Спосіб вимірювання армуючого напруження пакетного п’єзокерамічного перетворювача

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК СП , 1 РЛЯ597 Ш)5 В 04 R 29/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ і '(21) 4274799/10 (22) 09o0b o 87 (46) 0 7 * 0 3 , 9 1 , Біоті, ІЇ 9 (71) Институт проблем прочности АН УССР ,(72) Г Е Г„Писаренко и B Q K Q XaycTOB '(53) 534.232(088,8) (56) Материалы пъезокерамические о Методы испытаний,, ГОСТ 12370~72 о М о ; Госкомитет стандартов, с 0 17~18 0 Авторское свидетельство СССР № 1185659, кл о Н 04 R 29/00, 1979» (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АРМИРУЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ ПАКЕТНОГО ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение йтноснтся к области измерительной техники и может быть использовано для определения армирующих напряжений и усилий электроакустических преобразователей, работающих в условиях интенсивных циклических нагрузок,, Цель изобретения - п о вышение точности (достоверности) и з мерения армирующих усилий в преобразователе без его разборки 0 Способ заключается в возбуждении циклических колебаний преобразователя путем подачи на его электроды плавно увеличивающегося напряжения с частотой, равной резонансной частоте преобразователя, измерении величины механических напряжений преобразователя при максимальной амплитуде его циклических колебаний и величины удельной энергии & W , рассеянной за цикл колебаний, при этом величину армирующего напряжения определяют равной величине &а в точке перегиба функциональной зависимости UW(Gq)« Кроме того, в преобразователе может быть дополнительно создано механическое напряжение величиной порядка предела выносливости материала преобразователя путем подачи на его электроды постоянного электрического напряженияо 1 3 с П о ф-ЛЫ, 2 ИЛ а к С 00 со Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения армирующих напряжений и усилий электроакустических преобразователей, работающих в условиях интенсивных циклических н а грузок» Цель изобретения - повышение точности (достоверности) измерения армирующих усилий Р преобразователе без его разборки^ На фиг и 1 представлена функциональная зависимость, получаемая в ре зультате осуществления способа; на фиг.2 - блок-схема устройства, р е ализующего способ» Реализация способа поясняется на примере устройства, в котором исследуемый преобразователь 1 подключен своей первой клеммой (электродом) к первому входу блока I итмерения удельной рассеянной за цикл -энергии, к выходу генератора 3 электрических гармонических сигналов и к первому входу блока 4 управления и измерения механических циклических пзпр^енийо При N3 1633527 этом преобразователь 1 оптически связан с вторым входом блока 4 управления и измерения механических напряжений, первый вход которого соединен с входом X графопостроителя 5, вход Y которого соединен с выходом блока 2, а выход - с входом анализатора 6 нелинейности,, Вторая клемма преобразователя 1 соединена с вторым вхо10 дом блока 2 о Способ осуществляют следующим образ ом о Но команде блока 4 управления и измерения с выхода генератора 3 на 15 первую клемму преобразователя I подают минимальное электрическое гармоническое напряжение с резонансной частотой преобразователя, которое создает в преобразователе 1 механическое напряжение CTq , соответствую- 20 щее условиям сжатия о При этом с помощью блоков 2 и 4 измеряют рассея- ние энергии UW при существующем в преобразователе 1 циклическом напряжении СГд * Затем с блока 4 управ- 25 ления и измерения механических циклических напряжений на вход с гене•ратора 3 подают линейно возрастающее электрическое напряжение, получая при этом на его выходе высокое моно- 30 тонно возрастающее переменное напряжение с резонансной частотой преобразователя 1, в котором развиваются циклические напряжения с максимальной амплитудой (7.0 С помощью блока 35 2 измеряют &W и оценивают соответствующие изменения удельной рассеиваемой за цикл колебаний энергии, а с помощью блока 4 определяют существующие в преобразователе циклические 40 механические напряжения GQ и на вход X графопостроителя 5 подают сигнал, соответствующий величине (JQ , а на вход Y - сигнал, соответствующий величине &W* В результате это- 45 го графопостроитель строит на своем выходе зависимость Д М от Сд 9 по которой с помощью анализатора 6 степени нелинейности определяют точку перегиба функциональной зависимости і по изменению степени ее не- 50 линейности» что соответствует переходу материала пьезоэлемента от ежа-* тия к растяжению,. Это напряжение и соответствует напряжению армирова- . ния преобразователя 0 На этом испытания заканчиваюто Возможно также дополнительное приложение постоянного электрического напряжения к электродам преобразователя, создавая в нем растягивающее механическое напряжение армирования „ Поскольку напряжение армирования соиямеримо с пределом выносливости (5-і материала пьезоэлементов, то механическое растягивающее напряжение также соизмеримо с Сэ_(» Формула и з о б р е т е н и я I о Способ измерения армирующего напряжения пакетного пьезокерамического преобразователя, заключающийся в возбуждении циклических колебаний преобразователя путем подачи на его электроды плавно увеличивающегося переменного электрического напряжения с частотой, равной резонансной частоте преобразователя, и измерении его электроакустических параметров, по которым определяют величину армирующего напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности измерения армирующих напряжений в преобразователе " без его разборки, в нем измеряют величину механических напряжений О* преобразователя при максимальной амплитуде его циклических колебаний и величину удельной энергии &W, рассеянной за цикл колебаний, а величи-, ну армирующего напряжения определяют равной величине (ja в точке перегиба функциональной зависимости &.W(C)Q)o 2 О Способ по п„1, о т л и ч а ющ н й с я тем, что в преобразователе дополнительно создают растягивающее механическое напряжение величиной порядка предела выносливости материала преобразователя путем подачи на его электроды постоянного электрического напряжения о 1633527 5= \,мпа 10 15 20 Фиг.1 Фиг. 2 Редактор И,Шмакова Составитель Н.Кацовская : Техред Л.Олнйнык Корректор О. Кравцов» Заказ о2А . Тираж 3.80 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35» Раушская наб.» д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101