СОВОКУПНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Светлов Анатолий Вильевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой радиотехники и радиоэлектронных систем, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), rtech@pnzgu.ru
Колдов Александр Сергеевич, старший преподаватель, кафедра радиотехники и радиоэлектронных систем, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), rtech@pnzgu.ru
Родионова Нина Владимировна, аспирант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), rtech@pnzgu.ru
Ломтев Евгений Александрович, доктор технических наук, профессор, кафедра информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), iit@pnzgu.ru
Цыпин Борис Вульфович, доктор технических наук, профессор, кафедра ракетно-космического
и авиационного приборостроения (на базе ОАО «НИИФИ»), Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), rkap@pnzgu.ru

621.317.3

Актуальность и цели. Актуальность разработки средств измерений пара-метров пьезокерамических элементов обусловлена быстрым развитием пьезо-электрического приборостроения и расширением области применения таких элементов. Целью работы является подтверждение возможности определения всех электрических параметров пьезокерамических элементов, представляе-мых четырехэлементными эквивалентными электрическими схемами.
Материалы и методы. Электрические параметры пьезокерамических эле-ментов определяются путем решения системы уравнений, описывающих ре-зультаты совокупных измерений с синусоидальным и импульсным тестовыми сигналами.
Результаты. Представлена структурная схема стенда для автоматизиро-ванного проведения совокупных измерений параметров пьезокерамических элементов. Приведена методика измерений. Путем моделирования в среде PSpice дана оценка погрешностей измерений, вносимых соединительным уст-ройством, предназначенным для подключения пьезокерамического элемента к генератору тестовых сигналов и к измерительной схеме.
Выводы. Подтверждена возможность определения всех электрических па-раметров пьезокерамических элементов путем решения системы уравнений, описывающих результаты совокупных измерений с синусоидальным и им-пульсным тестовыми сигналами. Установлено, что соединительное устройство для подключения пьезокерамического элемента должно иметь малые монтаж-ные емкости.

Ключевые слова

пьезокерамический элемент, эквивалентная электрическая схема, параметры, совокупные измерения, погрешность.

 Скачать статью в формате PDF

1. Янчич, В. В. Пьезоэлектрические акселерометры с двумя динамическими и частотными диапазонами / В. В. Янчич, Д. В. Джения, Вл. В. Янчич // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2013. – № 3 (27). – С. 127–134.
2. Земляков, В. Л. Методы и средства технической диагностики пьезокерамиче-ских элементов / В. Л. Земляков // Известия вузов. Приборостроение. – 2010. – Т. 53, № 10. – С. 61–65.
3. Авторское свидетельство. 1308939 СССР. Устройство для измерения статических параметров кварцевых резонаторов / Гаевский Ю. С., Мартяшин А. И., Светлов А. В., Цыпин Б. В. // Открытия. Изобретения. – 1987. – № 17. – С. 151, 152.
4. Основы инвариантного преобразования параметров электрических цепей / А. И. Мартяшин, К. Л. Куликовский, С. К. Куроедов, Л. В.Орлова;под ред.А.И.Мартяшина.–М.:Энергоатомиздат,1990.– 216с.
5. Измерение электрических параметров пьезокерамических элементов / А. Г. Дмит-риенко, А. В. Блинов, Б. В. Цыпин, А. В. Светлов // Новые технологии : материалы X Всерос.конф. – М. : РАН, 2013. –Т. 2. – С. 149–154.
6. Принципы построения аппаратно-программных комплексов для формирования и измерения параметров импульсных сигналов / А. В. Светлов, М. Ю. Паршуков, И. В. Ханин, П. Мишра // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки.–2009.–№3(11).–С.102–112.
7. OPA655 Wideband, Unity Gain Stable, FET-Input Operational Amplifier. – Burr-Brown Corporation, 2000. – URL: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa655.pdf.
8. AD9851 CMOS 180 MHz DDS/DAC Synthesizer. – Analog Devices, Inc., 2004. – URL: http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD9851.pdf.
9. Разевиг, В. Д. Система проектирования OrCAD 9.2 / В. Д. Разевиг. – М. : СО-ЛОН-Р, 2001. – 520 с.
10. OPA655 PSpice Model (Rev. B, 05.05.2000). Burr-Brown Corporation. – Sbom111a. – URL: http://www.ti.com/product/OPA655/toolssoftware.
11. Определение параметров двухполюсников по значениям дискретных отсчетов выходного напряжения измерительной схемы / А. Н. Андреев, В. А. Казаков, А. В. Светлов, Д. А. Светлов // Измерительная техника. – 1999. – № 8. – С. 19–22.
12. Кондаков, Е. В. Анализ источников погрешностей измерения параметров пье-зоэлементов и пути их снижения / Е. В. Кондаков // Актуальные проблемы пьезо-электрического приборостроения : сб. тр. Междунар. молодеж. конф. (г. Анапа, 23–27 сентября, 2013). – Ростов н/Д : Изд-во Южного федерального ун-та, 2013. – С. 172–175.