CC BY
2
УДК 621:658.512
М. Р. Суенова, С. Ю. Маркова
Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова, г. Павлодар
ПРИМЕНЕНИЕ БЕСКОНТАКТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ДЛЯ ОТБРАКОВКИ БЕЗЭЛЕКТРОДНЫХ ПЬЕЗОМЕТРИЧЕСКИХ ПЛАСТИН ЗАГОТОВОК
Статья посвящена вопросам исследования влияния бесконтактных измерений пьезометрических пластин изготовок с применением статистических методов обработки информации.
При изготовлении малогабаритных фильтров высоких частот (более 5МГц) в современной пьезотехнике широко применяются пьезокерамические резонаторы толщинных колебаний. Основным элементом резонатора является пьезокерамическая пластина - заготовка, поляризованная по толщине. Толщина 1 служит частотозадающим размером. В процессе изготовления резонатора заготовку шлифуют по толщине, достигая заданной резонансной частоты Гр. Для контроля этой частоты в процессе шлифования заготовку периодически размещают между накладными электродами измерительного устройства, имитируя таким образом пьезоэлемент, и измеряют его резонансную частоту. Такой метод имеет низкие воспроизводимость и точность результатов измерений [1, 2]. Метод измерения резонансной частоты Гр с воздушным зазором между заготовкой и накладными электродами дает возможность повысить точность измерения на 2-3 порядка, а также измерить такой параметр, как добротность р. Как показали экспериментальные исследования,амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) пьезокерамической заготовки, полученная при наличии воздушного зазора между ее поверхностью и накладными электродами, существенно «очищена» от паразитных резонансов по сравнению с АЧХ, полученной при плотном механическом контакте заготовки с накладными электродами.
Ниже приведены результаты исследований, позволяющие установить связь между параметрами заготовки Гр и р и такими параметрами звеньев фильтров, как средняя частота 1ср и вносимое затухание а0. Исследования проведены на заготовках звеньев фильтров ФП1П8-3 и ФП1П8-5, подготовленных к нанесению топологии.
Добротность р связана с величиной соотношением [2] Q=0,5(f1+f2)/
где И. и Г2 равны, соответственно, частотам резонанса Гр и антирезонанса Га имитированного пьезоэлемента, упомянутого выше. Добротность пьезоэлемента Р на исследуемом типе колебаний, в данном случае толщинном [2], можно оценить, измерив дГ Для этого партию заготовок для звеньев фильтров ФП1П8-3, подготовленных к нанесению топологии, разделим на три группы:
1 группа: дГ <25кГц
2 группа: дГ=25-40кГц
3 группа: дГ >40кГц.
После нанесения топологии каждая из этих групп была в свою очередь разбракована по а0 и по полученным результатам построены гистограммы, приведенные на рисунке 1. Из этих гистограмм видно, что с ростом Р наблюдается устойчивая тенденция к уменьшению а0.
Аналогичные исследования проведены для заготовок фильтров ФП1П8-5. На ранней стадии (доводочном шлифовании) отбраковывались все заготовки, у которых д1>17кГц. После нанесения топологии все звенья фильтров этой группы оказались бракованными. Таким образом, при отсутствии разбраковки по дГ получается до 40 % брака, что обнаруживается только на стадии измерения готовых звеньев фильтров.
На операции доводочного шлифования пьезокерамические заготовки шлифуют по толщине, достигая заданной частоты, и определяют среднее значение ее понижения дГп по сравнению с заданной средней частотой звеньев фильтров ¡ср. По значениям частот Гср и дГп рассчитывают резонансную частоту Гр, которую обеспечивают шлифованием всей партии заготовок. В то же время вследствие неизбежного разброса электротехнических и упругих свойств заготовок частота дГп будет также иметь статистический разброс. Поэтому даже при одинаковых Гр средняя частота &р будет распределена по определенному статистическому закону.
Рисунок 1 - Результаты разбраковки групп заготовок для звеньев фильтров ФП1П8-3 по а0
На рисунке 2 приведены гистограммы распределения готовых звеньев фильтров ФП1П8-3 по Гср в зависимости от резонансного промежутка дГ безэлектродных пластин-заготовок.
Рисунок 2 - Распределение готовых звеньев фильтров ФП1П8-3 по &р в зависимости от резонансного промежутка ДГ безэлектродных пластин-
заготовок
Заготовки звеньев фильтров были разбракованы по ДГ на три группы, как описано выше. В ходе работы, как видно из гистограмм, выявлена устойчивая тенденция к смещению &р в сторону увеличения - для случая изготовления звеньев фильтров из заготовок с дГ<25кГц и, наоборот, в сторону уменьшения - при использовании заготовок с Д!>40 кГц.
Из анализа полученных результатов следует, что разбраковка пьезокерамических заготовок по ДГ даже на 2-3 группы и определение дГп отдельно для каждой группы позволяет существенно снизить статистический разброс по &р и это приведет в условиях производства к снижению процента изделий, забракованных за счет завышения или занижения &р.
Таким образом, чем выше добротность заготовок, тем лучше характеристика готовых фильтров по вносимому затуханию а0, но тем вероятнее их бракование по &р. Использование предложенных экспериментальных приемов позволит в большей степени устранить эти недостатки и повысить процент выхода годных фильтров.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Зинченко, В. Н. // Измерительная техника. - 1986. - №5. - С. 40.
2 Зинченко, В. Н., Мешкова, Л. В. // Электронная техника. Микроэлектроника. - 1987. - № 3. - С. 36.
Материал поступил в редакцию 10.06.14.
М. Р. Суенова, С. Ю. Маркова
Дайындык электродты емес пьезометрикалык т1л1мдерд1 акаулы ету Yшiн тYЙiспелi емес eлшемдердi колдану
С. ТораЙFыров атындаFы Павлодар мемлекетлк университетi, Павлодар к.
Материал 10.06.14 баспаFа TYCTi.
M. Suenova, S. Markova
Application of non-contact measurement for rejection of the electrodeless piezoceramic blank plates
S. Toraighyrov Pavlodar State University, Pavlodar.
Material received on 10.06.14.
Макала ацпаратты вцдеудщ статистикалыц эдшн крлдану арцылы пьезометрикальщ дайындама пластиналарын контактсз влшеу ыцпалын зерттеуге арналган.
In the article the application of non-contact measurement for rejection of the electrodeless piezoceramic blank plates is considered.
УДК 621.74.01:004.9
А. С. Тарасенко, Н. И. Гурбик, М. А. Левенец, Р. Р. Литвиненко, С. О. Шамкенова, П. О. Быков
Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова, г. Павлодар
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛИТЕЙНЫХ ПРОЦЕССОВ В CAE LVMFLOWCV
В статье представлены результаты исследований и обработки информации при проектировании литых деталей в CAE LVMFLOWCV для эффективного решения современных методов проектирования в литейном производстве.
Актуальной задачей развития литейного производства в Казахстане является повышение энергоэффективности, снижение материалоемкости и дальнейшее повышение качества выпускаемой продукции.
Одним из эффективных решений для этого является развитие современных методов проектирования литейных технологий, к которым в первую очередь необходимо отнести применение компьютерных систем моделирования литейных процессов.
Этапы проектирования литейной технологии представлены на рисунке 1.
