MICROTEST6632精密阻抗分析仪进行超声波元件测试

MICROTEST精密阻抗分析仪6632的超声波元件测试。超声波是一种机械波,频率在20kHz以上的特殊声波,具备折射、反射、干涉等物理特性,可以应用于超声波测距传感器上,利用发射装置向外发出声波,等到接收收到声波的这段时间差计算距离的远近;分为破坏性与非破坏性,评定超声波器件的解决方案过去都采用Agilent 4294A分析压电元件,现在选择更具性价比的MICROTEST6632阻抗分析仪,其的基本参数测量有谐振频率绘图曲线、导纳圆绘图分析、导纳圆坐标上重要参数和等效电路模型-E,可以应用于科研单位、研发中心、实验室验证中心应用分析以及生产线上的测量。
MICROTEST6632
超声波的压电效应即是具有机械能与电能之间的转换和逆转换的功能,原理是对压电材料施加压力后会产生电位差,称之正电压效应,相反之,施加电压则会产生机械应力,称之逆电压效应。超声波应用于倒车雷达系统-使用频率。超声波应用于倒车雷达系统-原理先容,利用超声波发射器向外某一方向发射出声波信号(发射同时开始计时),声波信号透过空气进行传播,当途中遇到障碍物会马上反射传播回传到接收器(一收到回传停止计时)。下图为超声波模组结构图
精密阻抗分析仪6632
大多的压电元件都会与某一电子线路连接,可以利用压电元件的等效电路模型来模拟它的机电振动特性,并联方式检视压电元件的等效电路。阻抗特性随着频率而变化,可以利用交流电路的复数符号评定压电元件的谐振阻抗特性,电路中的总阻抗Z=U/I,电路中的总导纳Y=I/U。测量元件的导纳=测量阻抗,利用导纳圆绘图分析压电元件的阻抗特性更直观,用来评估元件与所在电路之间的匹配阻抗。当压电元件处于静态时,可以忽略电损耗,则可当做是一静态电容C0。当压电元件处于振动并辐射能量时,还存在与静态电容C0并联一起的动态阻抗,来自元件振动过程中其弹性与惯性与周围介质对振动部份的反作用。

超声波的破坏性应用与频率使用操作说明书

破坏性应用
 
超声波溶接
15kHz 20kHz
27kHz 28kHz
39kHz 40kHz
60kHz
 
超声波清洗机
22kHz 25kHz
28kHz 40kHz
68kHz 100kHz
130kHz 200kHz

超声波的非破坏性应用与频率使用说明书

非破坏性应用
声纳-鱼群侦测 广泛低周波50kHz 高精度高周波200kHz
超声波腹部检查扫描 2MHz~14MH以上
雾化用振荡片
(呼吸治疗器)
1.67MHz 2MHz
2.45MHz 2.8MHz
水中计感测器 200kHz 400kHz 1MHz
空中计测感测器 12kHz~400kHz
超声波传感器(倒车) 40kHz 48kHz 58k

MICROTEST精密阻抗分析仪6632评定超声波器件的解决方案说明

6632阻抗分析仪
Fs 机械谐振频率 整个振动系统的工作频
Fp 反谐振频率 压电振子并联支路之谐振频率(C0、L1产生的谐振),在Fp之下阻抗最大,导纳最小
Gmax 串联谐振下的电导 指的是整组振动系统工作下的电导值(R1的倒数)
Qm 机械品质因数 公式为Qm=Fs/(F2-F1) Qm越高代表压电振子的效率越高,同时也要与电源匹配
C0 静态电容量 公式为C0=CT-C1,CT为1kHz下的自由电容
可利用并联协调或串联协调进行平衡C0,要以电感对C0进行平衡,平衡可提高电源的功率因子
C1 动态电容 动态阻抗中的电容
R1 动态电阻 公式为R1=1/D,R1为压电振子串联支路的电阻,D为导纳圆的直径
L1 动态电感 公式R1/2π(F2-F1),L1为压电振子串联支路的电感
F1 振子半功率点频率 针对整个振动系统而言,通常F2-F1小于10Hz
可能造成频带过窄,电源难以在谐振频率点,导致无法工作
F2
Zmax 反谐振阻抗 此值过低会影响压电振子之寿命性
Kp 有效的机电耦合系数 此值可参考为转换效率的好坏
文章来源于测试仪器
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