UA17437U - Device for testing bimorph piezoelectric elements - Google Patents

Description

Опис винаходу

Корисна модель відноситься до приладобудування і призначена для контролю якісних характеристик 2 біморфних п'єзоелементів.

Відомий пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів |див. патент Мо1405813, бюл. Мо24, 19861), що містить п'єзотрансформатор, причому до одної системи електродів 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.

Відомий пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів див. патент Мо1571795, СССР, НО4К 31/00, бюл.

Мо22, 1990), що містить п'єзотрансформатор, причому до одної системи електродів 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.

Недоліком його є порівняно низька чутливість вимірювання.

В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення пристрою для контролю біморфних п'єзоелементів шляхом використання мономорфного п'єзотрансформатора з таким опором на резонансній частоті біморфного п'єзоелемента, щоб запобігти шунтуванню біморфного п'єзоелемента, що досягається використанням мономорфного п'єзотрансформатора, опір якого на резонансній частоті біморфного п'єзоелемента, що контролюється, значно менший активного опору біморфного п'єзоелемента, що контролюється, на резонансній частоті.

Пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів, що заявляється, містить п'єзотрансформатор, причому до одної системи електродів підключено генератор електричних коливань, а до другої - вимірюючий пристрій, а 22 загальний електрод п'єзотрансформатора підключено до біморфного п'єзолемента, що контролюється. -о

Пропонований пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів відрізняється від прототипу тим, що опір п'єзотрансформатора на резонансній частоті біморфного п'єзоелемента 7птут значно менший активного опору біморфного п'єзоелемента, що контролюється, на резонансній частоті Кепе, тобто 2пти«РБпе.

Вказані ознаки є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату. -

Технічним результатом корисної моделі, що заявляється, є підвищення чутливості вимірювання. со

Корисна модель пояснюється кресленням, де: - на Фіг.1 показана схема пропонованого пристрою; М - на Фіг.2 показана амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) пропонованого пристрою (в якості біморфного /-|ч п'єзоелемента, що контролюється, використовується п'єзоелемент З3П-19), причому крива 1 відповідає 3о п'єзоелементу діаметром 20 та товщиною 1,2мм (прототип); крива 2 - п'єзоелементу діаметром 18 та товщиною -- 0О,Змм (пристрій, що заявляється).

Пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів містить мономорфний п'єзотрансформатор 1, з електродами 2, 3, 4 причому до одної системи електродів (2, 4) підключено генератор електричних коливань 5, а « до другої (3, 4) - вимірюючий пристрій б, електрод 4 п'єзотрансформатора 1 підключено до біморфного З п'єзолемента 7, що контролюється, за допомогою електродів контактного пристрою 8, 9. с Пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів працює наступним чином.

Із» Як відомо див. Шарапов В.М., Минаев И.Г., Ю.Ю. Бондаренко и др. Пьезозлектрические преобразователи. -

Черкассь: ЧГТУ, 2004. - 43бс., с.77, 170), п'єзоелектричні трансформатори - це п'єзоелементи з двома системами електродів - вхідний та вихідний. Біморфний п'єзотрансформатор відрізняється від мономорфного тим, що складається з двох п'єзоелементів, з'єднаних між собою (симетричний), або п'єзоелемента і металічної - пластини (асиметричний), з'єднаних між собою за допомогою клею або припою. -І При підключенні до генератора електричних коливань 5 електроду З біморфного п'єзотрансформатора 1, в біморфному п'єзоелементі 7, що контролюється, виникають вигинові коливання, причому амплітуда вигинових е резонансних коливань залежить від якості з єднання п'єзоелемента металевої пластини біморфного со 20 п'єзоелемента 7, що контролюється. При дефекті біморфного п'єзоелемента 7, що контролюється, вигинові коливання в ньому не виникають. Криві, зображені на Фіг.2 відповідають якісному з'єднанню п'єзоелемента та тм металічної пластини біморфного п'єзоелемента 7, що контролюється.

Приклад практичного використання.

Був виготовлений пристрій із мономорфними п'єзотрансформаторами, виконаними на мономорфних 29 п'єзоелементах із п'єзокераміки ЦТО-19 з розмірами: 1 - діаметром 20 та товщиною 1,2мм (прототип), 2 - с діаметром 18 та товщиною 0,З3мм (пристрій, що заявляється), генератором електричних коливань Г3-109, вимірюючого пристрою, що складається з частотоміра Ч3-57, міллівольтметра 83-38, осцилографа С1-55, контактного пристрою, та біморфним п'єзоелементом ЗП-19, що контролюється.

Результати вимірювань амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) пристрою для контролю біморфних 60 п'єзоелементів показані на Фіг.2. Параметри п'єзотрансформаторів і біморфного п'єзоелемента, що контролюється, приведені у табл. 1.

П'єзоелемент пт, кОм (її-3,621) ве щи б5 т да

(220х1, 2(прототип) 4,253 218х0,3 (пристрій, що заявляється) 0,235 зп вав 1:11 , , , , що шк

Як видно з Фіг.2 і табл. 1, для п'єзотрансформатора, у якого опір на резонансній частоті біморфного п'єзоелемента 7пту значно менший активного опору біморфного п'єзоелемента на резонансній частоті Квпр, тобто 7птя«КеБпе, забезпечується підвищення чутливості 5 пристрою (співвідношення напруги на резонансній частоті біморфного п'єзоелемента до напруги в дорезонансній області) в порівнянні з прототипом.

Claims (1)

1. Формула винаходу Пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів, що містить п'єзотрансформатор, до одної системи 75 електродів якого підключено генератор електричних коливань, а до другої - вимірювальний пристрій, а загальний електрод п'єзотрансформатора підключено до біморфного п'єзолемента, що контролюється, який відрізняється тим, що використовується п'єзотрансформатор з опором на резонансній частоті біморфного п'єзоелемента 7пті значно меншим активного опору біморфного п'єзоелемента на резонансній частоті Клер, тобто 7птя«Керпе. що 2 у Зо со « у ьо

   - . и? - -і ЧК» (95) що 60 б5