SU1205073A1 - Apparatus for measuring piezoelectric modulus - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к технике измерений и может быть использовано дл  контрол  пьезомодул  пьезоэлектрических пленок. The invention relates to a measurement technique and can be used to control piezo modules of piezoelectric films.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений за счет сни жени  паразитных наводок на вход ре- гистрирук цего прибора.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by reducing parasitic pickups to the input of the registered instrument.

На чертеже представлена структурна  схема предлагаемого устройства.The drawing shows a block diagram of the proposed device.

Устройство содержит генератор 1 механической силы, датчик 2 механического усили , измеритель 3 отношени  напр жений, подключенньй к датчику 2 и к наконечникам 4 и 5, первый и второй держатели 6 и 7, исследуемый пьезоэлемент 8 и эталонный резистор 9, подключенный параллельно одному из входов измерител  3. Генератор 1 механической силы выполнен на кварцевой трубе 10 с закрепленной на одном из ее торцов магнитной системой 11, между магнитными полисами которой на упругой диафрагме 12 уютановлена катушка 13 с грузом 14, и размещенной на амортизаторах 15 в цилиндре 16, свободно перемещающемс  в отверстии кронштейна 17.The device contains a mechanical force generator 1, a mechanical force sensor 2, a voltage ratio meter 3 connected to sensor 2 and to terminals 4 and 5, first and second holders 6 and 7, test piezoelectric element 8 and reference resistor 9 connected in parallel to one of the inputs meter 3. The mechanical force generator 1 is made on a quartz tube 10 with a magnetic system 11 fixed on one of its ends, between the magnetic policies of which a coil 13 with a load 14 is placed on an elastic diaphragm 12 and placed on shock absorbers 15 in the cylinder 16, freely moving in the hole of the bracket 17.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При подаче на катушку 13 переменного напр жени  на нее действует переменна  механическа  сила, така  же, но противоположно направленна  сила реакции действует на магнитную систему 11. Масса груза 14 и упру15When an alternating voltage is applied to the coil 13, a variable mechanical force acts on it, the same but oppositely directed reaction force acts on the magnetic system 11. The mass of the load 14 and the elastic 15

050732050732

гость диафрагмы 12 подобраны так, что собственна  резонансна  частота диафрагмы 12с грузом 14 по крайней мере в два раза ниже рабочей часто- 5 ты переменного напр жени . В этом случае амплитуда колебаний катушки . 13 с грузом 14 невелика, а величина генерируемой механической силы определ етс  током, протекающим через 10 , катушку, и магнитным полем системь 11 и не зависит от параметров диафрагмы 12 с грузом 14. Усилие от магнитной системы 11 передаетс  через трубу 10 и механически св занный с ней первый держатель 6 с наконечником 4 на исследуемый пьезоэлемент 8. Это же усилие передаетс  на датчик 2, мех.анически св занный через второй держатель 7 с наконечником 5 с исследуемым пьезоэлемен- том 8, Так как исследуемый пьезоэлемент зашунтирован резистором 9, проводимость которого выбрана на пор док выше проводимости пьезоэле- 25 мента 8 на частоте измерений, значение измер емого сигнала пропорционально зар ду, создаваемому на пье- зоэлементе, и не зависит от величины емкости пьезоэлемента 8. Измеритель 3 отношени  напр жений формирует величину, пропорциональную пьезомодулю djj . Стрелочный прибор измерител  3 отношени  напр жений может быть откалиброван в единицах пьезомодул . При этом дл  такой калибровки используют пьезоэлемент с известным пьезомодулем.Guest diaphragm 12 is selected so that the resonant frequency of diaphragm 12 with load 14 is at least two times lower than the operating frequency of the alternating voltage. In this case, the amplitude of oscillation of the coil. 13 with a load 14 is small, and the magnitude of the generated mechanical force is determined by the current flowing through 10, the coil, and the magnetic field of the system 11 and is independent of the parameters of the diaphragm 12 with the load 14. The force from the magnetic system 11 is transmitted through the pipe 10 and mechanically connected there is a first holder 6 with a tip 4 on the piezoelectric element under investigation 8. The same force is transmitted to the sensor 2, mechanically connected through the second holder 7 to the tip 5 with the piezoelectric element 8 being examined, since the piezoelectric element under investigation is bounded by a resistor 9, the wire Which is selected on the order of the conductivity of the piezoelectric element 25 at the measurement frequency, the value of the measured signal is proportional to the charge generated by the piezoelement, and does not depend on the capacitance of the piezoelectric element 8. The voltage ratio meter 3 forms a value proportional to the piezoelectric module djj The switch instrument of the voltage relation 3 can be calibrated in units of piezomodules. For this calibration, a piezo element with a known piezo module is used.

2020

30thirty

3535

BwdlBwdl

Составитель Л.Муранов;Compiled by L. Muranov;

Редактор А.Лежнина Техред С,Мигунова Корректор Л.ПатайEditor A.Lezhnina Tehred S, Migunova Proofreader L.Patay

Заказ 8523/47 Тираж 747ПодписноеOrder 8523/47 Circulation 747 Subscription

ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб.„ д.4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. „d.4 / 5

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, уЯ.Проектна ,4 Branch PPP Patent, Uzhgorod, UY.Proektna, 4

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЬЕЗОМОДУЛЯ, содержащее генератор механической силы, связанный механически с датчиком механического усилия,измеритель отношения напряжений, первый и второй выводы которого соединены с соответствующими контактами наконечников первого и второго держателей исследуемого пьезоэлемента, один из выводов датчика механических усилий соединен с третьим выводом измерителя отношений напряжений, . отличающееся тем, что,' с целью повышения точности измере ний, в него введен эталонный резистор, первый вывод которого подключен к контакту наконечника первого держателя пьезоэлемента, а второй вывод резистора - к контакту наконечника второго держателя пьезоэлемента, при этом второй вывод датчика механического усилия соединен с чет»вертым выводом измерителя отношений напряжений, выполненного с дополнительным выводом.1. DEVICE FOR MEASURING A PIEZOMODULE, comprising a mechanical force generator mechanically coupled to a mechanical force sensor, a voltage ratio meter, the first and second terminals of which are connected to the corresponding contacts of the tips of the first and second holders of the investigated piezoelectric element, one of the terminals of the mechanical force sensor is connected to the third terminal voltage relationship meter. characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, a reference resistor is introduced into it, the first output of which is connected to the tip contact of the first piezoelectric element holder, and the second output of the resistor is connected to the tip contact of the second piezoelectric element holder, while the second output of the mechanical force sensor is connected with the even »fourth output of the voltage ratio meter, made with an additional output. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генератор механической силы выполнен на кварцевой трубе с закрепленной на одном · <g из ее торцов магнитной системой, между магнитными полюсами которой на упругой диафрагме установлена катушка с грузом, и размещенной на амортизаторах в цилиндре, свободно перемещающемся в отверстии кронштейна, при этом второй торец кварцевой трубы механически связан с первым держателем.2. The device according to claim 1, characterized in that the mechanical force generator is made on a quartz tube with a magnetic system fixed to one of its ends <<g from its ends, between the magnetic poles of which a coil with a load is installed on the elastic diaphragm and placed on shock absorbers in the cylinder freely moving in the hole of the bracket, while the second end face of the quartz tube is mechanically connected with the first holder. 3. Устройство по пп.1 и 2,о т л ичающееся тем, что контакты наконечников держателей пьезоэлемента выполнены из того же материала, что и исследуемый пьезоэлемент.3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the contacts of the tips of the holders of the piezoelectric element are made of the same material as the investigated piezoelectric element. SU „ 1205073SU „1205073