* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

Глава 9. Пьезоэлектрические датчики Т а к , если м ы и з м е н и м н а п р а в л е н и е в е к т о р а п о л я р и з а ц и и т а к и м образом, ч т о б ы он был п е р п е н д и к у л я р е н г р а н я м 2-2 п а р а л л е л е п и п е д а , м ы п о л у ч и м е щ е 9 вариантов исполнения датчика. Наконец, повернув вектор поляризации так, ч т о б ы он стал п е р п е н д и к у л я р е н г р а н я м 3-3 п ь е з о э л е м е н т а , м ы м о ж е м полу¬ чить е щ е 9 в а р и а н т о в и с п о л н е н и я д а т ч и к а . Всего ж е д л я одного п ь е з о э л е м е н т а в в и д е п р я м о у г о л ь н о г о п а р а л л е л е п и п е д а м о ж н о получить 27 в а р и а н т о в датчи¬ ков с различными характеристиками. Д л я с р а в н е н и я н а рис. 9.9 п р и в е д е н ы э к с п е р и м е н т а л ь н ы е амплитудно-час¬ т о т н ы е (АЧХ) и и м п у л ь с н ы е х а р а к т е р и с т и к и о п и с а н н ы х в табл. 9.3 д а т ч и к о в , и з г о т о в л е н н ы х и з б р у с к а 50 х 10 х 10 м м . / / 9.8. Обратная связь в пьезоэлектрических датчиках Отрицательная о б р а т н а я с в я з ь ( О О С ) ш и р о к о п р и м е н я е т с я в а в т о м а т и ч е с к о м у п р а в л е н и и , р а д и о т е х н и к е , э л е к т р о н и к е , и з м е р и т е л ь н о й т е х н и к е и др. [11, 13]. Обычно ООС в и з м е р и т е л ь н ы х у с т р о й с т в а х в в о д и т с я по в х о д н о м у воздей¬ ствию. Д л я с и л о и з м е р и т е л ь н ы х преобразователей это требует с о з д а н и я сило¬ в ы х к о м п е н с а т о р о в , что сводит н а нет п р е и м у щ е с т в а от в в е д е н и я ООС. В ы х о д н о е н а п р я ж е н и е п ь е з о э л е к т р и ч е с к и х д а т ч и к о в з а в и с и т н е т о л ь к о от п р и л о ж е н н о й с и л ы ( д а в л е н и е , у с к о р е н и е и т . п . ) , но и от э л е к т р и ч е с к о г о на¬ п р я ж е н и я н а их входе. И.Г. М и н а е в ы м в э т о м случае было п р е д л о ж е н о вво¬ д и т ь ОС н е по о с н о в н о м у ( и з м е р и т е л ь н о м у ) к а н а л у , а по д о п о л н и т е л ь н о м у ка¬ налу д а т ч и к а [19, 20]. П р е д л о ж е н н ы й м е т о д п о з в о л я е т о т к а з а т ь с я от необходимости с о з д а н и я си¬ л о в ы х к о м п е н с а т о р о в , а значит, значительно у п р о щ а е т к о н с т р у к ц и и п ь е з о к е р а м и ч е с к и х д а т ч и к о в с ООС. В э т о м случае м о ж н о т а к ж е говорить о т о м , что сам пьезоэлемент является одновременно и силовым компенсатором. Кроме того, т а к к а к с у м м и р о в а н и е с и г н а л о в п р я м о г о п р е о б р а з о в а н и я и ОС произво¬ д и т с я в о б ъ е м е п ь е з о э л е м е н т а , то т а к а я ОС получила н а з в а н и е пространствен¬ ной э л е к т р о м е х а н и ч е с к о й ОС [18—20]. С х е м а п ь е з о к е р а м и ч е с к о г о преобразова¬ т е л я с обратной с в я з ь ю , р е а л и з у ю щ а я пред¬ л о ж е н н ы й м е т о д , п о к а з а н а н а рис. 9.8. Д а т ч и к , и з о б р а ж е н н ы й н а рис. 9.8, п р е д с т а в л я е т собой з а м к н у т у ю с т а т и ч е с к у ю с л е д я щ у ю с и с т е м у [11, 13] и состоит и з п ь е ­ зоэлемента П Э и согласующего усилителя н а п р я ж е н и я УН. На п ь е з о э л е м е н т н а н е с е н ы Рис. 9.8. Пьезоэлектрический дат­ три э л е к т р о д а 1, 2 и 3, п р и ч е м э л е к т р о д 1 чик с обратной связью п о д к л ю ч е н к о входу с о г л а с у ю щ е г о усилите¬ ля напряжения, электрод 2 — к о б щ е м у проводу с х е м ы , а э л е к т р о д 3 — д о п о л н и т е л ь н ы й э л е к т р о д п ь е з о э л е м е н т а — к выходу согласующего усилителя напряжения. С т р у к т у р н а я с х е м а этого преобразователя п о к а з а н а н а рис. 9.9. Здесь з в е н у с к о э ф ф и ц и е н т о м передачи W соответствует преобразование с и л ы F, д е й с т в у ю щ е й н а п ь е з о э л е м е н т П Э , в м е х а н и ч е с к о е н а п р я ж е н и е ст . 1 1