RU2140072C1 - Method testing and stabilizing sensitivity of capacitive converter - Google Patents
Method testing and stabilizing sensitivity of capacitive converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2140072C1 RU2140072C1 RU97120202A RU97120202A RU2140072C1 RU 2140072 C1 RU2140072 C1 RU 2140072C1 RU 97120202 A RU97120202 A RU 97120202A RU 97120202 A RU97120202 A RU 97120202A RU 2140072 C1 RU2140072 C1 RU 2140072C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sensitivity
- vibrations
- signal
- converter
- capacitive
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области акустических измерений, основанных на бесконтактных методах возбуждения и приема ультразвуковых колебаний. The invention relates to the field of acoustic measurements based on non-contact methods of excitation and reception of ultrasonic vibrations.
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. В авт. св. N 1518777, N 1404925, описаны способы и устройства, 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. Currently, capacitive converters are widely used in installations for the precision measurement of acoustic parameters of materials. This is due to their broadband both in the radiation mode and in the reception mode. The main characteristic that determines the accuracy of measurements using capacitive transducers is the stability of their sensitivity. In auth. St. N 1518777, N 1404925, methods and devices are described that provide absolute measurements of the sensitivity of transducers in the radiation and reception modes, namely, that the certified transducer is located on an optically transparent prism, and the ultrasonic vibrations emitted or received by the transducer are measured using a laser interferometer. The described devices can accurately determine the parameters of the converters, however, they do not provide control and stabilization of their sensitivity during operation.
Ближайшим аналогом является решение, описанное в статье А.Н. Бондаренко, В.А. Луговой, А.И. Кондратьев "Тонкопленочный самоустанавливающийся емкостный преобразователь ультразвуковых сигналов", журнал "Приборы и техника эксперимента", 1988 г., стр. 197-199. Суть решения заключается в следующем:
- образец устанавливают в корпусе емкостного преобразователя, а затем с помощью винта прижимают контрэлектрод с твердым диэлектриком до соприкосновения с поверхностью образца;
- создают акустические колебания в образце;
- измеряют параметры акустических колебаний абсолютным методом, например, лазерным интерферометром;
- измеряют параметры акустических колебаний аттестуемым преобразователем;
- путем сопоставления результатов измерений абсолютным методом и емкостным преобразователем определяют его чувствительность;
- изменяя расстояние между образцом и контрлектродом, устанавливают требуемую чувствительность.The closest analogue is the solution described in the article by A.N. Bondarenko, V.A. Lugovoi, A.I. Kondratyev "Thin-film self-aligning capacitive transducer of ultrasonic signals", journal "Instruments and experimental equipment", 1988, pp. 197-199. The essence of the solution is as follows:
- the sample is installed in the housing of the capacitive transducer, and then, with the help of a screw, a counter electrode with a solid dielectric is pressed until it contacts the surface of the sample;
- create acoustic vibrations in the sample;
- measure the parameters of acoustic vibrations by the absolute method, for example, a laser interferometer;
- measure the parameters of acoustic vibrations certified transducer;
- by comparing the measurement results with the absolute method and the capacitive transducer determine its sensitivity;
- changing the distance between the sample and the counter electrode, set the required sensitivity.
Недостатком описанного решения является то, что по данному способу невозможен контроль и подстройка чувствительности непосредственно в процессе работы емкостного преобразователя. The disadvantage of the described solution is that according to this method it is impossible to control and adjust the sensitivity directly in the process of operation of a capacitive converter.
Целью предполагаемого изобретения является повышение точности измерений путем контроля и стабилизации чувствительности емкостных преобразователей непосредственно в процессе работы. The aim of the proposed invention is to improve the accuracy of measurements by monitoring and stabilizing the sensitivity of capacitive converters directly in the process.
Цель достигается тем, что в способе контроля и стабилизации чувствительности, заключающемся в создании колебаний контрэлектрода преобразователя, выделяют колебания контрэлектрода и регулируют поляризующее напряжение в зависимости от их характерных параметров. The goal is achieved by the fact that in the method of monitoring and stabilizing the sensitivity, which consists in creating oscillations of the counter electrode of the converter, the oscillations of the counter electrode are isolated and the polarizing voltage is regulated depending on their characteristic parameters.
Существенность отличий способа заключается в том, что несмотря на известность создания колебаний контрэлектрода (см., например, статью Дробота Ю.Б. , Кондратьева А.И, Лугового В.А. "Возбуждение коротких упругих импульсов емкостным методом". Дефектоскопия, 1985 г., N 3), а также зависимости чувствительности емкостного преобразователя от поляризующего напряжения (см. там же) впервые используют колебания контрэлектрода для управления поляризующим напряжением). The significance of the differences of the method lies in the fact that despite the popularity of creating oscillations of the counter electrode (see, for example, the article by Drobot Yu.B., Kondratiev A.I., Lugovoi V.A. “Excitation of short elastic pulses by the capacitive method.” Defectoscopy, 1985 ., N 3), as well as the dependence of the sensitivity of the capacitive converter on the polarizing voltage (see ibid.), For the first time use counter-electrode oscillations to control the polarizing voltage).
На фиг. 1 показано устройство, реализующее предлагаемый способ. In FIG. 1 shows a device that implements the proposed method.
Емкостной преобразователь по фиг.1 содержит контролектрод 1 с диэлектрической пленкой П, второй электрод 2, в качестве которого используется образец. Оба электрода подключены к источнику поляризующего напряжения 3, генератору электрических сигналов 4 и устройству выделения колебаний контрэлектрода 5. Устройство выделения колебаний соединено обратной связью с источником поляризующего напряжения. В качестве источника поляризующего напряжения 3 может быть использован любой стандартный выпрямитель с внешним управлением (например, Б5-50) с достаточным выходным напряжением. The capacitive converter of figure 1 contains a
В качестве генератора 4, в режиме излучения, используется генератор, предназначенный для возбуждения ультразвуковых колебаний в образце 2. В режиме приема, можно использовать в качестве генератора, например, генератор типа Г5-63. Возможная схема реализации устройства выделения колебаний 5 показана на фиг. 2. Устройство состоит из входной цепи организованной элементами С, R, Д1, Д2, служащей для предотвращения от перегрузок, устройства выборки хранения 6 (УВХ), выполненного, например, на базе микросхемы 1100СК2, дифференциального усилителя 7, выполненного, например, на базе микросхемы 0544УД1. В процессе контроля и настройки чувствительности к устройству подключается осциллограф 8 типа С1-99.As a generator 4, in a radiation mode, a generator is used which is designed to excite ultrasonic vibrations in a
Способ контроля и стабилизации чувствительности емкостного преобразователя (фиг. 1) реализуется следующим образом. The method of monitoring and stabilizing the sensitivity of a capacitive transducer (Fig. 1) is implemented as follows.
С помощью генератора 4 возбуждают колебания контрэлектрода 1, установленного на образце 2. Преобразованные емкостным преобразователем в электрический сигнал колебания контрэлектрода поступают на устройство выделения колебаний 5. Контроль чувствительности осуществляется по характерному параметру этого сигнала (например, по значению амплитуды сигнала в заданной точке). При отклонении характерного параметра от заданного значения вырабатывается сигнал обратной связи, поступающий на источник поляризующего напряжения 3, напряжение на выходе которого автоматически регулируется таким образом, чтобы этот сигнал обращался в нуль. Таким образом, производится стабилизация чувствительности емкостного преобразователя в процессе работы. Using a generator 4, the oscillations of the
Предлагаемый способ позволяет повысить точность акустических измерений путем исключения случайных и систематических составляющих погрешностей, обусловленных нестабильностью чувствительности емкостных преобразователей. The proposed method allows to increase the accuracy of acoustic measurements by eliminating random and systematic components of errors due to the instability of the sensitivity of capacitive transducers.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97120202A RU2140072C1 (en) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | Method testing and stabilizing sensitivity of capacitive converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97120202A RU2140072C1 (en) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | Method testing and stabilizing sensitivity of capacitive converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97120202A RU97120202A (en) | 1999-09-27 |
| RU2140072C1 true RU2140072C1 (en) | 1999-10-20 |
Family
ID=20199692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97120202A RU2140072C1 (en) | 1997-12-04 | 1997-12-04 | Method testing and stabilizing sensitivity of capacitive converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2140072C1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0106345A2 (en) * | 1982-10-18 | 1984-04-25 | Honeywell Regelsysteme GmbH | Measuring and linearizing circuit for a capacitive sensor |
-
1997
- 1997-12-04 RU RU97120202A patent/RU2140072C1/en active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0106345A2 (en) * | 1982-10-18 | 1984-04-25 | Honeywell Regelsysteme GmbH | Measuring and linearizing circuit for a capacitive sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Royer et al. | Measurement of piezoelectric constants using an optical heterodyne interferometer | |
| US3379972A (en) | Non-contacting displacement gauge having a feedback means for controlling the vibration amplitude of the probe | |
| JPH0529854B2 (en) | ||
| US5325339A (en) | Absolute calibration technique for broadband ultrasonic transducers | |
| US4810922A (en) | Damping decoupled oscillator using a high impedance crystal | |
| CN104931833A (en) | Photoelectric detector amplitude-frequency response calibration method | |
| GB1212367A (en) | A high frequency signal level measuring instrument | |
| RU2140072C1 (en) | Method testing and stabilizing sensitivity of capacitive converter | |
| US5600251A (en) | Surface electric potential sensor drive and induction noise cancellation circuit | |
| RU2137118C1 (en) | Self-calibrating capacitive converter | |
| Uhlendorf et al. | Ultrasonic absorption and velocity measurements at mW peak power level in the range 50-500 MHz with variable pathlength cell | |
| RU2098776C1 (en) | Method studying periodic vibrations | |
| SU1160321A1 (en) | Device for measuring amplitude values of a.c.electric signals | |
| SU1714381A1 (en) | Acoustic vibration amplitude tester | |
| RU2031374C1 (en) | Acoustooptical spectrometer | |
| Zhang et al. | An approach for vibration measurement based on laser frequencysplitting technology | |
| RU2144284C1 (en) | Method for calibration of reversible piezoelectric transducer and device which implements said method | |
| SU716135A1 (en) | Method of non-destructive quality control of piezoelements | |
| SU1150504A1 (en) | Optical electronic pressure pickup | |
| CN119573861A (en) | Cavity length modulated FP interferometric optical acoustic sensor and calibration method | |
| SU1232950A1 (en) | Method of calibrating vibro-measuring apparatus with piezoelectric transducer | |
| SU864592A1 (en) | Device fo absolute graduating of hydrophones | |
| Aston et al. | The measurement of frequencies in the range 10,000 to 50,000 Mc/s | |
| SU1408238A1 (en) | Device for contactless measurement of vibration parameters | |
| RU2001114061A (en) | METHOD AND DEVICE FOR TESTING FOR MULTI-CYCLE FATIGUE Longevity |