RU160686U1 - DEVICE FOR DETERMINING VALUE OF FREQUENCY OF INSTALLATION RESONANCE OF A PIEZOELECTRIC VIBRATION CONVERTER - Google Patents

DEVICE FOR DETERMINING VALUE OF FREQUENCY OF INSTALLATION RESONANCE OF A PIEZOELECTRIC VIBRATION CONVERTER Download PDF

Info

Publication number
RU160686U1
RU160686U1 RU2015120874/28U RU2015120874U RU160686U1 RU 160686 U1 RU160686 U1 RU 160686U1 RU 2015120874/28 U RU2015120874/28 U RU 2015120874/28U RU 2015120874 U RU2015120874 U RU 2015120874U RU 160686 U1 RU160686 U1 RU 160686U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
frequency
piezoelectric
vibration transducer
piezoelectric vibration
working fluid
Prior art date
Application number
RU2015120874/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Викторович Скворцов
Андрей Владимирович Орлов
Алексей Леонидович Блохин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Вибро-прибор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Вибро-прибор" filed Critical Закрытое акционерное общество "Вибро-прибор"
Priority to RU2015120874/28U priority Critical patent/RU160686U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU160686U1 publication Critical patent/RU160686U1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

1. Устройство для определения значения частоты установочного резонанса пьезоэлектрического вибропреобразователя, включающее рабочее тело в виде стального стержня, посадочное место на одном из торцов стержня для установки пьезоэлектрического вибропреобразователя и образования общей колебательной системы, первая резонансная частота которой, по крайней мере, в 1,2 раза превышает значение искомой частоты, прикрепленный к рабочему телу пьезоэлектрический вибратор с подсоединенным к нему генератором электрических сигналов и подключаемый к пьезоэлектрическому вибропреобразователю блок регистрации его выходного сигнала, отличающееся тем, что генератор электрических сигналов выполнен импульсным с регулировкой по длительности и амплитуде подаваемых на пьезоэлектрический вибратор одиночных электрических импульсов, а подключаемый к пьезоэлектрическому вибропреобразователю блок регистрации снабжен схемой для преобразования Фурье выходного временного сигнала в его спектральный вид для определения искомого значения частоты установочного резонанса пьезоэлектрического вибропреобразователя.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что его колебательная система ориентирована вертикально и установлена на основании через виброгасящую прокладку, при этом посадочное место для установки пьезоэлектрического вибропреобразователя совмещено с верхним торцом стержня - рабочего тела.1. A device for determining the frequency of the installation resonance of a piezoelectric vibration transducer, comprising a working fluid in the form of a steel rod, a seat on one of the ends of the rod for installing a piezoelectric vibration transducer and the formation of a common oscillatory system, the first resonant frequency of which is at least 1.2 times the value of the desired frequency, a piezoelectric vibrator attached to the working fluid with an electric signal generator connected to it and connected a unit for recording its output signal, which is characterized in that the generator of electrical signals is pulsed with a duration and amplitude of single electric pulses supplied to the piezoelectric vibrator, and the recording unit connected to the piezoelectric vibration transducer is equipped with a circuit for Fourier transform of the output time signal into its spectral view to determine the desired value of the frequency of the installation resonance piezoelectric about vibropreobrazovatelya.2. The device according to claim 1, characterized in that its oscillating system is oriented vertically and mounted on the base through a vibration-damping gasket, while the seat for installing the piezoelectric vibration transducer is combined with the upper end of the rod - the working fluid.

Description

Полезная модель относится к области измерительной техники и может быть использована для определения частотных характеристик средств измерения параметров вибрации.The utility model relates to the field of measurement technology and can be used to determine the frequency characteristics of measuring instruments for vibration parameters.

Значение частоты установочного резонанса поверяемого пьезоэлектрического вибропреобразователя является одной из основных его технических характеристик, определяющей рабочий частотный диапазон средств измерения параметров вибрации (ГОСТ Р 8.669-2009 «ГСИ. Виброметры с пьезоэлектрическими, индукционными и вихретоковыми вибропреобразователями. Методика поверки»).The frequency value of the installation resonance of the calibrated piezoelectric vibration transducer is one of its main technical characteristics, which determines the operating frequency range of measuring instruments for vibration parameters (GOST R 8.669-2009 "GSI. Vibrometers with piezoelectric, induction and eddy current vibration transducers. Verification Method").

Известно устройство для определения установочного резонанса поверяемого вибропреобразователя с помощью пьезоэлектрического вибратора (пункт 10.15.1.8 ГОСТа Р 8.669-2009).A device is known for determining the installation resonance of a calibrated vibration transducer using a piezoelectric vibrator (paragraph 10.15.1.8 of GOST R 8.669-2009).

В известном устройстве колебательная система включает осесимметричное рабочее тело (основание), например, стальной стержень с двумя ортогональными относительно его оси торцами, на одном из которых установлен пьезоэлектрический вибратор, подключенный через усилитель мощности к задающему генератору электрических сигналов. На противоположном торце рабочего тела, на посадочном месте устанавливают поверяемый вибропреобразователь, подключаемый к блоку регистрации - вольтметру и двухлучевому осциллографу для визуализации сигналов задающего генератора и выходного сигнала (отклика) поверяемого вибропреобразователя.In the known device, the oscillatory system includes an axisymmetric working fluid (base), for example, a steel rod with two ends orthogonal to its axis, one of which has a piezoelectric vibrator connected through a power amplifier to a master electric signal generator. At the opposite end of the working fluid, a calibrated vibration transducer is installed on the seat, connected to the registration unit, a voltmeter and a two-beam oscilloscope, to visualize the signals of the master oscillator and the output signal (response) of the calibrated vibration transducer.

В соответствии с требованиями п. 10.15.1.7 ГОСТа Р 8.669-2009, первая резонансная частота системы «основание - поверяемый вибропреобразователь» (колебательной системы) должно быть, по крайней мере, в 1,2 раза выше ожидаемого значения частоты установочного резонанса поверяемого вибропреобразователя. Выполнение этого требования позволяет минимизировать возможность взаимного влияния резонансов рабочего тела на установочный резонанс поверяемого вибропреобразователя.In accordance with the requirements of clause 10.15.1.7 of GOST R 8.669-2009, the first resonant frequency of the base-to-calibrated vibration transducer system (oscillatory system) must be at least 1.2 times higher than the expected frequency of the installation resonance of the calibrated vibration transducer. The fulfillment of this requirement minimizes the possibility of mutual influence of the resonances of the working fluid on the installation resonance of the calibrated vibration transducer.

Известное устройство работает следующим образом:A known device operates as follows:

От задающего генератора через усилитель мощности на пьезоэлектрический вибратор подают напряжение с частотой, значительно меньшей, чем ожидаемое значение частоты установочного резонанса поверяемого вибропреобразователя. Пьезоэлектрический вибратор, деформируясь, направляет фронт деформационной вибрационной волны вдоль оси рабочего тела (основания) и воздействует на поверяемый вибропреобразователь. Отклик вибропреобразователя на возбуждающую вибрацию в виде выходного сигнала измеряют с помощью вольтметра, а сдвиг фазы относительно сигнала задающего генератора наблюдают на двухлучевом осциллографе.From the master oscillator, a voltage is supplied to the piezoelectric vibrator through a power amplifier with a frequency much lower than the expected value of the frequency of the installation resonance of the calibrated vibration transducer. The piezoelectric vibrator, being deformed, directs the front of the deformation vibrational wave along the axis of the working fluid (base) and acts on the calibrated vibration transducer. The response of the vibration transducer to the exciting vibration in the form of an output signal is measured using a voltmeter, and the phase shift relative to the signal of the master oscillator is observed on a two-beam oscilloscope.

Частоту задающего генератора увеличивают до значения, при котором на вольтметре будет наблюдаться максимальный сигнал с выхода поверяемого вибропреобразователя, а сдвиг фазы при этом на экране двухлучевого осциллографа будет приблизительно равен -90°, подтверждающий отсутствие влияния иных резонансов, обусловленных возможным резонансом различных конструктивных элементов поверяемого вибропреобразователя, например, его крышки. Это определяемое максимальное значение сигнала принимается в качестве значения частоты установочного резонанса поверяемого вибропреобразователя.The frequency of the master oscillator is increased to a value at which the maximum signal from the output of the calibrated vibration transducer will be observed on the voltmeter, and the phase shift will be approximately -90 ° on the screen of the two-beam oscilloscope, confirming the absence of the influence of other resonances due to the possible resonance of various structural elements of the calibrated vibration transducer , for example, its covers. This determined maximum signal value is taken as the frequency value of the installation resonance of the calibrated vibration transducer.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного технического решения, относится длительность процедуры определения величины установочного резонанса поверяемого вибропреобразователя, необходимость наличия априорной информации о приблизительном значении частоты установочного резонанса поверяемого вибропреобразователя и практическая невозможность определения всей спектральной характеристики поверяемого вибропреобразователя. Отсутствие априорной информации вынуждает начинать определение значения частоты установочного резонанса с достаточно низких частот и увеличивать частоту задающего генератора или непрерывно (с задающим генератором с непрерывным изменением частоты), или с малым шагом (не превышающим величины резонансного пика, которые, как правило, у высокодобротных вибропреобразователей составляют несколько десятков Гц). В результате процедура определения значения частоты установочного резонанса получается вынужденно достаточно длительной.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known technical solution include the duration of the procedure for determining the installation resonance of the calibrated vibration transducer, the need for a priori information on the approximate value of the installation resonance frequency of the calibrated vibration transducer, and the practical impossibility of determining the entire spectral characteristic of the calibrated vibration transducer. The lack of a priori information forces us to start determining the frequency of the setup resonance from sufficiently low frequencies and increase the frequency of the master oscillator either continuously (with a master oscillator with a continuous change in frequency) or with a small step (not exceeding the value of the resonance peak, which, as a rule, with high-quality vibration transducers amount to several tens of Hz). As a result, the procedure for determining the frequency value of the setup resonance is compelled to be quite long.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является упрощение процедуры определения значения частоты установочного резонанса пьезоэлектрического вибропреобразователя.The task to which the claimed utility model is directed is to simplify the procedure for determining the frequency value of the installation resonance of a piezoelectric vibration transducer.

Технический результат, получаемый при осуществлении заявляемой полезной модели, заключается в использовании регулируемого по длительности и амплитуде одиночного электрического импульсного сигнала для возбуждения колебательной системы с пьезоэлектрическим вибропреобразователем, позволяющим расширить частотный диапазон определяемых значений резонансных частот и, тем самым, расширить функциональные возможности технического решения.The technical result obtained by the implementation of the claimed utility model consists in the use of a single electric pulse signal, adjustable in duration and amplitude, to excite an oscillating system with a piezoelectric vibration transducer, which allows expanding the frequency range of the determined values of resonant frequencies and, thereby, expanding the functionality of the technical solution.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается также тем, что заявляемое устройство для определения значения частоты установочного резонанса пьезоэлектрического вибропреобразователя, включающего рабочее тело в виде стального стержня, посадочное место на одном из торцов стержня для установки пьезоэлектрического вибропреобразователя и образования общей колебательной системы, первая резонансная частота которой, по крайней мере, в 1,2 раза превышает значение искомой частоты, прикрепленный к рабочему телу пьезоэлектрический вибратор с подсоединенным к нему генератором электрических сигналов и подключаемый к пьезоэлектрическому вибропреобразователю блок регистрации его выходного сигнала, в отличие от известного устройства генератор электрических сигналов выполнен импульсным с регулировкой по длительности и амплитуде подаваемых на пьезоэлектрический вибратор одиночных электрических импульсов, а подключаемый к пьезоэлектрическому вибропреобразователю блок регистрации снабжен схемой для преобразования Фурье выходного временного сигнала в его спектральный вид для определения искомого значения частоты установочного резонанса пьезоэлектрического вибропреобразователя.The specified technical result in the implementation of the utility model is also achieved by the fact that the inventive device for determining the frequency of the installation resonance of the piezoelectric vibration transducer, including the working fluid in the form of a steel rod, a seat on one of the ends of the rod for installing the piezoelectric vibration transducer and the formation of a common oscillatory system, the first resonant whose frequency is at least 1.2 times the value of the desired frequency attached to the working fluid a piezoelectric vibrator with an electric signal generator connected to it and a unit for recording its output signal connected to a piezoelectric vibration transducer, in contrast to the known device, the electric signal generator is pulsed with adjustable duration and amplitude of single electrical impulses supplied to the piezoelectric vibrator, and a block connected to the piezoelectric vibrator registration is equipped with a circuit for the Fourier transform of the output time signal into its spectral form for determining desired values of the resonance frequency adjusting a piezoelectric vibrator.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается также тем, что колебательная система устройства ориентирована вертикально и установлена на основании через виброгасящую прокладку, причем установочное место для пьезоэлектрического вибропреобразователя совмещено с верхним торцом стержня - рабочего тела.The specified technical result in the implementation of the utility model is also achieved by the fact that the oscillatory system of the device is oriented vertically and mounted on the base through a vibration-absorbing pad, and the installation place for the piezoelectric vibration transducer is combined with the upper end of the rod - the working fluid.

На фиг. 1 изображено устройство для определения значения частоты установочного резонанса пьезоэлектрического вибропреобразователя. На фиг. 2 изображен одиночный импульс и его параметры, воздействующий на пьезоэлектрический вибратор. На фиг. 3 изображена амплитудная спектральная функция одиночного импульса, воздействующего на пьезоэлектрический вибратор, и ее параметры. На фиг. 4 изображена типичная амплитудная спектральная характеристика пьезоэлектрического вибропреобразователя, полученная импульсным воздействием на него.In FIG. 1 shows a device for determining the frequency of the installation resonance of a piezoelectric vibration transducer. In FIG. 2 shows a single pulse and its parameters acting on a piezoelectric vibrator. In FIG. 3 shows the amplitude spectral function of a single pulse acting on a piezoelectric vibrator, and its parameters. In FIG. 4 shows a typical amplitude spectral characteristic of a piezoelectric vibration transducer obtained by pulsed action on it.

Устройство для определения значения частоты установочного резонанса пьезоэлектрического вибропреобразователя содержит вертикально установленное на основании 1 через виброгасящую прокладку 2 рабочее тело в виде стального стержня 3 с пьезоэлектрическим вибратором 4 на его нижнем торце 5 и посадочным местом 6, совмещенным с верхним торцом 7 стержня 3 для установки пьезоэлектрического вибропреобразователя 8 и образования общей колебательной системы 3-8, генератор 9 импульсных регулируемых по длительности и амплитуде одиночных сигналов, подключенный к пьезоэлектрическому вибратору 4, и подключаемый к поверяемому пьезоэлектрическому вибропреобразователю 8 блок регистрации 10 со схемой 11 преобразования Фурье.A device for determining the frequency of the installation resonance of a piezoelectric vibration transducer contains a working fluid vertically mounted on the base 1 through a vibration-absorbing gasket 2 in the form of a steel rod 3 with a piezoelectric vibrator 4 at its lower end 5 and a seat 6 aligned with the upper end 7 of the rod 3 for installing the piezoelectric vibration transducer 8 and the formation of a general oscillatory system 3-8, a pulse generator 9 adjustable in duration and amplitude of single signals, under for prison to the piezoelectric vibrator 4, and connected to the piezoelectric vibration transducer 8 calibratable recording unit 10 with the circuit 11 of the Fourier transform.

В качестве блока регистрации 10 может быть применен подключенный через согласующий усилитель спектроанализатор или персональный компьютер с аналого-цифровым преобразователем и соответствующим программным обеспечением.As a registration unit 10, a spectrum analyzer connected to a matching amplifier or a personal computer with an analog-to-digital converter and corresponding software can be used.

Устройство для определения значения частоты установочного резонанса пьезоэлектрического вибропреобразователя работает следующим образом.A device for determining the frequency of the installation resonance of a piezoelectric vibration transducer operates as follows.

От генератора 9 на пьезоэлектрический вибратор 4 подают одиночный прямоугольный электрический импульс (фиг. 2). Благодаря обратному пьезоэффекту пьезоэлектрический вибратор 4 подвергается упругой деформации и в колебательной системе 3-8 возникает волновой фронт в виде затухающих механических колебаний (фиг. 2). Возникший волновой фронт, амплитуда которого пропорциональна деформации пьезоэлемента пьезоэлектрического вибратора 4, распространяясь в рабочем теле 3 воздействует на пьезоэлектрический вибропреобразователь 8. В пьезоэлектрическом вибропреобразователе 8 благодаря наличию инерционной массы и прямому пьезоэффекту его пьезоэлемента, возникает электрический заряд - сигнал, в функции от времени.From the generator 9 to the piezoelectric vibrator 4 serves a single rectangular electric pulse (Fig. 2). Due to the inverse piezoelectric effect, the piezoelectric vibrator 4 undergoes elastic deformation and a wave front in the form of damped mechanical vibrations arises in the vibrational system 3-8 (Fig. 2). The resulting wavefront, the amplitude of which is proportional to the deformation of the piezoelectric element of the piezoelectric vibrator 4, propagating in the working fluid 3 acts on the piezoelectric vibration transducer 8. In the piezoelectric vibration transducer 8 due to the inertial mass and direct piezoelectric effect of its piezoelectric element, an electric charge arises - a function of time.

Временной сигнал в блоке регистрации 10 усиливают, подвергают математической обработке в схеме преобразования Фурье 11, преобразуют временной сигнал в спектральный вид, определяют первое максимальное значение амплитудной спектральной характеристики с ее сдвигом фазы, близкой к -90° (фиг. 3), по которой и определяют (см. фиг. 4) искомое значение частоты установочного резонанса пьезоэлектрического вибропреобразователя 8.The time signal in the recording unit 10 is amplified, subjected to mathematical processing in the Fourier transform circuit 11, the time signal is converted to spectral form, the first maximum value of the amplitude spectral characteristic with its phase shift close to -90 ° is determined (Fig. 3), by which determine (see Fig. 4) the desired value of the frequency of the installation resonance of the piezoelectric vibration transducer 8.

В соответствии с требованиями п. 10.15.1.7 ГОСТа Р 8.669-2009, первая резонансная частота колебательной системы (рабочее тело - поверяемый пьезоэлектрический вибропреобразователь) должна быть, по крайней мере, в 1,2 раза выше ожидаемого значения частоты установочного резонанса пьезоэлектрического вибропреобразователя. Это позволяет практически исключить искажающее влияние частотной характеристики всей колебательной системы на искомое значением частоты установочного резонанса пьезоэлектрического вибропреобразователя. На первую резонансную частоту колебательной системы практического влияния не оказывает прикрепленный к нему пьезоэлектрический вибратор, т.к. его масса не менее, чем на порядок меньше массы рабочего тела.In accordance with the requirements of clause 10.15.1.7 of GOST R 8.669-2009, the first resonant frequency of the oscillating system (working medium — the verified piezoelectric vibration transducer) must be at least 1.2 times higher than the expected frequency of the installation resonance of the piezoelectric vibration transducer. This makes it possible to practically eliminate the distorting influence of the frequency response of the entire oscillatory system on the desired frequency value of the installation resonance of the piezoelectric vibration transducer. The piezoelectric vibrator attached to it does not have a practical effect on the first resonant frequency of the oscillatory system, since its mass is not less than an order of magnitude less than the mass of the working fluid.

Первая резонансная частота колебательной системы зависит от формы и размеров рабочего тела и закрепленного на нем пьезоэлектрического вибропреобразователя.The first resonant frequency of the oscillatory system depends on the shape and size of the working fluid and the piezoelectric vibration transducer attached to it.

Если рабочее тело выполнено в форме цилиндра с закрепленным на нем пьезоэлектрическим вибропреобразователем, то первая резонансная частота колебательной системы приближенно определяется выражением (Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т. / Ред. совет: Челомей В.Н. (пред.). - М.: Машиностроение, 1978. - Т. 1. Колебания линейных систем / Под ред. В.В. Болотина. 1978. - с 63):If the working fluid is made in the form of a cylinder with a piezoelectric vibration transducer mounted on it, then the first resonant frequency of the oscillatory system is approximately determined by the expression (Vibrations in technology: Reference. In 6 volumes / Ed. Advice: Chelomei V.N. (prev.) . - M.: Mechanical Engineering, 1978. - T. 1. Oscillations of linear systems / Edited by VV Bolotin. 1978. - p. 63):

Figure 00000002
Figure 00000002

где Е - модуль Юнга;where E is Young's modulus;

F - площадь поперечного сечения цилиндра;F is the cross-sectional area of the cylinder;

l - высота цилиндра;l is the height of the cylinder;

М - масса пьезоэлектрического вибропреобразователя.M is the mass of the piezoelectric vibration transducer.

Одиночный электрический импульс, воздействующий на пьезоэлектрический вибратор, во времени описывается выражением (Иориш Ю.И. Виброметрия. Изд. 2-ое перераб. М.: ГНТИ машиностроительной литературы, 1963. - е 115):A single electrical impulse acting on a piezoelectric vibrator, in time is described by the expression (Iorish Yu.I. Vibrometry. Ed. 2nd revised. M .: GNTI machine-building literature, 1963. - e 115):

Figure 00000003
Figure 00000003

а амплитудная спектральная функция - and the amplitude spectral function

Figure 00000004
Figure 00000004

где АИ и τИ - амплитуда и длительность одиночного импульса;wherein A and D and τ - duration and amplitude of a single pulse;

ω=2·π·ƒ; ƒ - циклическая частота.ω = 2 · π · ƒ; ƒ is the cyclic frequency.

Амплитуда импульса АИ выбирается из условия соотношения высоты резонансного пика и нулевого уровня спектральной характеристики после проведения преобразования Фурье. Это соотношение на практике должно быть не менее трех, что позволяет с более высокой точностью выделить резонансный пик на спектральной характеристике и определить значение частоты установочного резонанса. Длительность импульса τИ определяется ожидаемым значением частоты установочного резонанса пьезоэлектрического вибропреобразователя ƒУст и выбирается из условия:The pulse amplitude A and is selected from the condition resonant peak height ratio and zero spectral characteristics after Fourier transformation. In practice, this ratio should be at least three, which makes it possible to select the resonance peak in the spectral characteristic with higher accuracy and determine the frequency of the installation resonance. The pulse duration τ AND is determined by the expected value of the frequency of the installation resonance of the piezoelectric vibration transducer ƒ Ust and is selected from the condition:

Figure 00000005
или
Figure 00000006
Figure 00000005
or
Figure 00000006

где

Figure 00000007
- максимальная частота спектральной плотности импульса, используемая для определения значения частоты установочного резонанса пьезоэлектрического вибропреобразователя.Where
Figure 00000007
- the maximum frequency of the spectral density of the pulse used to determine the frequency of the installation resonance of the piezoelectric vibration transducer.

Длительность импульса определяет частотный диапазон силового воздействия на пьезоэлектрический вибропреобразователь. В соответствии с фиг. 2 максимальные значения воздействия на различных частотах осуществляются до частоты

Figure 00000008
поэтому и максимальный отклик пьезоэлектрического вибропреобразователя будет в этой области частот. С другой стороны, регулируя амплитуду импульса и его длительность, можно воздействовать на пьезоэлектрический вибропреобразователь в более широком диапазоне частот, что позволяет расширить функциональные возможности технического решения и, при необходимости, определять не только значение частоты установочного резонанса, но и резонанс колебательной системы и рабочего тела или более высокочастотные резонансы, вызванные возможными побочными эффектами (таких, как, например, резонанс крышки пьезоэлектрического вибропреобразователя).The pulse duration determines the frequency range of the force acting on the piezoelectric vibration transducer. In accordance with FIG. 2 maximum exposure values at different frequencies are carried out up to the frequency
Figure 00000008
therefore, the maximum response of the piezoelectric vibration transducer will be in this frequency range. On the other hand, by adjusting the amplitude of the pulse and its duration, it is possible to act on the piezoelectric vibration transducer in a wider frequency range, which allows you to expand the functionality of the technical solution and, if necessary, determine not only the frequency of the installation resonance, but also the resonance of the oscillating system and the working fluid or higher frequency resonances caused by possible side effects (such as, for example, the resonance of a piezoelectric vibration transducer cap).

При постановке задачи измерения более высоких имеющихся в колебательной системе частот, чем значение частоты установочного резонанса, длительность импульса, определяемая по указанной выше формуле, должна рассчитываться из условия изменения максимального значения частоты. Увеличение длительности импульса уменьшает максимальное значение частотного диапазона силового воздействия на пьезоэлектрический преобразователь, т.к. уменьшается величина

Figure 00000009
и соответственно снижается максимальное измеряемое значение частоты и возможности для определения более высоких резонансных частот (см. таблицу 3).When setting the task of measuring higher frequencies available in the oscillatory system than the frequency of the installation resonance, the pulse duration, determined by the above formula, should be calculated from the conditions for changing the maximum frequency value. An increase in the pulse duration decreases the maximum value of the frequency range of the force action on the piezoelectric transducer, since value decreases
Figure 00000009
and accordingly, the maximum measured value of the frequency and the ability to determine higher resonant frequencies are reduced (see table 3).

Современные средства генерации импульсных сигналов воспроизводят их с высокой степенью точности, что дополнительно позволяет получить значительно более высокую повторяемость результатов повторных экспериментов при определении значения частоты установочного резонанса пьезоэлектрических вибропреобразователей.Modern means of generating pulsed signals reproduce them with a high degree of accuracy, which additionally allows to obtain a significantly higher repeatability of the results of repeated experiments when determining the frequency of the installation resonance of piezoelectric vibration transducers.

На нашем предприятии была проведена экспериментальная проверка опытного образца заявляемого устройства.At our enterprise, an experimental verification of the prototype of the claimed device was carried out.

Результаты проверки приведены в таблицах 1-3.The verification results are shown in tables 1-3.

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

Таким образом, видно, что приведенные выше сведения подтверждают возможность осуществления изобретения, достижения указанного технического результата и решения поставленной задачи.Thus, it is seen that the above information confirms the possibility of implementing the invention, achieving the specified technical result and solving the problem.

Claims (2)

1. Устройство для определения значения частоты установочного резонанса пьезоэлектрического вибропреобразователя, включающее рабочее тело в виде стального стержня, посадочное место на одном из торцов стержня для установки пьезоэлектрического вибропреобразователя и образования общей колебательной системы, первая резонансная частота которой, по крайней мере, в 1,2 раза превышает значение искомой частоты, прикрепленный к рабочему телу пьезоэлектрический вибратор с подсоединенным к нему генератором электрических сигналов и подключаемый к пьезоэлектрическому вибропреобразователю блок регистрации его выходного сигнала, отличающееся тем, что генератор электрических сигналов выполнен импульсным с регулировкой по длительности и амплитуде подаваемых на пьезоэлектрический вибратор одиночных электрических импульсов, а подключаемый к пьезоэлектрическому вибропреобразователю блок регистрации снабжен схемой для преобразования Фурье выходного временного сигнала в его спектральный вид для определения искомого значения частоты установочного резонанса пьезоэлектрического вибропреобразователя.1. A device for determining the frequency of the installation resonance of a piezoelectric vibration transducer, comprising a working fluid in the form of a steel rod, a seat on one of the ends of the rod for installing a piezoelectric vibration transducer and the formation of a common oscillatory system, the first resonant frequency of which is at least 1.2 times the value of the desired frequency, a piezoelectric vibrator attached to the working fluid with an electric signal generator connected to it and connected a unit for recording its output signal, which is characterized in that the generator of electrical signals is pulsed with a duration and amplitude of single electric pulses supplied to the piezoelectric vibrator, and the recording unit connected to the piezoelectric vibration transducer is equipped with a circuit for Fourier transform of the output time signal into its spectral view to determine the desired value of the frequency of the installation resonance piezoelectric a vibrator. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что его колебательная система ориентирована вертикально и установлена на основании через виброгасящую прокладку, при этом посадочное место для установки пьезоэлектрического вибропреобразователя совмещено с верхним торцом стержня - рабочего тела.
Figure 00000001
2. The device according to p. 1, characterized in that its oscillating system is oriented vertically and mounted on the base through a vibration-damping pad, while the seat for installing the piezoelectric vibration transducer is combined with the upper end of the rod - the working fluid.
Figure 00000001
RU2015120874/28U 2015-06-01 2015-06-01 DEVICE FOR DETERMINING VALUE OF FREQUENCY OF INSTALLATION RESONANCE OF A PIEZOELECTRIC VIBRATION CONVERTER RU160686U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015120874/28U RU160686U1 (en) 2015-06-01 2015-06-01 DEVICE FOR DETERMINING VALUE OF FREQUENCY OF INSTALLATION RESONANCE OF A PIEZOELECTRIC VIBRATION CONVERTER

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015120874/28U RU160686U1 (en) 2015-06-01 2015-06-01 DEVICE FOR DETERMINING VALUE OF FREQUENCY OF INSTALLATION RESONANCE OF A PIEZOELECTRIC VIBRATION CONVERTER

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU160686U1 true RU160686U1 (en) 2016-03-27

Family

ID=55659509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015120874/28U RU160686U1 (en) 2015-06-01 2015-06-01 DEVICE FOR DETERMINING VALUE OF FREQUENCY OF INSTALLATION RESONANCE OF A PIEZOELECTRIC VIBRATION CONVERTER

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU160686U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tam et al. A computational and experimental study of slit resonators
Camacho-Tauta et al. Experimental and numerical observations of the frequency-domain method in bender-element testing
CN106872014B (en) A kind of ultra micro device vibration natural frequency test macro and test method
US6370958B1 (en) Method of measuring the vibration damping capability
JP2009092398A (en) Method for evaluating vibration damping performance of object
RU160686U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING VALUE OF FREQUENCY OF INSTALLATION RESONANCE OF A PIEZOELECTRIC VIBRATION CONVERTER
JP4121426B2 (en) Method and apparatus for measuring coefficient for vibration energy loss
RU2605503C1 (en) Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator
RU158238U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING VALUE OF FREQUENCY OF INSTALLATION RESONANCE OF A PIEZOELECTRIC VIBRATION CONVERTER
RU2593646C1 (en) Method of determining frequency of setup resonance piezoelectric vibration transducer and device for its implementation
RU2642155C1 (en) Bench for models of vibration systems of ship engine room power plants vibro-acoustic tests
Grigor’ev et al. Finite element simulation of frequency response of MEMS-microphone
Wei et al. Complex Young's modulus measurement by incident wave extracting in a thin resonant bar
Românu et al. Determination of the Natural Frequencies of Beams Using Sound Pressure
RU2643193C1 (en) Test bench for vibration isolators resilient elements testing with piezoelectric vibrator
RU2814647C1 (en) Device for calibrating hydroacoustic receivers in small-volume chamber using parametric resonance
RU2643191C1 (en) Test bench for vibration isolators resilient elements testing
RU2619812C1 (en) Method of non-destructive testing of hidden defects in technically complex structural element which is not accessible and device for its implementation
RU2599183C1 (en) Device for calibration of seismic sensors
RU2567987C1 (en) Method of calibration of three-component interruptor vibrators
CN109579973A (en) A kind of vibrating speed sensors sensitivity coefficient method of calibration
Carbol et al. Measurement of material properties using deterministic white noise
JPH06102106A (en) Vibration stress distribution measurer
CN112986022B (en) Elasticity modulus testing device and system and elasticity modulus testing method
Foong et al. A low-cost vibration analyser for analogue electromagnetic shaker

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20200602