|
емкости предусилителя, совмещенного с преобразователем. Сигналы MATTI возбуждаюсь при перемагничивании пластины из никеля с помощью приставного электромагнита, питающегося периодическим линейно изменяющимся током с частотой 5 Гц при амплитуде 0,5 А. Результаты эксперимента представлены на рис. 3.19, где по оси абсцисс отложена входная емкость предусилителя С, а по оси ординат относительное уменьшение А А амплитуды огибающей среднеквадратичных значений сигналов МАШ: дя = [(Л) где Ао амплитуда огибающей при С=0, Ас соответствующая амплитуда при заданном значении входной емкости усилителя. Из графика видно, что входная емкость в 100 пФ снижает амплитуду огибающей почти вдвое. Рис. 3.17. Типичные конструкции преобразователей для регистрации сигналов МАШ (разрез): а) 1 корпус с крышкой и дном; 2 пьезоэлемент; 3 изоляционная шайба; 4 токосъёмник; 5 разъём; 6 клей б) 1 корпус с крышкой без дна; 2 пьезоэлемент; 3 провод для соединения нижней поверхности пьезоэлемента с корпусом; 4 компаунд 94 |
В аппаратуре для измерения параметров акустической эмиссии датчик с предварительным усилителем соединяют обычно при помощи коаксиального кабеля длиной 1м и более. При этом, кроме неизбежного появления электромагнитных наводок, происходит шунтирование полезного сигнала преобразователя емкостью кабеля. Это становится особенно существенным при работе в диапазоне низких частот регистрации сигналов МАШ,так как при этом невелика собственная емкость пьезоэлемента преобразователя, невелика из-за сравнительно большой толщины пьезопластины. Экспериментально исследовано влияние емкости кабеля на соотношение сигнал/шум при регистрации МАШ резонансным преобразователем [120]. Активный элемент преобразователя представлял собой диск диаметром 12 мм и толщиной 10 мм, изготовленный из пьезокерамики ЦТС-19. Главный резонанс преобразователя лежал в области частот 120-130 кГц. Эксперимент заключался в измерении максимума огибающей среднеквадратичных значений сигналов МАШ при увеличении входной емкости предусилителя, совмещенного с преобразователем. Сигналы МАШ возбуждаются при перемагничивании пластины из никеля с помощью приставного электромагнита, питающегося периодическим линейно изменяющимся током с частотой 5 Гц при амплитуде 0,5 А. Результаты эксперимента представлены на рис. 3.33, где по оси абсцисс отложена входная емкость предусилителя С, а по оси ординат относительное уменьшение ДА амплитуды огибающей среднеквадратичных значений сигналов МАШ: ДА =[(Л А е)!Ао\* 100%, где А0 амплитуда огибающей при С=0, Ас соответствующая амплитуда при заданном значении входной емкости усилителя. Из графика видно, что входная емкость в ЮОпФ снижает амплитуду огибающей почти вдвое. Таким образом, при емкости кабеля 100 пФ/м и при его длине 1 м из-за шунтирования полезного сигнала соотношение сигнал/шум на выходе предусилителя уменьшится примерно в два раза. Хотя полученные результаты относятся к описанному преобразователю, характер таких зависимостей существенно не изменится и при других размерах пьезоэлемента датчика, если их резонансные частоты близки к выбранной в эксперименте. Уменьшение отношения сигнал/шум можно избежать, если совместить преобразователь с предварительным усилителем в одном корпусе, благодаря чему уменьшится также влияние электромагнитных наводок. Вариант конструкции датчика, совмещенного с предусилителем представлен на рис. 3.34 и использован в комплекте преобразователей прибора АФС-5 (рис. 3.56). 148 z 4 3 Рис. 3.31. Типичные конструкции преобразователей для регистрации сигналов МАШ (разрез): а) 1 корпус с крышкой и дном; 2 пьезоэлемент; 3 изоляционная шайба; 4 токосъёмник; 5 разъём; 6 клей б) 1 корпус с крышкой без дна; 2 пьезоэлемент; 3 провод для соединения нижней поверхности пьезоэлемента с корпусом; 4 компаунд вход +Еп У1,2,3-КП303А V4-KT3102A Рис. 3.32. Принципиальная схема предварительного усилителя сигналов МАШ. 149 |