Назначение
Аппаратура «Цензурка-М» предназначена для оперативного контроля параметров пьезоэлементов и пьезопреобразователей в процессе их производства.
Область применения аппаратуры «Цензурка-М» - пьезотехника, в частности производство и выпуск широкой номенклатуры изделий пьезотехники.
Описание
Контроль параметров пьезоэлементов и пьезопреобразователей выполняется в трех режимах:
- динамическом режиме (контроль параметров в резонансной области частот);
- квазистатическом режиме (контроль параметров на частоте 100 Гц или 1 кГц);
- в режиме подачи постоянного напряжения 100 В.
Схема измерений, реализованная в аппаратуре «Цензурка-М», показана на рисунке 1.
Рисунок 1.
На рисунке 1 Uo - опорное напряжение, U - падение напряжения на пьезоэлементе, Ro - резистор, Z - комплексный импеданс пьезоэлемента или преобразователя.
В аппаратуре реализован цифровой способ измерений, позволяющий возбуждать пьезоэлемент или преобразователь широкополосным сигналом, спектр которого охватывает заданную область частот. В качестве такого сигнала в аппаратуре «Цензурка -М» используется сигнал с линейной частотной модуляцией.
ЛМЧ сигнал формируется в ЭВМ программно в виде массива длиной N Напряжения Uo(t) и U(t) поступают на вход двухканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП), а полученные таким образом отсчеты - через буферное запоминающее устройство в управляющую ЭВМ, где подвергаются дискретному преобразованию Фурье с помощью алгоритма быстрого преобразования Фурье. В результате получаются два комплексных массива длиной N/2 каждый, соответствующие значениям и0(со) иП(а) на частотах f[k]=kFd/N, k = 0,...,N/2. Значения комплексной проводимости в полосе частот от 0 до Fj/2 рассчитываются с использованием измеренных величин.
Для расчета требуемых параметров преобразователя используется многоконтурная эквивалентная схема, динамическая часть которой состоит из нескольких соединенных параллельно RLC-цепочек. Количество контуров эквивалентной схемы определяется по числу максимумов активной составляющей проводимости в заданной полосе частот.
Конструктивные особенности аппаратуры «Цензурка-М» состоят в следующем: аппаратура выполнена в виде компактного лабораторного измерительного блока, мини-ЭВМ и лазерного принтера. Мини-ЭВМ выполняет функции управления, обработки результатов измерения, отображения измеренной и обработанной информации.
Технические характеристики
- Диапазон рабочих частот аппаратуры, кГц
- Диапазон измерения электрической емкости на частотах 100 Гц и 1 кГц, Ф
- Диапазон измерения активной
составляющей полного электрического сопротивления в резонансной области, Ом
- Диапазон измерения сопротивления постоянному току, Ом
- Диапазон измерения сопротивления изоляции при испытательном напряжении 100 В, Ом
- Диапазон измерения тангенса угла диэлектрических потерь, %
- Диапазон измерения динамической емкости, Ф
- Диапазон измерения динамической индуктивности, мГн
- Диапазон измерения коэффициента электромеханической связи
- Диапазон измерения добротности
- Предел допускаемой основной относительной погрешности установки частоты, %,
- Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения активной составляющей полного электрического сопротивления на резонансе, %, - Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения электрической емкости, %, - Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения сопротивления постоянному току, %
- в диапазоне (103 - 106) Ом,
- в диапазоне (106 - 1010) Ом,
- Предел допускаемой основной относительной
0,3 - 300
500х10'12 - 5х10'6
10- 104
103- Ю10
103 - 1О10
1-100
(1 -50)х10’9
0,5-20
0,1 -0,7
5-300
±0,5
±10
±5
±10
±25
погрешности измерения сопротивления изоляции при испытательном напряжении 100 В,%
- в диапазоне (103 - 106) Ом, ±|0
- в диапазоне (106 - 1О10) Ом, ±25
- Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения тангенса угла диэлектрических потерь, % - в диапазоне (1 - 6)%, ±20
- в диапазоне (6 - 100)%,
- Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения значения добротности, %,
- Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения динамической емкости и индуктивности, %,
- Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения коэффициента электромеханической связи, %,
