RU2137118C1 - Самокалибрующийся емкостный преобразователь - Google Patents
Самокалибрующийся емкостный преобразователь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2137118C1 RU2137118C1 RU97120210A RU97120210A RU2137118C1 RU 2137118 C1 RU2137118 C1 RU 2137118C1 RU 97120210 A RU97120210 A RU 97120210A RU 97120210 A RU97120210 A RU 97120210A RU 2137118 C1 RU2137118 C1 RU 2137118C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- counter electrode
- sample
- electrode
- self
- polarizing voltage
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области акустических измерений, основанных на бесконтактных методах возбуждения и приема ультразвуковых колебаний. Самокалибрующийся емкостной преобразователь используется с образцом в качестве второго электрода и содержит контрэлектрод и источник поляризующего напряжения для подключения к контрэлектроду и образцу. В преобразователь введены также блок возбуждения колебаний контрэлектрода и блок выделения колебаний контрэлектрода и выработки управляющего сигнала, который соединен обратной связью с источником постоянного поляризующего напряжения. Устройство позволяет повысить точность акустических измерений путем исключения случайных и систематических составляющих погрешностей, обусловленных нестабильностью чувствительности емкостных преобразователей. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области акустических измерений, основанных на бесконтактных методах возбуждения и приема ультразвуковых колебаний.
В настоящее время емкостные преобразователи находят широкое применение в установках для прецизионного измерения акустических параметров материалов. Это обусловлено их широкополосностью, как в режиме излучения так и в режиме приема. Основной характеристикой, определяющей точность измерений с помощью емкостных преобразователей, является стабильность их чувствительности.
Известны устройства авт.св. N 1518777, N 1404925, обеспечивающие абсолютные измерения чувствительности преобразователей в режиме излучения и приема, заключающиеся в том, что аттестуемый преобразователь располагается на оптически прозрачной призме, а ультразвуковые колебания, излучаемые или принимаемые преобразователем, измеряют с помощью лазерного интерферометра. Описанные устройства позволяют с высокой точностью определить параметры преобразователей, однако не обеспечивают контроль и стабилизацию их чувствительности в процессе работы.
Известен емкостный преобразователь (Бондаренко А. Н. , Луговой В.А., Кондратьев А.И. Тонкопленочный самоустанавливающийся емкостный преобразователь ультразвуковых сигналов. - Приборы и техника эксперимента, 1988, с. 197-199), принятый за прототип, который состоит из корпуса, внутри которого размещен контрэлектрод с диэлектрическим слоем, контактирующий с вторым электродом - образцом. Оба электрода подключены к источнику поляризующего напряжения. Для определения и настройки чувствительности емкостного преобразователя, в образце возбуждаются акустические колебания, параметры которых определяют дополнительным устройством.
Недостатком данной конструкции преобразователя является невозможность контроля и регулировки его чувствительности непосредственно во время работы, в связи с необходимостью создания внешнего акустического поля и измерения его параметров дополнительным средством, например, лазерным интерферометром. В ряде случаев, точность акустических измерений определяется не абсолютным значением чувствительности преобразователя, а ее стабильностью во времени.
Целью изобретения является повышение точности измерений путем контроля и стабилизации чувствительности емкостных преобразователей непосредственно в процессе работы.
Цель достигается тем, что в емкостный преобразователь, предназначенный для использования с образцом в качестве второго электрода, содержащий контрэлектрод и источник постоянного поляризующего напряжения для подключения к контрэлектроду и образцу, введены блок возбуждения колебаний контрэлектрода и блок выделения колебаний контрэлектрода и выработки управляющего сигнала, соединенный обратной связью с источником постоянного поляризующего напряжения.
Существенность отличий устройства заключается в том, что несмотря на известность создания колебаний, например, зеркала интерферометра и организации обратной связи для стабилизации его чувствительности (см., авт.св. N 1315793, кл. G 01 B 29/00, Бондаренко А.Н., Гусаков С.А., Кондратьев А.И. Способ измерения колебаний объекта и устройство для его осуществления), впервые обратная связь по поляризующему напряжению используется для стабилизации чувствительности емкостного преобразователя, что обеспечивает повышение точности измерений за счет снижения систематических и случайных составляющих погрешностей.
На фиг. 1 показан преобразователь, который содержит контрэлектрод 1 с диэлектрической прокладкой П, второй электрод, в качестве которого используется образец 2, подключенный к ним источник поляризующего напряжения 3, блок 4 возбуждения колебаний контрэлектрода 1 и блок выделения колебаний контрэлектрода и выработки управляющего сигнала 5. Блок "выделения" 5 соединен обратной связью с источником постоянного поляризующего напряжения 3. В качестве источника поляризующего напряжения 3 может быть использован любой стандартный выпрямитель с внешним управлением (например, БП-50) с достаточным выходным напряжением.
Для возбуждения стабильных во времени колебаний электрода 1 в блоке возбуждения колебаний 4 может быть использована пьезопластина, приклеенная непосредственно к контрэлектроду, и генератор со стабильными амплитудно - временными электрическими параметрами, например, генератор типа Г5-63.
Возможная схема реализации блока "выделения" 5 показана на фиг. 2. Устройство состоит из входной цепи организованной элементами C, R, D1, D2, предназначенной для предотвращения схемы от перегрузок, устройства выборки хранения 6 (УВХ), выполненного, например, на базе микросхемы 1100СК2 и дифференциального усилителя 7, выполненного, например, на базе микросхемы 0544УД 1.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
С помощью блока возбуждения колебаний 4 (фиг. 1) возбуждаются колебания контрэлектрода 1, установленного на образце 2. Преобразованные емкостным преобразователем в электрический сигнал колебания электрода 1 поступают на Вх. К (фиг. 2) блока "выделения" 5 и далее через входную цепь на вход устройства выборки хранения 6, запускаемое синхроимпульсом блока возбуждения колебаний 4 (фиг. 1) через Вх. СИ. Выбирают характерную "точку" сигнала колебаний контрэлектрода 1 и настраивают на нее УВХ. УВХ преобразует величину сигнала в этой "точке" в постоянное напряжение, которое поступает на Bx.1 дифференциального усилителя 7. На Вх.2 усилителя подается напряжение E0, обеспечивающее нулевой сигнал на его выходе при требуемой чувствительности емкостного преобразователя. При изменении чувствительности емкостного преобразователя изменяется сигнал на входе Вх. К, что ведет к изменению сигнала на входе Bx. 1 дифференциального усилителя 7 и появлению на его выходе Вых. С. сигнала обратной связи, управляющего работой источника поляризующего напряжения 3 (фиг. 1), напряжение на выходе которого автоматически регулируется таким образом, чтобы этот сигнал обращался в нуль. Таким образом, производится стабилизация чувствительности емкостного преобразователя в процессе его работы.
Так как, в предлагаемом устройстве колебания контрэлектрода 1, обусловленные работой блока возбуждения 4 известны заранее (могут быть измерены с помощью лазерного интерферометра) и не зависят от внешних воздействий, то они являются "элементом" самопроверки и самонастройки емкостного преобразователя.
Предлагаемое устройство позволяет повысить точность акустических измерений, путем исключения случайных и систематических составляющих погрешностей, обусловленных нестабильностью чувствительности емкостных преобразователей.
Claims (1)
- Самокалибрующийся емкостный преобразователь, предназначенный для использования с образцом в качестве второго электрода, содержащий контр электрод и источник постоянного поляризующего напряжения для подключения к контр электроду и образцу, отличающийся тем, что в него введены блок возбуждения колебаний контр электрода и блок выделения колебаний контр электрода и выработки управляющего сигнала, соединенный обратной связью с источником постоянного поляризующего напряжения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97120210A RU2137118C1 (ru) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | Самокалибрующийся емкостный преобразователь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97120210A RU2137118C1 (ru) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | Самокалибрующийся емкостный преобразователь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2137118C1 true RU2137118C1 (ru) | 1999-09-10 |
Family
ID=20199699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97120210A RU2137118C1 (ru) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | Самокалибрующийся емкостный преобразователь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2137118C1 (ru) |
-
1997
- 1997-12-04 RU RU97120210A patent/RU2137118C1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1314002B1 (en) | Dsp signal processing for open loop fiber optic sensors | |
KR20010012423A (ko) | 2개의 레이저원을 갖는 엘립소미터 | |
JPH0194270A (ja) | 表面電位検出装置 | |
GB1212367A (en) | A high frequency signal level measuring instrument | |
RU2137118C1 (ru) | Самокалибрующийся емкостный преобразователь | |
JPS62228126A (ja) | 気体圧力計 | |
RU2644079C1 (ru) | Способ оптимизации времени включения кориолисова гироскопа и кориолисов гироскоп, подходящий для этого | |
RU2140072C1 (ru) | Способ контроля и стабилизации чувствительности емкостного преобразователя | |
RU2670245C1 (ru) | Способ считывания и управления колебаниями волнового твердотельного гироскопа | |
RU2144284C1 (ru) | Способ градуировки обратимого пьезоэлектрического преобразователя и устройство для его осуществления | |
SU1160321A1 (ru) | Устройство дл измерени амплитудных значений переменных электрических сигналов | |
SU602790A1 (ru) | Способ определени действительной и мнимой компонент колебаний механических конструкций | |
US3397607A (en) | Single faraday cell polarimeter | |
SU1714381A1 (ru) | Устройство дл измерени амплитуды акустических колебаний | |
SU1150504A1 (ru) | Оптоэлектронный датчик давлени | |
SU737884A1 (ru) | Устройство дл измерени электрофизических характеристик пьезокерамических резонаторов | |
SU1435968A1 (ru) | Датчик давлени | |
RU2031374C1 (ru) | Акустооптический спектрометр | |
Wang et al. | Noncontact monitoring of liquid surface levels with a precision of 10 micrometers: A simple ultrasound device | |
SU864592A1 (ru) | Устройство дл абсолютной градуировки гидрофонов | |
JPS63188704A (ja) | 高感度光フアイバセンサ | |
SU1293494A1 (ru) | Устройство дл измерени времени распространени ультразвука | |
Matsumoto | Synthetic millimeter-wave signal generation for length measurement | |
SU1688180A1 (ru) | Способ поверки электрометрического интегратора-дифференциатора | |
RU2127496C1 (ru) | Способ линеаризации градуировочной характеристики пьезорезонансного измерительного преобразователя с переменным межэлектродным зазором |