UA17422U

UA17422U - Device for testing bimorph piezoelectric elements

Info

Publication number: UA17422U
Application number: UAU200604218U
Authority: UA
Inventors: Valerii Mykhailovych Sharapov; Mykola Volodymyrovyc Raievskyi; Ihor Heorhiiovych Minaiev
Original assignee: Valerii Mykhailovych Sharapov
Priority date: 2006-04-17
Filing date: 2006-04-17
Publication date: 2006-09-15

Abstract

The proposed device for testing bimorph piezoelectric elements contains a bimorph piezoelectric transformer with two signal electrodes and one common electrode, an oscillator, and a measuring unit. The first signal electrode is connected to the input of the oscillator, and the second signal electrode is connected to the input of the measuring unit. The piezoelectric element to be controlled is connected to the common electrode.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до приладобудування і призначена для контролю якісних характеристик 2 біморфних п'єзоелементів.The useful model refers to instrument engineering and is designed to control the quality characteristics of 2 bimorphic piezo elements.

Відомий пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів |див. патент Мо 1405813, бюл. Мо24, 1986, СССРІ, що містить п'єзотрансформатор, до одної системи електродів якого підключено генератор електричних коливань, а до другої - вимірюючий пристрій, а загальний електрод п'єзотрансформатора підключено до біморфного п'єзолемента, що контролюється. 70 Недоліком його є порівняно низька чутливість вимірювання.A well-known device for controlling bimorphic piezo elements | see patent MO 1405813, bull. Mo24, 1986, USSR, containing a piezotransformer, to one system of electrodes of which a generator of electrical oscillations is connected, and to the other - a measuring device, and the common electrode of the piezotransformer is connected to a bimorphic piezo element that is being monitored. 70 Its disadvantage is relatively low measurement sensitivity.

Відомий пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів |див. патент Мо1571795, СССР, НО4КЗ1/00, бюл.A well-known device for controlling bimorphic piezo elements | see patent Mo1571795, USSR, НО4КЗ1/00, bull.

Мо22, 1990), що містить п'єзотрансформатор, до одної системи електродів якого підключено генератор електричних коливань, а до другої - вимірюючий пристрій, а загальний електрод п'єзотрансформатора підключено до біморфного п'єзолемента, що контролюється. 12 Зазначений пристрій найбільш близький по технічній сутності і обраний в якості прототипу.Mo22, 1990), containing a piezotransformer, to one system of electrodes of which a generator of electrical oscillations is connected, and to the other - a measuring device, and the common electrode of the piezotransformer is connected to a bimorphic piezoelement that is being monitored. 12 The specified device is the closest in terms of technical essence and was chosen as a prototype.

Недоліком його є порівняно низька чутливість вимірювання.Its disadvantage is relatively low measurement sensitivity.

В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення пристрою для контролю біморфних п'єзоелементів шляхом заміни мономорфного п'єзотрансформатора біморфним, що дозволяє підвищити чутливість вимірювання.The basis of the useful model is the task of improving the device for controlling bimorphic piezo elements by replacing the monomorphic piezotransformer with a bimorphic one, which allows to increase the sensitivity of the measurement.

Пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів, що заявляється, містить п'єзотрансформатор, до одної системи електродів якого підключено генератор електричних коливань, а до другої - вимірюючий пристрій, а загальний електрод п'єзотрансформатора підключено до біморфного п'єзолемента, що контролюється.The claimed device for controlling bimorphic piezo elements contains a piezo transformer, to one electrode system of which a generator of electrical oscillations is connected, and to the other - a measuring device, and the common electrode of the piezo transformer is connected to the bimorphic piezo element being controlled.

Пропонований пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів відрізняється від прототипу тим, що в якості п'єзотрансформатора використовується біморфний п'єзотрансформатор. 29 Вказані ознаки є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату. вThe proposed device for controlling bimorphic piezoelements differs from the prototype in that a bimorphic piezotransformer is used as a piezotransformer. 29 The indicated signs are necessary and sufficient to achieve a technical result. in

Технічним результатом корисної моделі, що заявляється, є підвищення чутливості вимірювання.A technical result of the claimed useful model is an increase in the sensitivity of the measurement.

Корисна модель пояснюється кресленням, де: на фіг.1 показана схема пропонованого пристрою; на фіг.2 показана амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) пропонованого пристрою (крива 1 відповідає сч характеристиці мономорфного п'єзотрансформатору (прототип); крива 2 - біморфному п'єзотрансформатору с (пристрій, що заявляється)).The useful model is explained by the drawing, where: Fig. 1 shows the scheme of the proposed device; Fig. 2 shows the amplitude-frequency characteristic (frequency response) of the proposed device (curve 1 corresponds to the characteristic of a monomorphic piezo transformer (prototype); curve 2 - to a bimorphic piezo transformer c (applied device)).

Пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів містить біморфний п'єзотрансформатор 1, який З складається з мономорфного п'єзотрансформатора 2 і металевої пластини З, причому до одної системи ча електродів (4, 6) підключено генератор електричних коливань 7, а до другої (5,6) - вимірюючий пристрій 8, 3о електрод б через металеву пластину З біморфного п'єзотрансформатора 1 підключено до біморфного -- п'єзолемента 9, що контролюється, за допомогою електродів контактного пристрою 10,11.The device for controlling bimorphic piezo elements contains a bimorphic piezotransformer 1, which consists of a monomorphic piezotransformer 2 and a metal plate З, and an electric oscillation generator 7 is connected to one system of electrodes (4, 6), and to the other (5 ,6) - measuring device 8, 3o electrode b through the metal plate C of the bimorphic piezotransformer 1 is connected to the bimorphic -- piezoelement 9, which is controlled by means of the electrodes of the contact device 10,11.

Пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів працює наступним чином.The device for controlling bimorphic piezo elements works as follows.

Як відомо |див. див. Шарапов В.М., Минаев И.Г., Ю.Ю. Бондаренко и др. Пьезозлектрические « преобразователи. - Черкассь: ЧГТУ, 2004. - 436 с. с.77, 170), п'єзоелектричні трансформатори - це З п'єзоелементи з двома системами електродів - вхідний та вихідний. Біморфний п'єзотрансформатор с відрізняється від мономорфного тим, що складається з двох п'єзоелементів, з'єднаних між собою (симетричний)As is known | see see Sharapov V.M., Minaev I.G., Yu.Yu. Bondarenko et al. Piezoelectric "transducers". - Cherkassy: ChGTU, 2004. - 436 p. p.77, 170), piezoelectric transformers are Z piezoelectric elements with two electrode systems - input and output. A bimorphic piezotransformer c differs from a monomorphic one in that it consists of two piezo elements connected to each other (symmetrical)

Із» або п'єзоелемента і металічної пластини (асиметричний), з'єднаних між собою за допомогою компаунда.From" or a piezo element and a metal plate (asymmetric), connected to each other using a compound.

При підключенні до електроду 4 біморфного п'єзотрансформатора 1 генератора електричних коливань 7, в п'єзоелементі 9, що контролюється, виникають вигинові коливання, причому амплітуда вигинових резонансних 42 коливань залежить від якості з'єднання мономорфного п'єзоелемента і металевої пластини біморфного - п'єзоелемента 9, що контролюється. При дефекті біморфного п'єзоелемента 9, що контролюється, вигинові -І коливання в ньому не виникають. Криві, зображені на фіг.2 відповідає якісному з'єднанню п'єзоелемента та металічної пластини. шк Як показали досліди, пристрій, що заявляється, має більш високу чутливість в порівнянні з прототипом. ка 20 Приклад практичного використання.When the electric oscillation generator 7 is connected to the electrode 4 of the bimorphic piezotransformer 1, bending oscillations occur in the controlled piezo element 9, and the amplitude of the bending resonant 42 oscillations depends on the quality of the connection between the monomorphic piezo element and the metal plate of the bimorphic - p of the controlled element 9. In the case of a defect in the monitored bimorphic piezo element 9, bending -I oscillations do not occur in it. The curves shown in Fig. 2 correspond to the qualitative connection of the piezo element and the metal plate. Shk As experiments have shown, the claimed device has a higher sensitivity compared to the prototype. ka 20 Example of practical use.

Був виготовлений пристрій, який складається із біморфного п'єзотрансформатора, виконаного на біморфному із п'єзоелементі ЗП-13, генератора електричних коливань Г3-109, вимірюючого пристрою, що складається з частотоміра 43-57, мілівольтметра 83-38, осцилографа С1-55, контактного пристрою, та біморфного п'єзоелемента, що контролюється, ЗП-19. 29 Результати вимірювань амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) пристрою для контролю біморфних с п'єзоелементів показані на фіг2: крива 1 відповідає характеристиці прототипу (мономорфний п'єзотрансформатор); крива 2 відповідає характеристиці пристрою, що заявляється (біморфний п'єзотрансформатор).A device consisting of a bimorphic piezotransformer made of a bimorphic piezo element ZP-13, a generator of electric oscillations G3-109, a measuring device consisting of a frequency counter 43-57, a millivoltmeter 83-38, and an oscilloscope C1-55 was manufactured. , a contact device, and a controlled bimorphic piezo element, ZP-19. 29 The results of measurements of the amplitude-frequency characteristic (frequency characteristic) of the device for controlling bimorphic piezoelectric elements are shown in Fig. 2: curve 1 corresponds to the characteristics of the prototype (monomorphic piezotransformer); curve 2 corresponds to the characteristics of the claimed device (bimorphic piezo transformer).

Як показали досліди (див.фіг.2), заміна мономорфного п'єзотрансформатора біморфним дозволяє підвищити 60 чутливість 5 вимірювання (співвідношення напруги на резонансній частоті біморфного п'єзоелемента Ор до напруги в дорезонансній області Одр).As the experiments showed (see Fig. 2), replacing the monomorphic piezotransformer with a bimorphic one allows to increase the sensitivity of the measurement (the ratio of the voltage at the resonance frequency of the bimorphic piezo element Ор to the voltage in the pre-resonance region Одр).

Claims

The formula of the invention b5

A device for monitoring bimorphic piezo elements, containing a piezo transformer, and a generator of electrical oscillations is connected to one electrode system, and a measuring device is connected to the other, and the common electrode of the piezo transformer is connected to a bimorphic piezo element to be monitored, which is distinguished by , that a bimorphic piezotransformer is used as a piezotransformer. - s s « cha yo -

with . and? - -I sh» ime) Ko) c 60 b5