Методы и средства контроля амплитуды колебаний пьезопреобразователей ультразвуковых технологических аппаратов

• Автор: Абраменко, Денис Сергеевич
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
А - амплитуда механических колебаний, м /„ - ток механической ветви колебательной системы, А /- частота механических колебаний, Гц р - плотность материала, кг/м3 Кус - коэффициент усиления пьезопреобразователя Ьи- индуктивность механической ветви, Гн См - емкость механической ветви, Ф Ям— сопротивление механической ветви, Ом Ян - сопротивление излучению, Ом Ск — емкость пьезокерамических элементов, Ф
М - коэффициент пропорциональности между током механической ветви и амплитудой колебаний
М' - коэффициент пропорциональности между током механической ветви и
амплитудой колебаний, не учитывающий коэффициента усиления
пьезопреобразователя
со - круговая частота колебаний
ет — колебательное ускорение, м/с
Я - длина волны, м
е - относительная диэлектрическая проницаемость среды
£ - площадь, м
Со - емкость датчика, Ф
А - величина зазора, м
ср - угол падения пучка излучения
п - количество делений шкалы
К0б - увеличение объектива
с1т - диаметр точки абразивного зерна, мм
Яшк - цена деления шкалы, мм

ии - напряжение питания пьезопреобразователя, В
Рп - полная потребляемая мощность пьезопреобразователя, Вт
/я - полный ток пьезопреобразователя, А
1к — ток, протекающий через электрическое реактивное сопротивление
пьезопреобразователя, А
гр0 - начальная фаза колебаний
(р{А) — фаза колебаний, соответствующая максимальному (амплитудному) колебательному смещению
(рИ - фаза колебаний, с которой синхронизирован импульс светового излучения
Кх - коэффициент линейного увеличения микроскопа
К2 - коэффициент линейного увеличения объектива устройства графического ввода
7? - разрешающая способность растрового чувствительного элемента устройства графического ввода, выраженная в количестве элементов изображения на 1 миллиметр (микрометр)
В - ширина полосы, выраженная в количестве элементов изображения В0 - ширина изображения образцовой меры, выраженная в количестве элементов изображения Ь - ширина образцовой меры, мм
1Ш - комплексное значение эквивалентного тока механической ветви пьезопреобразователя, А
1ЭВ - комплексное значение тока емкостного тока пьезопреобразователя, А УЗКС - ультразвуковая колебательная система УЗ - ультразвук
АПЧ - автоматическая подстройка частоты КПД- коэффициент полезного действия А ЧХ — амплитудно-частотная характеристика ФЧХ- фазочастотная характеристика
ГУН- генератор, управляемый напряжением СРи~ блок микропроцессора ПК - персональный компьютер

В состав измерительного устройства — усилитель-ограничитель 2, демодулятор 3, предварительный усилитель НЧ-сигналов 4, аттенюатор 5, полосовой усилитель 6, детектор сигнала 7, измерительная головка.
Модуляция ВЧ-генератора осуществляется с помощью конструктивной емкости С,..При вибрации рабочего инструмента происходит изменение зазора между пластиной датчика и плоскостью торца волновода, что, в свою очередь, приводит к изменению частоты генератора, т.е. к его модуляции. Частота модуляции определяется частотой колебаний рабочего инструмента. Девиация частоты генератора прямо пропорциональна амплитуде колебаний рабочего инструмента.
Схемы установки емкостных датчиков представлены на рисунке 1.6. а)

1 - датчик; 2 - волновод Рисунок 1.6 — Схемы установки емкостных датчиков: а, б, в - для измерения продольных колебаний; г - для измерения изгибных колебаний
Вибродатчик прибора соединяется с измерительным устройством высокочастотным экранированным кабелем, по которому подается также и напряжение питания. Электрический сигнал с вибродатчика в приборе демодулируется с частотой, равной частоте колебаний, и подается на усилитель, обеспечивающий усиление сигналов в диапазоне частот 16,5— 16,5-66,0 кГц. На выходе детектора включена измерительная головка -микроамперметр, осуществляющий индикацию измеренного значения амплитуды. При измерениях прибор устанавливается на неподвижное