Патент ссср 415608
О Л И С А Н И Е 4I5608
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕРЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свиде-сльства №вЂ”
Заявлено 17. I V.1972 (№ 1775168/18-10) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 15.II.1974. Бюллетень X 6
Дата опубликования описания 4.07.1974
М. Кл. 6 Olr 25 00
Государственный комитет
Совета Министров СССР оо делам нзооретеннй н открытий
УДК 621 317.772(0ЯЗ.Ь) Авторы изобретения
С. А. Забузов, Г. М. Каверина и А. М. Кирюхин
Заявитель
Ленинградский институт авиа.;!1Онного и;:иборостроения
ФАЗОМЕТР
Изобретение относится к области фазоизмерительной техники.
Известны фазометры с компенсационным измерением, которые имеют достаточно высокую точriOcTb, .но рабочие частоты которых не превышают 100 — 500 кГц.
Для повышения !рабочей частоты фазометра на частоты свыше 5 Мгц и упрощения конструкции предлагаемый фазометр выполнен в виде звукопровода из пьезоактивного материала, на который нанесены входные преобразователи первого и,второго каналов, один под другим, и выходной многоэлементный преобразователь, состоящий из отдельных пачек, электроды которых, расположенные в первом и втором канале, имеют смещения относительно друг друга, меняющиеся от пачки к пачке вдоль длины выходного преобразователя.
Фазометр использует компенсационный»етод измерения, причем компенсация разности фаз входных импульсных сигналов производится в выходном преобразователе энергии электромагнитных колебаний в энергию ультразвуковой .поверхностной волны (УПВ) за счет соответствующего расположения электродов. Использование фазометра на УПВ позволило измерять фазовый сдвиг импульсных сигналов, повысить рабочую частоту и упростить конструкцию фазометра. Кроме того, для изготовления таких устройств можно использовать обычную технологию фотолитографии, применяемуl0 в производстве интсграль)IbIx с. õåi!.
5 На чертеже приведена канструкцВ апнсь1ваемого фазометра, содержащего звукопроВад из пьезоактнВВОГО материала, зв копаГлаща!ощее покрытие 2. входной прсобразаватсль
УПВ 3 первого канала, ьыхадной многаэле10 ментный преобразователь УПВ 4, звукапоглащающее покрытие 5, входной ппеобразавате":ь
УПВ 6 второго канала.
На полнроваш1ую поверхность звукопровада 1 пз пьезоактивнога материала нанесены
15 два входных преобразователя УПВ 3 н 4 перВОГО и BTOj)0> О 1"аil!1, IOB 1! Рьl GÄ11011 1! нОГОэлеil0HTIII III преобразователь 4. Для устранения отражения от торцов звукопровода ультразвуковых поверхностных волн на1!асят звукопо20 глощающие покрытия 2 и 5.
На входные преобразователи 3 и 6 первого и второго каналов подаются сдвинутые по фазе радиоимпульсы. Будем счпт,".ть, что первый канал фазе»espa»a чертеже язлястс.. Вер,—
25 ним, à B 10ð01 I — нижни:!. Выхогной и,!1еобр!1зователь 4 представляет собой систему электродов, составлеш1ую из отдельных равномерных решеток (пачек), аналогичных входным преобразователям, причем в l: Iæliåì канале чо В каждой пачке электроды смещены относи415608 д пов
Ф вЂ” 1
2бО
Ay =N — 1 тельно верхних. Этот сдвиг .меняется от пачки к пачке. Электроды первой пачки в inриемном (выходном) преобразователе 4 смещены в первом и втором каналах на половину длины
/ tris ультразвуковой поверхностной волны (2 ) относительно друг друга. Это соответствует фазовому сдвигу, равному 180 . Далее сдвиг в расположении электродов в последующих пачках уменьшается. В средней пачке выходного преобразователя смещение в расположе. нии электродов отсутствует, что соответствует нулевому фазовому сдвигу. Затем электроды в последующих пачках сдвигаются от пачки к пачке в противоположную сторону и в последней пачке выходного преобразователя электроды смещены на "", что соответствует
2 фазовому сдвигу, равному 180, но со знаком
« — ». Электрически все,пачки соединены между собой. Таким образом в выходном преобразователе от пачки к пачке изменяется пространственный сдвиг в расположении электродов в верхней и,нижней части преобразователя от + — "" до — "" . Изменение смеще2 2 ния в каждой пачке, относительно предыдущей определяется как где: N — число пачек выходного преобразователя; аппп — длина ультразвуковой;поверхностной волны.
Такое смещение электродов соответствует фазовому сдвигу
Предположим, что фазовый сдвиг импульса во втором канале относительно импульса в первом равен 180 . Тогда после входных,преобразователей будут распространяться два упругих ультразвуковых импульса, также имеющих фазовый сдвиг равный 180 . Электроды первой пачки выходного преобразователя бу5
30 дут принимать ультразвуковые колебания, распространяющиеся в верхней и нижней части звукопровода, и так как смещение электродов в верхней и нижней части первой пачки выхпвв ходного преобразователя равно
2 и соответствует фазовому набегу равному 180, то сигнал, снимаемый с первой пачки, будет максимален, так как упругие колебания будут возбуждать электроды первой пачки выходного,nðåoáðà30âàTåëÿ в фазе. Сигнал, снимаемый со средней пачки выходного преобразователя, будет равен О, так как электроды этой пачки в верхней и нижней части звукопровода синфазны, а упругие колебания, возбуждающие эти электроды, будут приходить в противофазе, и при электрическом суммировании сигналы взаимно скомпенсиру.от друг друга.
Так как в последней пачке смещение электродов, как уже было показано, соответствует фазовому сдвигу, равному 180, то сигнал, снимаемый с этой пачки, будет максимален и равен электрическому сигналу, .снимаемому с первой пачки выходного преобразователя.
Амплитуды сигналов, снимаемых с промежуточных пачек выходного преобразователя, будут изменяться от максимального значения до нуля ia соответствии с фазовыми набегами, заложенными в смещении нижних электродов относительно верхних в каждой пачке.
Предмет изобретения
Фазометр, построенный по принципу компенсационного измерения разностями фаз, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения рабочей частоты фазометра на частоты свыше 5 МГц и упрощения конструкции, он выполнен в виде звукопровода, на который нанесены входные преобразователи первого и второго каналов, один под другим, и выходной мпотоэлементный преобразователь, состоящий из отдельных пачек, электроды которых, расположенные в первом и втором канале, имеют смещения относительно друг друга, меняющиеся от пачки к пачке вдоль линии выходного преобразователя.
415608
Составитель Л. Прохорова
Техред 3. Тараненко
Корректор В. Брыксина
Редактор И. Шубина
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 1369/5 Изд. М 1281 Тираж 678 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,5
