用于测试压电陶瓷超声波传感器的信号源

　　
　　IC1等器件产生频率为lkHz(周期为1ms)、占空比在10％一90％范围内可调节的方波信号F1，作为控制F2的开关信号。
　　
　　IC2等器件产生在TC的谐振频率40kHz左右较大范围内可调的方波信号F2，频率范围约为24～65kHz。
　　
　　TC与电阻R6相串联，这里TC可视为一个谐振频率Fo为40kHz的并联谐振回路。这个电路具有一个明显的工作特性：当F2=Fo时，TC上的电压波形幅度最大，且呈正弦波形状；R6上的电压波形幅度则最小，而呈非正弦波形状，F2在其他频率上，TC与R6上的电压波形幅度与形状则会发生明显的变化。
　　
　　测试时，先将转换开关S置于“间断”位置，这时F2受F1的控制。
　　
　　调节RP1，使F1=1kHz。然后调节RP3，改变F2，当F2=Fo时，就会产生如下图b所示的波形。在F1的高电平段为TC的工作波形F'z，波形幅度最大，呈正弦波形状；而F1的低电平段，出现了TC在无激励信号后的一段余振波形Fo，呈正弦波形状，其起始幅度在激励信号刚关断时为最大，然后不断递减至零。
　　
　　调节RP1，改变F1的占空比，移动余振渡的显示位置，以便观察分析。
　　
　　再将S置于“连续”位置，这时频率计显示的即为TC的谐振频率Fo。
　　
　　经分析可知：
　　
　　1．如果余振波的起始幅度越大，TC的灵敏度越高。
　　
　　2．余振波时间，即Ty=N/F0，式中Ty为余振波时间，N为余振波有效个数（即波形幅度大于起始幅度的20％，或还具有一定有效发射能量的余振波个数），Fo为谐振频率。
　　
　　Ty也可以通过观测余振波有效个数在F1的一个周期内所占的位置宽度比例推算出来。
　　
　　RP1～RP3均采用5圈的多圈电位器。
　　
　　虽然这个信号源电路简单，但能比较形象直观地反映出TC的主要动态特性，在TC的研究、生产和使用中可作为一种测试工具。

本文关键字：传感器  压电陶瓷  超声波  信号源  振荡器-波形-信号电路，单元电路 - 振荡器-波形-信号电路