Дополнительным результатом при решении системы уравнений
также является возможность получения оценок частотных характе-
ристик излучателей.
Экспериментальная часть.
Экспериментальные исследования ча-
стотных характеристик преобразователя проводились на стенде, схема
которого приведена на рис. 1.
Основа стенда — резервуар с водой, куда могут помещаться иссле-
дуемые преобразователи давления и пьезокерамические излучатели.
В качестве источника импульсов использовался генератор АНР 1001,
обеспечивающий необходимую длительность импульса (около 10 мкс),
амплитуду (около 5 В) и периодичность. Задающий импульс подает-
ся на высоковольтный усилитель, формирующий прямоугольные им-
пульсы амплитудой
500
В (достаточной для генерации импульса да-
вления, возбуждающего преобразователь) длительностью и периодом,
равными длительности и периоду задающего импульса. В пьезокера-
мическом излучателе высоковольтный импульс преобразуется в им-
пульс давления, подаваемый на исследуемый преобразователь давле-
ния. Одновременно высоковольтный импульс поступает на один из
каналов (канал 2) осциллографа DPO 4034, где записывается с задан-
ной тактовой частотой.
Сигнал с одной из диагоналей тензорезистивного моста преобра-
зователя подается на дифференциальный усилитель, обеспечивающий
согласование разностного сигнала моста с входом канала 1 осцилло-
графа DPO 4034. Полосу пропускания усилителя рассчитывали так,
чтобы не вносить искажений в исследуемый интервал частот (от 0
до 80 кГц). Дополнительной функцией дифференциального усилителя
является формирование питания для преобразователя, которое пода-
ется на другую диагональ тензорезистивного моста.
Временн ´ые реализации полезного сигнала и высоковольтного им-
пульса, а также дополнительная служебная информация записывают-
ся в осциллографе синхронно в формате Excel, а затем с помощью
флэш-памяти переносятся на компьютер для хранения и дальнейшей
обработки.
Преобразования и обработка сигналов, в том числе преобразование
Фурье, проводились на компьютере с помощью средств пакета Matlab.
В качестве экспериментальных образцов датчиков были использо-
ваны тензометрические преобразователи давления типа “кремний-на-
сапфире” (КНС) [4] двух типов.
Первый (далее — тип
А
) — двухмембранный тензопреобразова-
тель давления с узким каналом, изготовленный ЗАО “НПК ВИП”
(г. Екатеринбург) по ВЮМА 40130 309.001.ТУ. Предел измерений —
от 0 до 100 кПа. Общий вид преобразователя типа
А
и его устройство
приведены на рис. 2,
а, б
.
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2011. № 1 91
