[bravissimo 0]

Биения с низкой частотой имхо паразитный резонанс, есть у всех пьезоэлементов.

Насчет добротности... измеряйте как у обычного контура. Генератор, вольтметр и вперед. Вас имхо интересует электрическая добротность поскольку потери излучателя на раскачку среды в конечном счете вылезут именно на электрической добротности.

[aBoomest 0]

1.Да, а разве по картинке не видно? почитайте теорию, как складываются разные частоты, или например по преобразованию Фурье прямоугольного сигнала.

Численный метод чего?

2.Можно. Зависит от фильтра.

1.1 Ну видно конечно, хочется расчетных значений, а не графических.

1.2 Под численным методом я имел ввиду нахождение в сигнале "этих" максимумов которые потом соединил и получилась затухающая апериодическая.

2. А можно подробнее? От чего конкретно зависит? Явно он не должен вращать фазу основной частоты. Это первое что приходит в голову.

Еще что можно отметить?

 

Биения с низкой частотой имхо паразитный резонанс, есть у всех пьезоэлементов.

Насчет добротности... измеряйте как у обычного контура. Генератор, вольтметр и вперед. Вас имхо интересует электрическая добротность поскольку потери излучателя на раскачку среды в конечном счете вылезут именно на электрической добротности.

"Генератор, вольтметр и вперед" - это как? Согласно описанному в первых постах темы - генератор у меня это просто звук извлеченный чем-либо. (щелчек/итд/итп)

А на счет раскчки и потерь можно подробнее? Как это учесть?

Дело в том что согласно электрическим параметрам Q=примерно 40.

Первые расчеты следующие:

1 - Сигнал + огибающая

2 - Огибающая и огибающая сдвинутая на 1 период основной частоты (для последующего расчета ЛДЗ)

3 - черн - ЛДЗ, красн - добротнось.

Во-первых значения Q отрицательные, почему? Что не верно делаю.

Во-вторых, даже если брать модуль, то получается в среднем Q=2, что явно на много меньше 40.

Огибающая чуть выше сигнала, т.к. рассчитывал огибающую от модуля сигнала, а т.к. сигнал чуть смещен вниз по постоянному напряжению, то вот так получается. но как я понимаю на характер затухания оно не влияет. Или не прав?

Очень жду комментариев. С уважением.

[HardEgor 63]

Во-первых значения Q отрицательные, почему? Что не верно делаю.

Во-вторых, даже если брать модуль, то получается в среднем Q=2, что явно на много меньше 40.

Огибающая чуть выше сигнала, т.к. рассчитывал огибающую от модуля сигнала, а т.к. сигнал чуть смещен вниз по постоянному напряжению, то вот так получается. но как я понимаю на характер затухания оно не влияет. Или не прав?

Вы так и не осознали прочтенный материал :(

Делается вот так:

красный - огибающая

желтый - уровни, первый 0,275В, второй 0,275В/е = 0,1В

Считаем количество периодов от первого уровня до второго, получаем Q = 38

Огибающую провел по максимумам пульсаций, точно такую же цифру получите если проведёте огибающую по центрам или по минимумам пульсаций.

 

bravissimo предлагал второй вариант:

Снимаете АЧХ генератором и вольтметром

и считаете простую формулу Q = F/dF = f0/(f2-f1)

[aBoomest 0]

Шикарно, спасибо. Я понял. Думал так считать, но просмотрев 3 - 4 лабораторных практикума разных вузов, . . . везде бралось через период основной частоты. В посте, в середине обсуждения спрашивал, правомерно ли считать ЛДЗ не через 1 период, а через несколько (там было 5) периодов. А тут все предельно ясно, спасибо.

 

По тому что предлагал bravissimo. С формулами тоже все ясно, HardEgor, спасибо за разъяснения. Вопрос для расширения кругозора: как правильнее снять АЧХ у пьезодатчика? Генератор - источник УЗ, вольтметром измеряем напряжения на выводах? (но генератор УЗ взять негде)

Можно ли так: генератор - источник напряжения на выводах, и чем-то (не ясно чем) измерять отклик? Другим датчиком?

Так можно измерять?

 

А что про потери на "раскачку", которые "вылезут на электрической добротнсти"?

Почитал про датчики и их схемы замещения, пока дело идет про электричество - все ясно (мне). Как только дело доходит до эл.аналогий и начинаются упругости материала (и еще куча разных терминов со 2 курса физики), сразу все становится не понятно.

Где почитать про это? (по возможности где по проще написано)

 

Спасибо.

 

 

 

[bravissimo 0]

Шикарно, спасибо. Я понял. Думал так считать, но просмотрев 3 - 4 лабораторных практикума разных вузов, . . . везде бралось через период основной частоты. В посте, в середине обсуждения спрашивал, правомерно ли считать ЛДЗ не через 1 период, а через несколько (там было 5) периодов. А тут все предельно ясно, спасибо.

 

По тому что предлагал bravissimo. С формулами тоже все ясно, HardEgor, спасибо за разъяснения. Вопрос для расширения кругозора: как правильнее снять АЧХ у пьезодатчика? Генератор - источник УЗ, вольтметром измеряем напряжения на выводах? (но генератор УЗ взять негде)

Можно ли так: генератор - источник напряжения на выводах, и чем-то (не ясно чем) измерять отклик? Другим датчиком?

Так можно измерять?

 

А что про потери на "раскачку", которые "вылезут на электрической добротнсти"?

Почитал про датчики и их схемы замещения, пока дело идет про электричество - все ясно (мне). Как только дело доходит до эл.аналогий и начинаются упругости материала (и еще куча разных терминов со 2 курса физики), сразу все становится не понятно.

Где почитать про это? (по возможности где по проще написано)

 

Спасибо.

потери на раскачку...:-) Ну как бы про Ваш уз датчик , чтоб он что то излучалв окружающую среду в смымле перекачивал в нея энергию надобно чтоб он был связан с этой самой средой. А зачицца онный датчик уже не свободный контур с минимальными потерями, а нечто весьма малодобротное в идеальном случае и поглотителем этой энергии является окружающая среда в которой он должен быть когласовпн по сопротивлению излучения. Как у любой антенны, совершенно тте же зависимости. Это думаю очевидно. Причем в силу принципа взаимности опять же это касается и приемных антенн.

насчет замера добротности... зачем Вам уз генератор? Пардон, но Вы забыли что обратимость является полной. В том числе и в направлении электро... - акустика.:-) Соответственно Вам абсолютно все равно с какого конца вести замеры, акустического или электрического?

Вот и меряйте как Вам удобно. А удобно имхо - как чисто электрический элемент. Т.е. берете звуковик(?),влльтметр и меряете как обычный электрический контур. Получите ?лектрическую резонансную характеристику нагруженного контура (окружающей средой) абсолютно подобную акустической. В соответстве с принципом подобия.:-)

[HardEgor 63]

Шикарно, спасибо. Я понял. Думал так считать, но просмотрев 3 - 4 лабораторных практикума разных вузов, . . . везде бралось через период основной частоты. В посте, в середине обсуждения спрашивал, правомерно ли считать ЛДЗ не через 1 период, а через несколько (там было 5) периодов. А тут все предельно ясно, спасибо.

А теперь прочитайте сообщение номер 2.

 

Можно ли так: генератор - источник напряжения на выводах, и чем-то (не ясно чем) измерять отклик? Другим датчиком?

Можно - измеряя ток. Мне кажется мы это уже обсуждали.

 

Почитал про датчики и их схемы замещения, пока дело идет про электричество - все ясно (мне). Как только дело доходит до эл.аналогий и начинаются упругости материала (и еще куча разных терминов со 2 курса физики), сразу все становится не понятно.

Где почитать про это? (по возможности где по проще написано)

Разобраться и понять материал со 2-го курса физики. Не так, что заучить и забыть, а именно читать вдумчиво и стараться понять.

Полезно найти учебники 1920-1960 годов, часто там это более просто объясняется.

[aBoomest 0]

А теперь прочитайте сообщение номер 2.

В начале разговора наверно не на столько глубоко вкуривал, вероятно не понял. Хотя что тут не понять

Полезно найти учебники 1920-1960 годов, часто там это более просто объясняется.

Тут я согласен полностью. Время от времени покупаю старые книги по разным техническим тематикам. Дорого конечно.

Авторы, примерные названия?

 

(по основной теме разговора) . . .

Вопрос 1. для приемника (ПРМ) MA40S4R все получается красиво довольно.

Для передатчика (ПРД) MA40S4S ни разу внятной осциллограммы не получил.

Чтобы добиться равных условий, сделал так, разместил их рядом и на разные лучи осциллографа. Бирюзовый - ПРМ, оранжевый - ПРД.

Получилось так (и это самое лучшее что удалось пока добиться)

Почему сигнал в передатчике странный, имеет большую модуляцию какую-то?

 

Вопрос 2. Далее сделал следующее. Взял ПРД и ПРМ, источником УЗ сделал не щелчок/стук/удар, а другой ПРД (сиреневый). Разместил на расстоянии ~10 см от принимающих ПРД и ПРМ. Принимающие также рядом друг с другом, чтобы в одинаковых условиях было. При этом также на ПРМ все красиво (бирюзовый), на ПРД (оранжевый) видны пульсации, хотя и на много меньше, чем в первом случае, плюс амплитуда сигнала ПРД на много меньше. Почему оно так? Ведь по теории, по схеме замещения добротность у них отличается совсем чуть-чуть (на память 39 против 41 вроде как).

 

Вопрос 3. Также обнаружил для себя следующее. Приведены 4 картинки. Сигналы в ПРМ (бирюзовый) почти одинаковые, но при этом обратите внимание длительность сигнала ПРД (сиреневый) разная:

1 - 4 импульса

2 - 8 импульсов

3 - 16 импульсов

4 - 80 импульсов

Для 1-3 допустим понятно: ПРД излучил, до ПРМ долетела волна, принял. Хотя амплитуда ПРМ разная, тоже не совсем ясно.

Для 4 случая совершенно не понимаю: ПРД излучает, к моменту когда волна дошла до ПРМ, ПРД все еще излучает. Почему амплитуда сигнала в ПРМ начинает падать, как в первых трех случаях? Я всегда понимал так, что амплитуда начинает падать когда волна вся принята (т.е. был внешний источник и перестал), и просто далее идет затухание (рассеивание энергии) в резонансном контуре. А тут получается будто затухать начинает когда волна еще принимается и принимается. Как объяснить данное явление?

[HardEgor 63]

Почему сигнал в передатчике странный, имеет большую модуляцию какую-то?

потому что по факту в этих датчиках не одна, а несколько непростых резонансных структур:

 

И скорее всего он биморфный или триморфный.

 

Разместил на расстоянии ~10 см от принимающих ПРД и ПРМ. Принимающие также рядом друг с другом, чтобы в одинаковых условиях было. При этом также на ПРМ все красиво (бирюзовый), на ПРД (оранжевый) видны пульсации, хотя и на много меньше, чем в первом случае, плюс амплитуда сигнала ПРД на много меньше. Почему оно так?

10 см мало - это почти ближняя зона, а там всякие чудеса случаются :)

Дело еще может быть в разных диаграммах направленности или некотором отклонении от максимума - там буквально несколько градусов в сторону и амплитуда может упасть в несколько раз, заодно учитывайте, что диаграммы направленности излучателя и приемника складываются.

 

Вопрос 3. Почему амплитуда сигнала в ПРМ начинает падать, как в первых трех случаях?

Не знаю, у меня нет схемы вашего эксперимента. Проконтролируйте ток в передатчике, может быть он перестал излучать?

[aBoomest 0]

потому что по факту в этих датчиках не одна, а несколько непростых резонансных структур:

И скорее всего он биморфный или триморфный.

Ясно, спасибо. А как тогда добротность определить? Методом о котором мы тут все говорим не получится?

10 см мало - это почти ближняя зона, а там всякие чудеса случаются :)

Сколько минимум можно?

Дело еще может быть в разных диаграммах направленности или некотором отклонении от максимума - там буквально несколько градусов в сторону и амплитуда может упасть в несколько раз, заодно учитывайте, что диаграммы направленности излучателя и приемника складываются.

Это я все понимаю.

Вот схема:

Максимальный угол, если точно, получается 2.86 градуса.

Диаграмма MA40S4S (штрихпунктир):

При таких углах вроде как затухание еще очень малое.

Не знаю, у меня нет схемы вашего эксперимента. Проконтролируйте ток в передатчике, может быть он перестал излучать?

В смысле, вы имеете ввиду напряжение (импульсы) есть (сиреневый луч осциллографа, а тока в цепи ПРД нет?

Если так, то как ток-то измерить? Шунт поставить, и на нем напряжение смотреть? Ибо что-то думается, включить в цепь ПРД просто мультиметр-амперметр не прокатит. Мне же надо смотреть переходный процесс. Так?

 

PS: А случаем не могло быть так: ПРД излучает, ПРМ принимает плюс какая-то часть энергии отражается обратно, и отраженный сигнал возвращается назад и начинает как бы глушить ПРД?

Изменено 2 февраля, 2018 пользователем aBoomest

[HardEgor 63]

Ясно, спасибо. А как тогда добротность определить? Методом о котором мы тут все говорим не получится?

Мы говорили о 3-х методах. Почитайте весь тред и выделите их.

Сколько минимум можно?

Попробуйте почитать книги, там написано. Не менее квадрата радиуса излучателя поделенного на длину волны.

Максимальный угол, если точно, получается 2.86 градуса.

И? Попробуйте сами посчитать, не буду же я за вас всё делать. Сколько на этом углу дБ падения? А теперь то-же самое у приемника. А теперь складываем полученные дБ. Переводим дБ в разы. Заодно разберётесь что такое дециБелы.

Если так, то как ток-то измерить? Шунт поставить, и на нем напряжение смотреть?

И что вам мешает это сделать?

PS: А случаем не могло быть так: ПРД излучает, ПРМ принимает плюс какая-то часть энергии отражается обратно, и отраженный сигнал возвращается назад и начинает как бы глушить ПРД?

Маловероятно - в воздухе амплитуда очень сильно падает. Проверить просто - отодвигать и смотреть изменение формы и амплитуды, но если вы попали в ближнюю зону, то она может быть причиной.

[gregory 0]

Иногда удается подобрать ударную массу настолько удачно , что наблюдается спад только одной частоты без биений. Возмите стальной шарик (диаметр 2-3 мм для частоты 40кГц) , приклейте к нему проволочку и ударяйте по датчику. Подберите место и силу удара , чтобы обнулить поперечные колебания и прочие, и , о чудо, можно увидеть спад без биений. Мне удавалось, но , правда, на других датчиках.

[SVNKz 1]

... Подберите место и силу удара , чтобы обнулить поперечные колебания и прочие, и , о чудо, можно увидеть спад без биений. Мне удавалось, но , правда, на других датчиках...

Главное предназначение излучателя состоит в преобразовании электрической мощности возбуждающего тока в упругую деформацию волны сжатия-разряжения среды. Если наблюдаются продолжительные колебательные процессы в элементах излучателя, то это означает циркуляцию энергии в самом излучателе - холостой режим работы без нагрузки.

Всё зависит от задачи, которую ТС поставил перед собой. Если его "интересуют" всевозможные резонансные явления в механических узлах и паразитных объёмах излучателя, то в добрый путь в страну любознательных и настойчивых... Если же поставлена задача получения какого-то импульса ультразвуковой волны и регистрации её отражённого сигнала, то по этой части достаточно литературы. Без изучения предыдущих работ в этой области с вероятностью 0.999 ТС будет изобретать уже изобретённое.

Из личного опыта знаком с ситуацией, когда вроде бы всё есть и осталось всего-то спаять, например, усилитель..., но почти всегда оказывалось, что к настоящей работе ещё не приступал, а только убедился в бесперспективности выбранного варианта.

Совет, начните с конечной цели предстоящей работы или задачи. Рассчитайте необходимые параметры излучаемого импульса для получения минимально необходимого импульса в приёмнике и только потом можно приступать к выбору излучателя.

 

[aBoomest 0]

Всё зависит от задачи, которую ТС поставил перед собой. Если его "интересуют" всевозможные резонансные явления в механических узлах и паразитных объёмах излучателя, то в добрый путь в страну любознательных и настойчивых...

Спасибо за информацию. Меня интересуют характеристики самих датчиков.

Добротность, АФЧХ. (в мануале нигде нет АФЧХ, есть только АЧХ)

Где можно достать АФЧХ?

 

На счет холостой ход или нет: ПРД висит на выходе микросхемы (посмотрю чуть позже характеристики на выходе), а ПРМ на входе инвертирующего усилителя.

[SVNKz 1]

...Если наблюдаются продолжительные колебательные процессы в элементах излучателя, то это означает циркуляцию энергии в самом излучателе - холостой режим работы без нагрузки...

"...На счет холостой ход или нет: ПРД висит на выходе микросхемы (посмотрю чуть позже характеристики на выходе), а ПРМ на входе инвертирующего усилителя..." - Холостой или под нагрузкой относительно среды, в которую должна передаваться энергия колеблющейся пластины кристалла. Колебания поверхности излучателя создают волны сжатия-разряжения акустической волы, которые вносят дополнительные потери или уменьшают добротность.

 

 

[aBoomest 0]

Холостой или под нагрузкой относительно среды, в которую должна передаваться энергия колеблющейся пластины кристалла. Колебания поверхности излучателя создают волны сжатия-разряжения акустической волы, которые вносят дополнительные потери или уменьшают добротность.

Да, понял. А есть литература по расчету эквивалентного электрического сопротивления (что-то в духе электромеханических аналогий)

 

 

Изменено 7 мая, 2018 пользователем aBoomest