Piezo ve ultrasonik cihazlar için empedans analizörü

Bir piezo cihaz, tek bir frekanstaki değerle değil, rezonansa girdiği yerle tanımlanır. Bu tek olgu bir analizörün ne yapması gerektiğini belirler: bir bandı taramak, sonucu çizmek ve rezonans ile anti-rezonansın eğriden okunmasını sağlamak. Cihazdaki geri kalan her şey bu işi destekler.

Ürün genel görünümü

Aile, iki gövde boyutunda beş modelle 20 Hz - 5 MHz aralığını kapsar. Alt frekanslı iki model %0,05 temel doğruluğa ulaşır; yüksek üçü %0,1 olarak veriliyor. Hepsi aynı dört telli Kelvin terminallerini, aynı 4,3 inç renkli ekranı ve aynı tarama işlevlerini kullanır.

Ön panelde ekran solda ve yanında bir yumuşak tuş sütunu, sağda tuş takımı ve kumandalar, alt kenar boyunca dört test terminali bulunur. Alt frekanslı modeller 310 mm genişliğinde ve 5,5 kg’dır; 2 MHz ve 5 MHz modelleri 400 mm’lik gövdeye ve 8,5 kg’a geçer. Arka panelde handler, seri ve USB konektörleri yer alır.

Empedans analizörü nasıl çalışır

Cihaz, test edilen parça üzerinden bir sürme akımı uygular ve uçlarındaki gerilimi ayrı bir kablo çiftiyle algılar. Taramadaki her frekansta iki sinyali bir eş fazlı ve bir dik bileşene ayırır; empedans ve faz doğrudan bunlardan çıkar. Akım ve gerilim elektrotları ayrı olduğu için kabloların ve temasın direnci sonuca girmez; birkaç ohm’luk bir okumayı inandırıcı kılan budur.

Tarama, frekansı bir bant boyunca adımlar ve her noktadaki sonucu saklar, sonra empedansı frekansa göre çizer. Bir piezo parçada eğri, rezonansta bir minimum ve anti-rezonansta bir maksimum gösterir; bu iki noktanın frekansları ve her birindeki empedans genellikle cihaz çiziminin belirlediği şeydir.

Tarama parametreleri aynı verinin nasıl sunulacağını seçer: direnç ve reaktans, empedans ve faz, admitans ve faz ya da konduktans ve süseptans olarak. 400 noktalı bir tarama yaklaşık 4 s sürer; böylece bir cihaz, sıradakinin yüklenmesi için geçen sürede kontrol edilebilir.

Doğru empedans analizörü nasıl seçilir

İlk soru frekans bandıdır. 200 kHz altında rezonansa giren bir cihaz en küçük modelle kapsanır; 1 MHz’de rezonansa giren 1 MHz modelini ister; 2 veya 5 MHz’de çalışan bir transdüser daha büyük gövdeyi ister. Cihazın gerçekte kullandığı bandın üstünde satın almak maliyet ekler, başka bir şey eklemez.

İkincisi doğruluktur. %0,05 modeller alt bantları, %0,1 modeller yüksek olanları kapsar; bu fark bir sınır dar olduğunda önemlidir, ama piezo seramiklerde yaygın olan birkaç yüzde toleransta değildir.

Üçüncüsü temastır. Bir disk, bir yığın ve bir Langevin transdüseri üç farklı fikstür ister ve fikstür parçayı tekrarlanabilir bir konumda olduğu kadar tekrarlanabilir bir basınçta da tutmalıdır. Sıkma kuvveti bir piezo yığının rezonansını değiştirir; bu yüzden fikstür aksesuar değil ölçümün parçasıdır.

Dördüncüsü sonuca ne olacağıdır. Üç düzeyli karşılaştırıcı ve lambalar parçaları operatörün yüklediği bir tezgaha, handler ve seri portlar otomatik ayırma yapan bir hatta, saklanan ayarlar bir vardiyada ürünü birkaç kez değiştiren bir tezgaha uyar.

Ölçüm sınırları ve seçim değerlendirmeleri

Cihaz küçük sinyal empedansı ölçer. Cihazı çalışma gücünde sürmez; bu yüzden bir transdüserin büyük sinyal davranışı, yani rezonansın sürme seviyesiyle kayması, ısınma ve deplasman, birkaç voltluk bir taramanın gösterebileceğinin dışındadır.

Fikstür frekans aralığının üst ucunda baskındır. 5 MHz’de birkaç santimetre kablo kayda değer bir empedanstır ve konumu okumayı değiştirir; bu yüzden tanımlı geometrisi olan düzgün bir test fikstürü isteğe bağlı değildir. Aynısı bir yığındaki temas basıncı için de geçerlidir: farklı sıkma kuvveti farklı rezonans verir.

Temel doğruluk değeri bir manşet sayıdır, bandın tamamı için bir garanti değil. Doğruluk empedansla ve frekansla değişir ve malzeme eklemediği ayrı bir doğruluk tablosuna atıfta bulunur. Bir ölçüm sınır olarak kullanılıyorsa o belirli empedans ve frekanstaki doğruluk, temel değerden çıkarılmak yerine kurulmalıdır.

Son olarak bir tarama, bir cihazı bir anda ve bir sıcaklıkta tanımlar. Piezo seramikler sıcaklıkla kayar ve soğuk ölçülen bir parça, çalıştıktan sonra ölçülen aynı parçayla örtüşmez. Bir eğriyi aynı koşullarda alınmış bir referans eğrisiyle karşılaştırmak, tek sayıları karşılaştırmaktan daha yararlıdır.