Датчик механических колебаний

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в сейсмологии, геологии и других областях народного хозяйства для измерения механических колебаний. Целью изобретения является расширение динамического диапазона измерений. В исходном состоянии на электрод 6 с блока 7 обратной связи подается управляющее напряжение таким образом, что электромеханический коэффициент преобразования резонатора имеет максимальное значение. При вибрациях сигнал с электрода 6 усиливается усилителем 8, детектируется детектором 9 среднеквадратичных значений и сравнивается на пороговом блоке 10 с заданным значением. При превышении заданного значения с выхода порогового блока 10 на электрод 6 через высокоомный резистор 11 поступает управляющее напряжение, при котором электромеханический коэффициент преобразования принимает меньшее значение. Тем самым изменяется межфазный потенциал границы раздела ртутьэлектролит, образуемый на границе раздела ртутного столбика 2 и электролита 3, помещенных в капилляр 1. При этом изменяется электромеханический коэффициент преобразования резонатора. Информация об измеряемой величине колебаний регистрируется регистратором 12, представляющим собой усилитель с управляемым коэффициентом усиления и подключенный к нему осциллограф. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (11 4 G 01 Н 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И .ОТКРЫТИЯМ

IlPH ГКНТ СССР

1 (21 ) 433707 2/24-28 (22) 02,11.87 (46) 30.05.89. Бюл. Ф 20 (71) Специализированное конструкторско-технологическое бюро твердостельной электроники с опытным производством Института прикладной физики

AH МССР (72) А.Н.Балашов и С.Д.1 1аромов .(53) 620.178 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 498505, кл. G 01 Н 1/08, )9?5.

Авторское свидетельство СССР

Р 325622, кл. G 01 P 1 08, 1972. (54) ДАТЧИК МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в сейсмологии, геологии и других областях народного хозяйства для измерения механических колеба ний. Целью изобретения является расширение динамического диапазона измерений. В исходном состоянии на электрод 6 с блока 7 обратной связи подается управляющее напряжение таким образом, что электромеханический

„„SU„„1483283 А 1

2 коэффициент преобразования резонатора имеет максимальное значение. При вибрациях сигнал с электрода 6 усиливается усилителем 8, детектируется детектором 9 среднеквадратичных значений и сравнивается на пороговом блоке 10 с заданным значениям.

При превышении заданного значения с выхода порогового блока 10 на электрод 6 через высокоомный резис- тор 11 поступает управляющее напряжение, при котором электромеханический коэффициент преобразования принимает меньшее значение. Тем самым изменяется межфазный потенциал границы раздела ртуть — электролит, образуемый на границе раздела ртутного столбика 2и электролита 3, помещенных в капилляр 1. При этом изменяется электромеханический коэффициент преобразования резонатора. Информация об измеряемой величине ко- лебаний регистрируется регистратором 12, представляющим собой усилитель с управляемым коэффициентом усиления и подключенный к нему осциллограф, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1483283

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в сейсмологии, геологии и других областях народного хозяйства для измерения механических колебаний.

Цель изобретения — расширение динамического диапазона измерений за счет управления электромеханическим коэффициентом преобразования. 10

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого датчика, Датчик содержит управляемый электромеханический резонатор в виде герметичного капилляра 1, заполненного 15 столбиками 2 и 3 соответственно ртути и электролита и газовыми объемами 4. В капилляр 1 вмонтированы электроды 5 и 6, подключенные соответственно к общей лине и клемме 20 входа-выхода .блока 7 обратной связи.

Блок 7 обратной связи содержит последовательно соединенные усилитель 8, детектор 9 среднеквадратичных значений и пороговый блок 10, а 25 также высокоомный резистор 11 и регистратор 1 2, Усилитель 8 информационным входом подключен к клемме входа-выхода блока 7 обратной связи. Выход порогово- g0 го блока 10 через высокоомный резистор 11 соединен с клеммой входа-выхода блока 7 обратной связи.

Регистратор 12 вйполнен в виде усилителя с управляемым коэффициентом передачи и подключенного к его выходу осциллографа (не показан).Информационный вход регистратора 12 подключен к клемме входа-выхода блока 7 обратной связи, а управляющий 40 вход — к выходу порогового блока 10, Датчик работает следующим образом.

В исходном состоянии на электрод

6 блока 7 обратной связи подается постоянное управляющее напряжение 45 такой величины и знака, что электромеханический коэффициент преобразования резонатора имеет, например, максимальное значение. При этом датчик механических колебаний обладает определенным динамическим диапазономвоспринимаемых внешних воздействий, в пределах которorî erо передаточная характеристика линейна. Внешнее воздействие вызывает п >явление на электроде 6 электрического сигнала, амплитуда которого определяется величиной электромеханического коэффициента преобразования, Электрический сигнал попадает на вход блока 7 обратной связи, где усиливается усилител ем 8, детек тируетс я детектором 9 среднеквадратичных значений и подается на вход порогового блока 10,осущес твляющег о срав нени е ср еднеквадратичного напряжения электрического сигнала с заданным уровнем опорного напряжения. Если среднеквадратичное значение напряжения электрического сигнала равно или превышает опорное напряжение, то с выхода порогового блока 10 на электрод 6 через резистор 11 поступает постоянное управляющее напряжение такой величины и знака, при котором электромеханический коэффициент преобразования принимает меньшее значение.

Лри этом, чтобы избежать неопределенности при определении уровня механических колебаний регистратор выполнен в виде усилителя с управляемым коэффициентом передачи, к выходу которого подключен осциллограф (не показан). Переменный электрический сигнал, обусловленный воздейст,вием механических колебаний, с электрода 6 поступает на информационный вход регистратора 12, а управляющее напряжение с выхода порогового блока 10 — на управляющий вход регистратора 12. Наличие высокоомного резистора 11 предотвращает проникновение переменного сигнала с ин формационного входа на управляющий вход регистратора 12. Разделение информационного и управляющего входов регистратора 12 позволяет задать коэффициент передачи усилителя, изменяющийся обратно пропорционально величине электромеханического коэффициента преобразования.

Таким образом, уровень внешнего воздействия определяет величину постоянного управляющего напряжения, которое, поступая на электрод 6, меняет межфазный потенциал границы раздела ртуть — электролит, изменяя ее свойства, и вызывает изменение электромеханического коэффициента преобразования электромеханического резонатора.

Ф о р м ул а и з о б р ете н и я

1.- Датчик механических колебаний, содержащий управляемый электромеханический резонатор, выполненный в

1483283

2. Датчик по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что регистратор выполнен в виде усилителя с регулируемым коэффициентом передачи, к выходу которого подключен осциллограф.

Составитель Yl. Петраковский

Техред М. Ходанич Корректор М.Васильева

Редактор А.Репин

Заказ 2817/38 Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

113П35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Произволстеен>«. -издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101 виде г рметичного капилляра, заполненного столбиками ртути и электролита с газовыми объемами на концах, вмонтированных в капилляр электродов, один из которых расположен в столбике ртути, другой — в столбике электролита, блок обратной связи, электрод, расположенный в столбике ртути, подключен к клемме блока обратной связи, соединенной с общей шиной, а электрод, расположенный в столбике электролита, подключен к .клемме, являющейся входом-выходом блока обратной связи, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений, блок обратной связи выполнен в виде последовательно соединенных усилителя, детектора среднеквадратичных значений, порогового блока, высокоомного резистора, регистратора, информационный вход которого подклю5 чен к клемме входа-выхода блока обратной связи и второму выводу высокоомного резистора, управляющий входк выходу порог ов ого блока, и ервый . вход усилителя соединен с клеммой блока обратной связи, соединенной с общей шиной, второй — с клеммой входа-выхода блока обратной связи.