Un'immagine fisica di un trasduttore piezoelettrico a disco progettato e fabbricato. Per ridurre l'influenza del rumore multipercorso, utilizzando la suddetta zona di Fresnel del campo sonoro, il trasduttore ultrasonico è leggermente più alto della superficie radiante (o finestra acustica) del trasduttore piezoelettrico per bloccare l'ambiente circostante dal bersaglio. Il disordine riflesso dall'oggetto. Gli esperimenti hanno dimostrato che questa misurazione può ridurre l'interferenza del disturbo riflesso dagli oggetti attorno al bersaglio. Le caratteristiche di misurazione dei trasduttori a ultrasuoni con procedura di test sono le seguenti: il trasduttore viene eccitato in modo intermittente da un alimentatore che pilota impulsi ad alta tensione e la tensione di picco attraverso il trasduttore in diversi punti di frequenza viene osservata e registrata da un oscilloscopio; allo stesso tempo, il trasduttore viene osservato in modo intermittente e registrato come segnale di eco. Il picco di tensione risultante (non amplificato). Il rapporto tra il valore di picco della tensione di uscita del trasduttore e il valore di picco della tensione di eccitazione del trasduttore sotto l'azione dei segnali di eccitazione di frequenze diverse riflette approssimativamente il fattore di qualità o la banda di frequenza operativa del trasduttore. In questo caso l'eco è un segnale ultrasonico riflesso dalla parete a 1 metro dal trasduttore.
L'adattamento dell'impedenza elettromeccanica del trasduttore ultrasonico per la profondità è molto importante per comprendere le caratteristiche di impedenza dei trasduttori piezoelettrici. Altrimenti, è impossibile applicare la tecnologia di adattamento dell'impedenza elettromeccanica per progettare circuiti di trasmissione e ricezione a ultrasuoni, il che influenzerebbe seriamente le prestazioni dei sensori a ultrasuoni. Inoltre, data la semplicità dell'implementazione del circuito di trasmissione ad ultrasuoni, il trasformatore di impulsi viene solitamente utilizzato per amplificare direttamente il segnale dell'impulso ultrasonico a bassa frequenza. Per tali circuiti di trasmissione ad ultrasuoni, a causa dell'alta frequenza degli ultrasuoni.
Il circuito equivalente del vibratore piezoelettrico determina la frequenza di risonanza in serie f del vibratore piezoelettrico dall'induttanza in serie L e dalla capacità in serie C in un intervallo di frequenza relativamente ristretto, cioè, nel punto di frequenza, la reattanza capacitiva Xc della capacità equivalente C e simili. La reattanza induttiva XL del trasduttore acustico subacqueo ha la stessa grandezza e fase opposta. Pertanto, l'impedenza del vibratore piezoelettrico}Z{ raggiunge un valore minimo la cui grandezza è determinata dalla resistenza equivalente R. In prossimità di fr, i trasduttori piezoelettrici sono i più efficienti come trasmettitori a ultrasuoni. La capacità parallela equivalente Co e l'induttanza L e la capacità C determinano insieme un'altra frequenza di risonanza del vibratore piezoelettrico, chiamata frequenza antirisonanza fa, che è leggermente superiore al rapporto. La frequenza antirisonante non è ok. A questa frequenza l'impedenza dell'oscillatore piezoelettrico}Z raggiunge il suo valore massimo; vicino al bambino, il trasduttore è il più efficiente come ricevitore. Le capacità parallele equivalenti esterne come cavi esterni, prese e circuiti ricetrasmettitori del vibratore piezoelettrico sposterà la frequenza anti-risonante del vibratore piezoelettrico, ma non influenzerà la frequenza di risonanza in serie. Inoltre, la capacità parallela Co come carico CA ridurrà l'ampiezza del segnale dell'eco; allo stesso tempo, l'impedenza di risonanza dell'oscillatore piezoelettrico verrà ridotta, in modo che il circuito di trasmissione ad ultrasuoni debba fornire un valore di corrente maggiore per garantire che venga applicato ad entrambe le estremità del vibratore piezoelettrico. L'ampiezza della tensione soddisfa i requisiti di progettazione.
L'impedenza del vibratore piezoelettrico si trova ad un certo punto di frequenza (eccetto la frequenza di risonanza). Le caratteristiche di impedenza del trasduttore di misurazione della profondità a ultrasuoni possono essere espresse come circuiti equivalenti in serie, capacitivi paralleli o induttivi. R è la resistenza in serie e Xs è l'impedenza in serie. ; Rp rappresenta la resistenza parallela e Xp rappresenta l'impedenza parallela. Il valore dell'impedenza di risonanza dell'oscillatore piezoelettrico R (R=RS=Rp) è uno dei parametri importanti dei trasduttori piezoelettrici. I seguenti passaggi possono essere utilizzati per determinare il valore di R: Metodo di cablaggio dello strumento di prova e del vibratore piezoelettrico, il cui valore iniziale del potenziometro è 1kS2o. Regolazione della frequenza del generatore di segnale sinusoidale finché l'ampiezza del segnale sinusoidale visualizzato dall'oscilloscopio non mostra un valore minimo. In questo momento, la frequenza del generatore di segnale è vicina a quella del trasduttore piezoelettrico. frequenza di lavoro. Scollegare il terminale del vibratore piezoelettrico e regolare la resistenza del potenziometro su 0 (cortocircuito) per registrare l'ampiezza del segnale visualizzato dall'oscilloscopio. Ricollegare il vibratore piezoelettrico al circuito di prova e regolare la resistenza del potenziometro fino a quando l'ampiezza del segnale visualizzato dall'oscilloscopio è esattamente la metà di quella quando il vibratore piezoelettrico è aperto. Rimuovere il potenziometro dal circuito di prova e misurare la resistenza del potenziometro con un multimetro. L'impedenza di risonanza del vibratore piezoelettrico è pari alla somma della resistenza interna del generatore di segnale e della resistenza del potenziometro. È stato testato il trasduttore a disco piezoelettrico. La frequenza di risonanza del trasduttore era di 24,5 kHz e la resistenza di risonanza era di circa 475 SZo. L'adattamento dell'impedenza del trasduttore di profondità del suono a ultrasuoni ricevente si trova nel circuito di ricezione. Si intende utilizzare un preamplificatore ad alta impedenza la cui impedenza è molto maggiore dell'impedenza di risonanza R del trasduttore. Pertanto, il preamplificatore può essere trasdotto direttamente
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