Способ контроля исправности пьезоэлектрических датчиков и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет исключения ошибок при измерении параметров контролируемого датчика на различных частотах. Согласно изобретения осуществляют измерения емкости контролируемого пьезоэлектрического датчика в свободном состоянии и в условиях его демпфирования параллельно подключенным конденсатором, по которым судят о неисправности датчика. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1)5 Н 04 R 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4366227/24-28 (22) 35,01„88 (46) 07,03,90, Бюл, 1" 9 (72) М,И.Субботин и А,B,Ãóñåâ (53) 534.232(088.8) (56) Желудев И,С. Электрические кристаллы, — М,: Наука, 1979, с.112-113.

Вибрационная техника. Сборник„

Материалы семинара, МДНТП, 1986, с. 29-31. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ИСПРАВНОСТИ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ1ЦЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для контроля технического состояния пьезоэлектрических датчиков, например пьезоэлектрических виброизмерительиых датчиков, датчиков переменного давления и др, Цель изобретения — повьппение достоверности контроля за счет исключения ошибок при измерении параметров контролируемого датчика на различных частотах, На чертеже представлена схема устройства для контроля исправности пьезоэлектрических датчиков, Устройство контроля исправности пьезоэлектрических датчиков содержит трансформатор 1 с тремя обмотками

2-4 нагрузочный конденсатор 5 и балансировочный конденсатор 6, выводы

7 и 8 первой обмотки 2 предназначены для подачи синусоидапьного напряже„„80„„154887О А I

2 (57) Изобретение относится к измерительной технике, Цель изобретения повьпиение достоверности контроля за счет исключения ошибок при измерении параметров контролируемого датчика на различных частотах, Согласно изобретению осуществляют измерения емкости контролируемого пьезоэлектрического датчика в свободном. состоянии и в условиях его деглпфнрования параллельно подключенным кондеисатором, по которым судят о неисправнос" ти датчика. 2 с.п„- ф — пы, l ил„ ния заданной частоты, первый вывод

9 второй ббмотки 3 предназначен !ISIS подключения к первому выводу контро-лируемого пьезоэлектрического датччка, второй вывод второй обмотки 3 соединен с первым выводом третьей обмотки и с первым выводом нагрузочно— го конденсатора 5, второй вывод третьей обмотки 4 подключен к первому выводу балансировочного конденсатора 6, вторые выводы нагрузочного конденсатора 5 и балансировочного конденсатора объединены (вывод 10) и предназначены для подключения к второму выводу контролируемого пьезоэлектрического датчика.

Кроме того, устройство содержит первый и второй шунтирующие конденсаторы 11 и .1?, первый и второй кл(ачи

13 и 14, второй нагрузочный конденсатор 15 второй балансировочный конденсатор 16 и компаратор 1, транс1548870 форматор 1 снабжен четвертой обмоткой 18> выводы которой подключены к первым выводам соответственно второго нагрузочного конденсатора 15 и второго балансировочного конденсатора

16, вторые выводы которых объединены и подключены к второму выводу перво;го нагрузочного конденсатора 5, пер вые выводы первого и второго шунтирующих конденсаторов ll и 12 подключены к первым выводам соответственно первого и второго ключей 13 и 14, вторые выводы которых подключены соответственно к первому выводу второй об-lg мотки 3 и к второму выводу третьей обмотки 4, вторые выводы первого и второго шунтирующих конденсаторов 11 и

l2 соединены с вторым выводом первого нагрузочного конденсатора 5, первые выводы первого и второго нагрузочных конденсаторов 5 и 15 подключены соответственно к первому и второму входам компаратора 17 а органы управления первого и второго балансировочных кон-25 денсаторов 6 и 16 соединены механической связью, Позицией 19 на чертеже обозначен контролируемый пьезоэлектрический датчик, Предлагаемый способ контроля ис" правности пьезоэлектрических датчиков заключается .в том, что измеряют емкость контролируемого пьезоэлектрического датчика,.находящегося в свободном состоянии, и его емкость в условиях шунтирования внешней нагрузкой, по которым судят о исправности пьезоэлектрического датчика, Шунтирование пьезоэлектрического датчика осуществля ют конденсатором с емкостью С =(1820) ° С, где С - емкость пьезоэлектрического датчика без нагрузки, а об ислравности пьезоэлектрического датчика судят по выполнению . условия С— (С -С ) > 0,01 С, где С . — емкость пьезоэлектрического датчика в условиях его шунтирования.

Устройство работает следующим образом, При подключенном датчике 19 и разом- 0 кнутых ключах 13 и 14 производится балансировка моста конденсатором 6, образованного второй 3 и третьей 4 ббмотками и датчиком 19, в результате которой емкость балансировочного конденсатора 6 и второго балансировоч55 ного конденсатора 16 устанавливается равной емкости датчика .19, Затем замыкают ключи 13 и 14 и подключают параллельно датчику 19 и параллельно балансировочному конденсатору 6 шунтирующие конденсаторы 11 и 12 соответственно, При этом, если датчик 19 исправен, его совместная с конденсатором 11 емкость не равна сумме обеих этих емкостей и мост разбалансируется. На нагрузочном конденсаторе 5 появляется сигнал разбаланса, который сравнивается компаратором 17 с напряжением на втором нагрузочном конденсаторе 15, При превышении результата сравнения наперед заданной величины (порядка 0,01) компаратор вырабатывает сигнал, соответствующий исправности контролируемого датчика.

Для количественного анализа работы устройства удобно (но не обязательно) принять параметры элементов устройства такими, чтобы токи в контурах моста и обмотке 18 определялись главным образом емкостями датчика 19 и балансировочных конденсаторов 6 и 16 соответственно. Тогда напряжение на конденсаторе 5 пропорционально разности емкостей плеч мос та, а напряжение на конденсаторе 15 пропорционально емкости конденсатора

16, которая в первой фазе работы установлена равной емкости датчика 19.

Коэффициент же пропорциональности между обоими сигналами. равен отношению напряжений на последовательно соединенных обмотках 3 и 4 и обмотке

18, которое выбрано равным 0,01 исходя из заданного критерия исправности датчика, Использование изобретения позволяет по сравнению с прототипом повысить достоверность результата контроля исправности датчика, Формула изобретения

l. Способ контроля исправности пьезоэлектриче ких датчиков, заключающийся в том, что измеряют емкость пьезоэлектрического датчика и его емкость при воздействии внешней нагрузки, по которым судят об исправности пьезоэлектрического датчика, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, нагрузку осуществляют шунтированием пьезоэлектрического датчика конденсатором с емкостью Сц= (18-20) С, где С вЂ” емкость пьезоэлектрического датчика без нагрузки, а об исправ1548870

Корректор Н.Король

Редактор С.Пекарь Техред А. Кравчук

Заказ 146 Тираж 518 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101 ности пьезоэлектрического датчика судят по выполнению условия С-(С -С„) )

)0,01С, где С вЂ” емкость пьезоэлектрического датчика в условиях его шунти5 рования, 2. Устройство контроля исправности пьезоэлектрических датчиков, содержащее трансформатор с тремя обмотками, нагрузочный конденсатор и балансировоч. ный конденсатор, выводы первой обмотки трансформатора предназначены для подачи синусоидального напряжения заданной частоты, первый вывод второй обмотки предназначен для подключения к первому выводу контролируемого пьезоэлектрического датчика, второй вывод второй обмотки соединен с первым выводом третьей обмотки и с первым 0 выводом нагрузочного конденсатора, второй вывод третьей обмотки подключен к первому выводу балансировочного конденсатора, вторые выводы нагрузочного конденсатора и балансировочного. .25 конденсатора объединены и предназначены для подключения к второму выводу контролируемого пьезоэлектрического датчика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно снабжено первым и вторым шунтирующими конденсаторами, перBbM и вторым ключами, вторым нагрузочным конденсатором, вторым балансировочным конденсатором и компаратором, трансформатор снабжен четвертой обмоткой, выводы которой подключены к первым выводам соответственно второго нагрузочного конденсатора и второго баланснровочного,конденсатора, вторые выводы которых объединены и подключены к второму выводу первого нагрузочного конденсатора„ первые выводы первого и второго шунтирующих конденсаторов подключены к первым выводам соответственно первого и второго ключей, вторые выводы которых подключены соответственно к первому выводу второй обмотки и к второму выводу третьей обмотки, вторые выводы первого и второго шунтирующих конденсаторов соединены с вторым выводом первого нагрузочного конденсатора, первые выводы первого и второго нагрузочных конденсаторов подключены соответственно к первому и второму входам компаратора, а органы управления первого и второго балансирующих конденсаторов соединены механической связью,