UA20945U

UA20945U - Device for testing a bimorph piezoelectric element

Info

Publication number: UA20945U
Application number: UAU200609748U
Authority: UA
Inventors: Valerii Mykhailovych Sharapov; Vitalii Semenovych Didkovskyi; Viktor Guriiovych Savin
Original assignee: Valerii Mykhailovych Sharapov
Priority date: 2006-09-11
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2007-02-15

Abstract

The proposed device for testing a bimorph piezoelectric element contains a measuring unit, an inductance coil, a capacitor, and a pulse generator.

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 - вимірювальний пристрій, а загальний електрод п'єзотрансформатора підключено до біморфного п'єзолемента, що контролюється. 70 Недоліком його є порівняно складна процедура контролю якісних характеристик біморфних п'єзоелементів.A well-known device for controlling bimorphic piezo elements | see patent MO 1405813, bull. "Мо24, 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 piezoelement, which is controlled. 70 Its disadvantage is a relatively complex procedure for controlling the quality characteristics of bimorphic piezo elements.

Відомий пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів |див. патент України по заявці Мо200604303 від 17.04.2006), що містить генератор електричних коливань та вимірювальний пристрій, які підключені до п'єзотрансформатора. Окрім того, загальний електрод п'єзотрансформатора підключено до біморфного п'єзолемента, що контролюється. 12 Зазначений пристрій найбільш близький по технічній сутності і обраний в якості прототипу.A well-known device for controlling bimorphic piezo elements | see patent of Ukraine according to the application Mo200604303 dated 17.04.2006), which contains a generator of electrical oscillations and a measuring device, which are connected to a piezo transformer. In addition, the common electrode of the piezo transformer is connected to the bimorph piezo element being monitored. 12 The specified device is the closest in terms of technical essence and was chosen as a prototype.

Недоліком його є порівняно складна процедура контролю якісних характеристик біморфних п'єзоелементів.Its disadvantage is a relatively complex procedure for controlling the quality characteristics of bimorphic piezo elements.

В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення пристрою для контролю біморфних п'єзоелементів шляхом введення в пристрій котушки індуктивності та ємнісного елемента, між якими підключено біморфний п'єзолемент, що контролюється, а також використанням в якості генератора електричних коливань генератора імпульсних коливань, причому вимірювальний пристрій складається із порогового пристрою, формувача імпульсів та лічильника.The basis of the useful model is the task of improving the device for controlling bimorphic piezo elements by introducing into the device an inductance coil and a capacitive element, between which the controlled bimorphic piezo element is connected, as well as using a pulse oscillation generator as a generator of electric oscillations, and a measuring device consists of a threshold device, a pulse generator and a counter.

Пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів, що заявляється, містить генератор електричних коливань та вимірювальний пристрій.The claimed device for controlling bimorphic piezo elements includes a generator of electrical oscillations and a measuring device.

Пропонований пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів відрізняється від прототипу тим, що в пристрій введено котушку індуктивності та ємнісний елемент, між якими підключено біморфний п'єзолемент, що (/-) контролюється, причому в якості генератора електричних коливань використано генератор імпульсних коливань, а вимірювальний пристрій складається із порогового пристрою, формувача імпульсів та лічильника.The proposed device for controlling bimorphic piezo elements differs from the prototype in that an inductor coil and a capacitive element are introduced into the device, between which a bimorphic piezo element is connected, which (/-) is controlled, and a pulse oscillation generator is used as a generator of electrical oscillations, and the measuring device consists of a threshold device, a pulse generator and a counter.

Вказані ознаки є необхідними і достатніми для досягнення технічного результату.The indicated signs are necessary and sufficient to achieve a technical result.

Технічним результатом корисної моделі, що заявляється, є спрощення процедури контролю якісних о характеристик біморфних п'єзоелементів. «ЇїThe technical result of the proposed useful model is the simplification of the procedure for controlling the quality characteristics of bimorphic piezo elements. "Her

Корисна модель пояснюється кресленням, де: - на фіг.1 показана схема пропонованого пристрою; о - на фіг.2 показана перехідна характеристика пропонованого пристрою, яка відповідає розриву в колі Га») біморфного п'єзоелемента;The useful model is explained by the drawing, where: - Fig. 1 shows the scheme of the proposed device; o - Fig. 2 shows the transient characteristic of the proposed device, which corresponds to a gap in the circle Ha") of the bimorphic piezo element;

Зо - на фіг.3 показана перехідна характеристика пропонованого пристрою, яка відповідає короткому замкненню в с біморфному п'єзоелементі; - на фіг.4 показана перехідна характеристика пропонованого пристрою, яка відповідає відсутності поляризації матеріала біморфного п'єзоелемента; « - на фіг.5 показана перехідна характеристика пропонованого пристрою, яка відповідає придатному до 50 використання біморфному п'єзоелементу. З с Пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів містить генератор імпульсних коливань 1, котушкуZo - Fig. 3 shows the transient characteristic of the proposed device, which corresponds to a short circuit in a bimorphic piezo element; - Fig. 4 shows the transient characteristic of the proposed device, which corresponds to the absence of polarization of the material of the bimorphic piezoelectric element; " - Fig. 5 shows the transient characteristic of the proposed device, which corresponds to a bimorphic piezo element suitable for 50 use. The device for controlling bimorphic piezo elements includes a pulse oscillation generator 1, a coil

І» індуктивності 2 та ємнісний елемент 3, між якими підключено біморфний п'єзолемент 4, що контролюється, та вимірювальний пристрій, що складається із порогового пристрою 5, формувача імпульсів 6 та лічильника 7.I" of the inductance 2 and the capacitive element 3, between which the bimorphic piezo element 4 is connected, which is controlled, and the measuring device consisting of the threshold device 5, the pulse generator 6 and the counter 7.

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

При підключенні до котушки індуктивности 2 та ємнісного елемента З генератора імпульсних коливань 1, в о біморфному п'єзоелементі 4, що контролюється, виникають вигинові коливання, причому форма коливань ав | залежить від дефектів в біморфному п'єзоелементі 4. Криві, які зображені на фіг.2-4, відповідають дефектам, що виникають в п'єзоелементі. Крива, яка зображена на фіг.5, відповідає біморфному п'єзоелементу, придатному іш до використання. «їз» 20 Як показали досліди, пристрій, що заявляється, дозволяє спростити процедуру контролю якісних характеристик біморфних п'єзоелементів. сл Приклад практичного використання.When connected to the inductance coil 2 and the capacitive element C of the impulse oscillation generator 1, bending oscillations occur in the controlled bimorphic piezo element 4, and the oscillation form av | depends on the defects in the bimorphic piezo element 4. The curves shown in Fig. 2-4 correspond to the defects that appear in the piezo element. The curve shown in Fig. 5 corresponds to a bimorphic piezo element suitable for use. "iz" 20 As experiments have shown, the claimed device makes it possible to simplify the procedure for controlling the quality characteristics of bimorphic piezo elements. sl An example of practical use.

Був виготовлений пристрій, який складається із котушки індуктивності Р104786, ємнісного елемента, генератора імпульсних коливань Г5-72, вимірювального пристрою, що складається з порогового пристрою, 29 формувача імпульсів та лічильника, міллівольтметра 83-38, осцилографа СІ-55, контактного пристрою, та с біморфного п'єзоелемента ЗП-13, що контролюється. Функції порогового пристрою З, формувача імпульсів 4 та лічильника 5 виконує частотомір 43-57, який містить вхідний пристрій з регулюванням чутливості, підсилювач та лічильник.A device consisting of an inductor P104786, a capacitive element, a G5-72 pulse generator, a measuring device consisting of a threshold device, 29 pulse shapers and a counter, a millivoltmeter 83-38, a SI-55 oscilloscope, a contact device, and with bimorphic piezo element ZP-13, which is controlled. The functions of the threshold device C, the pulse generator 4 and the counter 5 are performed by the frequency meter 43-57, which contains an input device with sensitivity adjustment, an amplifier and a counter.

Результати вимірювань перехідних характеристик пристрою для контроля біморфних п'єзоелементів показані 60 на фіг.2-5.The results of measurements of the transient characteristics of the device for monitoring bimorphic piezo elements are shown 60 in Fig. 2-5.

Результати вимірювань кількості імпульсів, які перевищують заданий рівень, наведені в табл.1.The results of measuring the number of pulses that exceed the specified level are shown in Table 1.

Вид дефекту Кількість коливань, М (М-їсд/ Мо, де їсл - частота слідування імпульсів; Мо - кількість вЕ коливань за один період, причому їсл-А кГц) -Д-Type of defect Number of oscillations, M (M-ysd/Mo, where ysl is the pulse tracking frequency; Мo is the number of ВЕ oscillations in one period, and ysl-A kHz) -Д-

1. Розрив в колі біморфного п'єзоелемента 000 (фіг.2) 2. Коротке замкненне в біморфному п'єзоелементі (фіг.3) 9 3. Відсутність поляризації матеріалу 000 4.Придатний до використання біморфний БО п'єзоелемент (фіг.5)1. Break in the circuit of the bimorphic piezo element 000 (fig. 2) 2. Short circuit in the bimorphic piezo element (fig. 3) 9 3. Lack of polarization of the material 000 4. Usable bimorphic BO piezo element (fig. 5 )

Як показали досліди (див.фіг.2-5, табл.1), введення в пристрій котушки індуктивності та ємнісного 70 елемента, між якими підключено біморфний п'єзолемент, що контролюється та використання в якості генератора електричних коливань генератора імпульсних коливань і вимюрючого пристрою, що складається із порогового пристрою, формувача імпульсів та лічильника, дозволяє спростити процедуру контролю якісних характеристик біморфних п'єзоелементів по формі коливань (фіг.2-5) чи по кількості коливань (табл.1)As shown by the experiments (see Fig. 2-5, Table 1), the introduction of an inductance coil and a capacitive 70 element into the device, between which a controlled bimorphic piezo element is connected and the use of a pulse oscillation generator and a measuring device as a generator of electrical oscillations , which consists of a threshold device, a pulse generator and a counter, allows to simplify the procedure for controlling the quality characteristics of bimorphic piezo elements by the form of oscillations (Fig. 2-5) or by the number of oscillations (Table 1)

Ф ормула винаходуThe formula of the invention

Пристрій для контролю біморфних п'єзоелементів, що містить генератор електричних коливань та вимірювальний пристрій, який відрізняється тим, що в пристрій введено котушку індуктивності та ємнісний елемент, між якими підключено контрольований біморфний п'єзолемент, причому як генератор електричних коливань використано генератор імпульсних коливань, а вимірювальний пристрій складається із порогового пристрою, формувача імпульсів та лічильника. що зA device for controlling bimorphic piezo elements, containing an electric oscillation generator and a measuring device, which is characterized by the fact that an inductor coil and a capacitive element are introduced into the device, between which the controlled bimorphic piezo element is connected, and a pulse oscillation generator is used as an electric oscillation generator, and the measuring device consists of a threshold device, a pulse generator and a counter. what with

ІФ) « (о) «в) с - і» іме) («в) се)IF) "(o) "c) c - i" ime) ("c) se)

ЧК» сл 60 б5ChK" page 60 b5