ты [2], в которых в качестве внешних воздействий для датчика давле-
ния используются удары стальными стержнями по мембране датчика.
В таком случае отдельную проблему представляет определение фор-
мы и длительности входного импульса, а также учет взаимодействия
мембраны и стержня, что затрудняет определение искомой характери-
стики. Это определяет актуальность вопроса поиска внешних воздей-
ствий, подходящих для решения поставленной задачи.
В настоящей работе предлагается метод оценки динамических ха-
рактеристик тензометрических преобразователей давления с исполь-
зованием импульса давления, генерируемого ультразвуковым излуча-
телем.
Основные положения.
Считаем, что тензопреобразователь явля-
ется линейной системой с постоянными параметрами, частотная ха-
рактеристика которой не зависит от времени и вида входного сигнала,
а внешнее воздействие имеет достаточно широкий спектр частот, пе-
рекрывающий спектр собственных частот преобразователя.
Из теории линейных систем известно, что выходной сигнал систе-
мы может быть представлен как свертка входного сигнала и импульс-
ной характеристики системы. В частотной области это соотношение
преобразуется в произведение спектральных характеристик:
Y
(
f
) =
H
(
f
)
X
(
f
)
,
(1)
где
Y
(
f
)
, H
(
f
)
, X
(
f
)
— фурье-образы выходного сигнала
y
(
t
)
, им-
пульсной характеристики системы
h
(
t
)
и входного сигнала
x
(
t
)
со-
ответственно.
Из выражения (1) можно вывести следующее соотношение [3],
полезное при практическом определении частотной характеристики:
G
yy
(
f
) =
|
H
(
f
)
|
2
G
xx
(
f
)
,
(2)
где
G
xx
(
f
)
и
G
yy
(
f
)
— спектральные плотности входного и выходного
процессов;
H
(
f
)
— искомая частотная характеристика.
Выражение (2) дает простой алгоритм определения передаточной
функции системы. Для этого достаточно взять в качестве входного
сигнал с равномерным спектром в частотной области (или дельта-
импульс во временн´ой). Тогда частотный спектр выходного сигнала
совпадет с частотным спектром исследуемой системы.
Однако при практическом использовании этого соотношения воз-
никают следующие трудности: сигнал с равномерным спектром в бес-
конечной полосе частот реализовать невозможно; уменьшение дли-
тельности импульса в целях расширения полосы частот приводит к
снижению его энергии и, следовательно, к уменьшению воздействия
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2011. № 1 89
