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.

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?


"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.

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)

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.:-)

А теперь прочитайте сообщение номер 2.


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


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.

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

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


И скорее всего он биморфный или триморфный.


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.


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

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

Сообщение отредактировал aBoomest - Feb 2 2018, 10:40

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

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

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.

И что вам мешает это сделать?

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.

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.

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.

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.

"...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.

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



Сообщение отредактировал aBoomest - May 7 2018, 12:49