Традиционному ультразвуковому анализатору импеданса необходим компьютер, на котором запущено программное обеспечение для реализации функции сканирования сканирования, а HS520A, предоставляемый ультразвуковым анализатором импеданса серии Altrasonic, не только имеет функции компьютерного сканирования сканирования, но и обеспечивает отображение в приборе непосредственно функции сканирования пьезоэлектрического устройства, а клиенты - нет. Дольше нужен компьютер для каждой конфигурации прибора. Этот метод не только обеспечивает эффективность теста, но и снижает стоимость теста. Это серия продуктов HS520A в области пьезоэлектрических испытаний, предлагающая клиентам еще одно сверхценное решение.
В то же время HS520A обладает хорошей точностью измерений, сверхшироким частотным диапазоном и превосходной стабильностью, что может удовлетворить требования к измерениям большинства ультразвуковых устройств и материалов.
Ультразвуковой анализатор импеданса в основном используется для измерения импедансных характеристик всех видов ультразвуковых устройств, в том числе: пьезоэлектрической керамики, преобразователей, ультразвуковых чистящих машин, ультразвукового позиционирования, ультразвуковых двигателей, ультразвуковых расходомеров, ультразвуковых дефектоскопов и другого ультразвукового оборудования.
Параметр измерения
Для пьезоэлектрического устройства его характеристики сопротивления зависят от частоты. Полное описание пьезоэлектрического устройства требует чрезвычайно сложной схемной сети, и в интересующей нас полосе частот выбирается более простая сеть (включая индукторы, резисторы, конденсаторы), более полное описание характеристик пьезоэлектрического устройства. Было доказано, что сеть строится с использованием индукторов, резисторов и конденсаторов, включенных в следующую сеть, и требуемые характеристики сети могут быть лучше воспроизведены.
Для обычного пьезоэлектрического устройства не существует другого резонанса в частотной области от определенной резонансной частоты. В частотной области вблизи резонансной частоты устройство может моделироваться множеством индукторов, резисторов и конденсаторов, и соответствующая эквивалентная схема является такой, как показано ниже. Показано следующим образом:
Рисунок 1: Общая схема эквивалентной схемы пьезоэлектрического устройства
Рисунок 2: Характеристики допуска пьезоэлектрических устройств
На фиг. 1 (а) - символ, обозначающий пьезоэлектрическое устройство, а (b) - эквивалентную схему пьезоэлектрического устройства. Где C0 - статический конденсатор, R1, C1 и L1 - сопротивление, емкость и индуктивность в динамическом импедансе, соответственно, и R0 - сопротивление изоляции материала. В приведенной выше эквивалентной схеме, поскольку схема выражена параллельно, удобно использовать анализ допуска, так что допуск всей цепи равен Y, а параллельная ветвь (состоящая из R0, C0, называемая статическим допуском) Y0, серия веток
Дорога (составленная из R1, L1 и C1, называемая динамическим допуском) допущена к Y1.
Y = Y0 + Y1 Y0 = 1 / R0 + 1 / (j2πfC0), Y1 = 1 / {R1 + j2πf L1 + 1 / (j2πfC1)}
Вычисление может быть использовано для получения изменения общего допуска Y и динамического допуска Y1 с частотой f (частотно-частотная характеристика). Y и Y1 - векторы, которые должны быть разложены на действительные части (проводимость G) и мнимые части (восприимчивость B) в графической форме.
На рисунке 2 показаны два разных представления характеристик допуска. Верхняя часть является характеристической диаграммой проводимости / подвеса с частотой, желтая линия представляет характеристическую диаграмму B (S) - f, а красная линия - характеристическую диаграмму G (S) - f. Нижняя половина представляет собой плоскость вектора допуска, абсцисса - проводимость G (действительная часть допуска), а ордината - восприимчивость B (мнимая часть допуска), которая показывает, как она изменяется с частотой.
Характеристики изменения пропускной способности устройства.
Когда частота сигнала изменяется в диапазоне вокруг резонансной частоты (последовательный резонанс), траектория вектора Y1 представляет собой круг, центр которого (1 / 2R1, 0), а радиус равен 1 / 2R1.
Когда траектория вектора Y1 вокруг резонансной частоты поворачивается на один раунд, вектор Y0 обычно изменяется с частотой и может рассматриваться как постоянная. Поэтому окружность траектории Y1 перемещается вдоль продольной оси на плоскости допуска. Вы можете получить круг траектории входа Y как функцию частоты, так называемый круг допуска.
Используя диаграмму допуска, можно получить эквивалентную схему пьезоэлектрического устройства и другие важные параметры.
(1) Fs: частота механического резонанса, то есть рабочая частота вибрационной системы, должна быть как можно ближе к ожидаемому значению в конструкции. Для уборочной машины, чем выше согласованность резонансной частоты вибратора, тем лучше. Для сварщиков пластмасс или ультразвуковой обработки, если конструкция гудка или пресс-формы нецелесообразна, резонансная частота вибратора будет отклоняться от рабочей точки.
(2) Gmax: проводимость в последовательном резонансе, значение проводимости при работе вибрационной системы, которое является обратной величиной динамического сопротивления R1. Чем больше, тем лучше при тех же условиях поддержки, Gmax = 1 / R1. Как правило, для чистки или сварки вибраторов она составляет от 50 мс до 500 мс. Если он слишком мал, обычно у вибратора или вибрационной системы могут быть проблемы, такие как несоответствие цепи или низкая эффективность преобразования, а также короткий срок службы вибратора.
(3) C0: емкость статической ветви в эквивалентной цепи пьезоэлектрического устройства, C0 = CT-C1 (где: CT - свободная емкость на 1 кГц, а C1 - емкость динамической ветви в эквивалентной схеме пьезоэлектрическое устройство). При использовании баланс C0 с индуктивностью. В схемотехнике стиральной машины или ультразвуковой обработки правильная балансировка C0 может увеличить коэффициент мощности источника питания. Существует два метода использования индуктивного баланса: параллельная настройка и последовательная настройка.
(4) Qm: коэффициент механического качества, определенный методом кривой проводимости, Qm = Fs / (F2-F1), чем выше Qm, тем лучше, поскольку чем выше Qm, тем выше КПД вибратора; но Qm должен соответствовать источнику питания, Qm. Если значение слишком высокое, источник питания не может соответствовать.
Для очистки вибратора, чем выше значение Qm, тем лучше. Вообще говоря, Qm чистящего вибратора должен достигать 500 или более. Если оно слишком низкое, эффективность вибратора низкая.
Для ультразвуковой обработки значение Qm самого вибратора, как правило, составляет около 500. После добавления гудка, как правило, оно достигает около 1000, плюс форма, как правило, достигает 1500-3000. Если оно слишком низкое, эффективность вибрации низкая, но она не должна быть слишком высокой, потому что чем выше Qm, тем уже рабочая полоса пропускания, трудно сопоставить жесткий источник питания, трудно работать с источником питания. точка резонансной частоты, и устройство не может работать.
(5) F2, F1: частота половины мощности вибратора. Для всей системы вибрации (включая гудок и пресс-форму) для ультразвуковой обработки F2-F1 превышает 10 Гц, в противном случае полоса частот слишком узкая, источник питания трудно работать в точке резонансной частоты, и устройство не может работать
F2-F1 напрямую связан со значением Qm, Qm = Fs / (F2-F1).
(6) Fp: антирезонансная частота (в основном резонанс, генерируемый C0 и L1), резонансная частота параллельной ветви пьезоэлектрического вибратора. На этой частоте импеданс пьезоэлектрического вибратора самый большой, а адмитанс наименьший.
(7) Zmax: антирезонансный импеданс. При нормальных условиях антирезонансный импеданс преобразователя превышает несколько десятков киломом. Если антирезонансное сопротивление относительно низкое, срок службы вибратора часто короткий.
(8) CT: свободная емкость, значение емкости пьезоэлектрического устройства при 1 кГц. Это значение соответствует значению, измеренному цифровым емкостным измерителем. Это значение минус динамический конденсатор C1 может получить истинную статическую емкость C0, C0 должен быть сбалансирован внешним индуктором, C1 участвует в преобразовании энергии, когда система работает, нет необходимости балансировать.
(9) Динамическое сопротивление R1: это сопротивление последовательного соединения пьезоэлектрических вибраторов на рисунке. Формула имеет вид: R1 = 1 / D, где D - диаметр круга допуска.
(10) Динамическая индуктивность L1: это индуктивность последовательной ветви пьезоэлектрического вибратора на рисунке.
Формула расчета: L1 = R1 / 2π (F2-F1), где R1 - динамическое сопротивление, а F1 и F2 - точки половинной мощности.
(11) Динамическая емкость C1: Это емкость последовательной ветви пьезоэлектрического вибратора на рисунке.
Формула расчета: C1 = 1 / 4π 2 Fs 2 L1, где Fs - резонансная частота, а L1 - динамическая индуктивность.
(12) Статическая емкость C0: Формула расчета: C0 = CT-C1, где CT - свободная емкость, а C1 - динамическая емкость.
(13) Keff: эффективный коэффициент электромеханической связи. Вообще говоря, чем выше Keff, тем выше эффективность преобразования.