэонаторе 3 — в соотввгствии с выражением и К1 я в о 1ю 1 ЯР 1 где К,, К и V Р - соответственно коэффициенты передачи и сдвиг.фаз преобразователя.

Учитывая, что зависимость частоты ц „ последовательного резонанса пьезорезонатора 3 от испытательного сигнала Uq пропорциональна квадрату амплитуды входного воздействия, ее математическое выражение с учетом соотношения (5) будет иметь вид

6 3

6«01, 3 ЬО/ О 1 2 6 4 о

С учетом динамических свойств испытуемого преобразователя 1, обусловленных зависимостью его коэффициента передачи К(Я) и фазового сдвига Ч(Я) от частоты, получим из выражения (6) выражение для частоты выходных колебаний uozÄÄ преобразователя 1 в виде

6U,065(gt ч„ч„„q(g))3 . (t) Подвергая выходное напряжение преобразователя 1 амплитудному и частотному детектированию, получим соответственно на выходе амплитудного 13 и частотного 12 детекторов напряжения

uAD=KAQK к и .О F65(i5lt+II ivpp .V «);

ЯР 491 ь ь 16 1 1 МРМ Яй (В)

О К К(Я)К1 К «3К 0 cos (52<+/ *V +

+ V(Rf+Y<> J (э) где КА1) H K ð (Яр H f <> соотВет ственчо коэффициенты преобразования

1166016 4 («J получим на выходе блока 14 напряжение У,1, пропорциональное искомо величийе К (93, в следующем виде:

О и 4D 2 3 g(y) К к к К

К(Я1= к к

7 Щ

0 (й) к 9(Я), Составитель Л.Муранов

Редактор Н.Данкулич Техред К,Дстадош Корректор E.Ñèðîõèàí

Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35 ° Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4305/39

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и фаэовые сдвиги амплитудного и частотного детекторов.

Возведение выходного напряжения амплитудного детектора 13 с помощью блока 16 в квадрат позволяет получить на втором входе блока 14 напряжение Q, пропорциональное сигналу U.: где К и Ч вЂ” соответственно коэфя фициент передачи и сдвиг фаэ блока

16 возведения в квадрат. 15

Сопоставляя в блоке 14, например, I с помощью измерителя отношения амплитуд, выходное напряжение U

Применяя в блоке 14, H ÐH Ð> фазометр, при условии, что Ч+р + tp получим напряжение пропор49 2 циональное фазочастотной характерис тике (Я) в виде где К вЂ” коэфф .асиент передачи фаэометра блока 14.