Принцип измерений, реализованный в аппаратуре «Цензурка-ВЧ», показан на рисунке 1.

,________ Uo

П Ro

__Z

Рисунок 1

U0 - опорное напряжение, U - падение напряжения на пьезоэлементе, R0 - резистор, Z - комплексный импеданс пьезопреобразователя

В аппаратуре реализован цифровой способ измерений, позволяющий возбуждать пьезопреобразователь широкополосным сигналом, спектр которого охватывает заданную область частот. В качестве такого сигнала в аппаратуре «Цензурка-ВЧ» используется сигнал с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ).

ЛЧМ сигнал формируется в ЭВМ программно в виде массива длиной N Напряжения Uo(t) и U(t) подаются на вход двухканального аналого-цифрового преобразователя (АЦП), а полученные таким образом отсчеты - через буферное запоминающее устройство в управляющую ЭВМ, где подвергаются дискретному преобразованию Фурье с помощью алгоритма быстрого преобразования Фурье. В результате получаются два комплексных массива длиной N/2 каждый, соответствующие значениям Uo(w) и U(w) на частотах f [k] = kFj/N, k = 0,k,N/2 . Значения комплексной проводимости в полосе частот от 0 до Fd/2 рассчитываются с использованием измеренных величин.

Принцип работы при квазистатических измерениях на частотах 100 Гц и 1000 Гц аналогичен, только в качестве АЦП используется 16-ти разрядный АЦП (относительно медленно действующий), который подключается к измерительному резистору Яо с помощью коммутатора входов.

Для расчета требуемых параметров преобразователя используется многоконтурная эквивалентная схема, динамическая часть которой состоит из нескольких соединенных

параллельно RLC-цепочек. Количество контуров эквивалентной схемы определяется по числу максимумов активной составляющей проводимости в заданной полосе частот.

Для измерения сопротивления изоляции и сопротивления постоянному току контролируемого пьезопреобразователя используется изолирующий усилитель. Измерения проводятся при подаче постоянного напряжения +100 В на пьезопреобразователь. При необходимости перед измерением проводится выдержка напряжения 100 В в течение 1 мин (длительность выдержки задается программным путем).

Аппаратура «Цензурка-ВЧ» (рисунок 2) является настольной приборной аппаратурой и состоит из двух основных частей: блока измерительного и управляющей ЭВМ (покупного изделия). Управляющая ЭВМ (ноутбук совместимый с персональными компьютерами фирмы IBM) с операционной системой Windows имеет специальное программное обеспечение (СПО), реализующие функции управления работой аппаратуры «Цензурка-ВЧ» и совместно с блоком измерительным измерение, расчет и отображение следующих параметров:

• - активной составляющей полного электрического сопротивления;

• - величины косинуса угла разности фаз между током и напряжением;

• - электрической емкости преобразователя на 1 кГц;

• - сопротивления изоляции преобразователя и внутреннего сопротивления постоянному току при подаче постоянного напряжения 100 В;

• - тангенса угла диэлектрических потерь.

• - резонансной частоты преобразователя;

• - антирезонансной частоты преобразователя;

• - добротности преобразователя;

• - активного сопротивления преобразователя на частоте резонанса;

• - коэффициента электромеханической связи преобразователя;

  (относительная

  электрическое

• - электрофизические   параметры   материала   пьезоэлемента

диэлектрическая проницаемость, пьезомодуль, удельное объёмное сопротивление, скорость звука).

Рисунок 2 - Внешний вид аппаратуры «Цензурка-ВЧ»

Рисунок 2 - Панель передняя блока измерительного

1

Рисунок 3 - Панель задняя блока измерительного

1 - место пломбировки . Технические требования по ГОСТ 18680-73. Пломбировать замазкой уплотнительной У-20 ТУ 38-105357-85.

В комплект поставки входят :

- блок измерительный 68.91.01.00.000;

- управляющая ЭВМ;

• - блоки эквивалентов для поверки (БЭП N1 БЭП N5 )- 5 шт;

• - программное обеспечение, установленное в ЭВМ и реализующее заданные функции;

• - паспорт 68.91.00.00.000 ПС;

• - руководство по эксплуатации 68.91.00.00.000 РЭ;

• - методика поверки 68.91.00.00.000 МП.

Диапазон рабочих частот, кГц                                       1 - 2000

Диапазон измерения активной составляющей полного электрического сопротивления на частоте резонанса, Ом                                    5 - 10⁴

Диапазон измерения косинуса разности фаз между током

и напряжением                                                       0±1

Диапазон измерения сопротивления изоляции и внутреннего сопротивления постоянному току, Ом                                     10³ - 10¹⁰

Диапазон измерения электрической емкости

на частоте 1 кГц, Ф                                                             5х10^-10-5х10^-7

Диапазон измерения тангенса угла диэлектрических потерь, %          1 - 100

Диапазон определяемых значений добротности                       2 - 600

Диапазон определяемых значений коэффициента

электромеханической связи                                                0,1 - 0,7

Пределы допустимой относительной погрешности установки частоты, %

Пределы допустимой относительной погрешности измерения частоты резонанса, %

Пределы допустимой относительной погрешности измерения частоты антирезонанса, %

Пределы допустимой относительной погрешности измерения сопротивления на частоте резонанса

для диапазона от 5 до 10 Ом вкл., %

для диапазона свыше 10 до 10⁴ Ом, %

Пределы допустимой относительной погрешности

измерения косинуса разности фаз между током и напряжением, %

Пределы допустимой относительной погрешности измерения

сопротивления изоляции и сопротивления постоянному току

для диапазона от 10³ до 10⁶ Ом вкл., %

для диапазона свыше 10⁶ до 10¹⁰ Ом, %

Пределы допустимой относительной погрешности

измерения электрической емкости на частоте 1 кГц, %

Пределы допустимой относительной погрешности измерения

тангенса угла диэлектрических потерь

для диапазона от 1 до 6 % вкл., %

для диапазона свыше 6 до 100 %, %

Пределы допустимой относительной погрешности

определения добротности, %

Пределы допустимой относительной погрешности

определения коэффициента электромеханической связи, % 50 Гц между сетевыми цепями и корпусом изделия:

- при нормальных условиях , В , не менее

Электрическое сопротивление изоляции между цепями питания

изделия и его корпусом, не менее:

- в нормальных условиях применения, МОм

Электрическое сопротивление между заземляющим контактом

сетевой вилки и корпусом изделия, не более, Ом

Время установления рабочего режима, мин, не более

Время непрерывной работы в нормальных условиях, ч, не менее

при питании от сети переменного тока:

- габаритные размеры управляющей ЭВМ и печатающего устройства приводятся в

документации на эти изделия.