Электромеханический модулятор

 

262504

О Л И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сопналистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №

Заявлено 07.VIII.1968 (№ 1263657/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26,1у1970. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 2.1Х.1970

Кл. 42m, 7/00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

МПК G 06g

УДК 621.376.6(088.8) Автор изобретения!

".ваав а "а. . 4 Й

А. Н. Балашов в! -:!Т IÒll I1

Институт автоматики и телемеханики (технической кибе неттикйт > !И>

I У,8", 1С . и "..., Заявитель

ЭЛ ЕКТ РОМ ЕХАН И Ч ЕС К И Й МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к области автоматики, измерительной и вычисл!ительной техники, а именно, к у!стройствам эле!ктромеханических и электрических модуляторов.

Электромеханические модуляторы, как известно, состоят из двух, преобразователей: обратного, преобразующего несущее на!пряжение в механическое перемещение, и прямого (параметрического), преобразующего перемещение в изменение параметра электрической цепи.

Однако они имеют ограниченный срок службы, оп!ределяемый наличием непрерывно работающих контактов и разрегули!ровкой контактных пар, большие габариты .и вес, большую потребляемую мощность.

Целью изобретения является создание малогабаритного амплитудного модулятора без механических изнаш ивающихся частей с малым потреблением энергии, высо!кой чувствительностью и широким диапазоном частот несущего сигнала. Для этого используется смногофазная капиллярная ртутно-электролитическая система.

B основе работы !предлатаемого модулятора лежит известный закон Лим!пана-Гельмгольца

da 2

= g и = С, где а — коэффиdg d су2 циент по!верхностного натяжения, r — на п!режние поляризации, q — !поверхностный заряд, С в емкость двойного электрического слоя.

Из этого закона следует, что,при поляризации поверхности раздела ртуть-эле!ктролит происходит изменение величины поверхностного на5 тяжения, в результате чего изменяется форма поверхности раздела и, обратное, что при механической деформации по!верхности .раздела ртуть-электролит (!изменение формы поверхности раздела) воз!никает переменная э.д.с.

I0 Предлагаемый !модулятор использует оба указанных электрокапиллярных эффекта. Эффект деформации поверхности раздела ртутьэлектролит под действием внешнего переменного напряжения несущей частоты лежит в ос15 нове работы обратного преобразователя. В оснозе работы прямого (параметрического) преобразователя описываемого модулятора лежит эффект возникновения переменной э.д.с. при периодической гидродина мической деформа20 ции поверхности раздела ртуть-электролит и при одновременной поляризации этой же гран ицы раздела низкочастотным измеряемым сигналом.

На чертеже схематически изображен пред25 ложенный модулятор.

Стеклянный капилляр 1 заполнен ртутными ! ка!плям!и 2, 3, 4 и слоями водного раствора электролита б, б, 7.

Обратный преобразователь образован си30 стемой; ртуть 2 — электролит б и отделен пт

262504 параметрического преобразователя 8, 4, б, 7 слоем диэлектрической жидкости 8. Торцы капилляра могут быть герметически за крыты заглушками 9, например заклеены эпоксидной смолой, или открыты. В случае, если торцы капилляра закрыты заглушками, то между заглушкой и слоями электролита 5, 7 оставлены два достаточно больших газовых объема

10, 11 для того, чтобы обеспечить возможность деформации поверхности раздела ртуть-элек- 10 тролит. Инертные электроды 12 и 18 контактируют с ртутью и электролитом обратного преобразователя, а электроды 14 и 15 — с ртутью и электролитом прямого преобразо вателя. 15

При подаче на электроды 12, 18 переменного напряжения с несущей частотой (в полосе от герц до нескольких килогерц) ароисходиг периодическое изменение строения двойного слоя на границе раздела ртуть 2 — электро- 20 лит 5, в результате чего в соопветствии с

4<î

= С .происходит периодическая деформауй ция этой поверхности раздела. Это приводит к гидродинамическому течению, ртути, элект- 25 ролита и диэлектрической жидкости (ввиду их практической несжимаемости в рассматриваемом диапазоне скоростей) вдоль оси канилляра. При закрытых торцах капилляра такое течение возможно за счет и зменения объемов 30 газовых пузырьков. В результате,периодического течения, вызванного деформацией поверхности ра здела ртуть-элекпролит обратного преобразователя, происходит, деформация всех остальных поверхностей раздела. 35

Количество ртутных капель и столбиков электролита, входящих в прямой (па раметр ический) преобразователь может быть рааличным: от одной .капли ртути и одного столбика электролита до нескольких десятков, в зави- 40 симости от требуемой величины выходного сигнала. Изменение формы, поверхности раздела ртуть-электролит обратного преобразователя повторяют остальные поверхности ртутьэлектролит прямого преобразователя. Пр и 45 этом на границах раздела пара метрического преобразователя происходит изменение емкости двойного слоя за счет изменения;площадей поверхности раздела в результате деформации и перераспределения .поверхностного за ряда.

Подача на электроды 14 и 15 низкочастотного входного сигнала при водит к дополнительной деформации поверхности раздела ртуть-электролит параметрического, преобразователя за счет изменения напряжения поляризации ср, Та ким образом, на выходе модулятора (электроды 14 и 15) получается а мплитудномодул ированный сигнал, глубина модуляции которого зависит от соотношения амплитуд высокочастотного (несу щего) и низкочастотного (входного) сигнала. Наилучшие результаты при:преобразовании сигнала, получаются, когда частота несущего сигнала, совпадает с собствеHIHOH резонансной частотой рассматриваемой колебательной системы, которая задается выбором объема газовых пузырьков и размера м и капель ртути и электрол ита, Разделение выходного амплитудно-модулированного сигнала, подаваемого на те же электроды, может быть осуществлено различными способами, на п|ример, при,помощи дросселя 1б и конденсатора 17, когда низкочастотный входной сигнал подается через р!россель, а выходной амплитудно- модули рова нный сигнал снимаепся через конденсатор.

Предмет изобретения ,Электромеханический модулятор, состоящий из преобразователя, несущего сигналы в механическое перемещение, и параметрического преобразователя пара метров электрической цепи, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, указанные;пр еобр азов атели выполнены в виде одного капилляра, заполненного чередующимися столбиками ртути;и электролита с me менее чем двумя границами раздела ртуть-электролит, и отделены друг от друга слоем диэлектрической жидкости, причем каждый,преобразователь снабжен парой электродов.

262504

Редактор Л, Струве

Техред Л. В. Куклина Корректор Е. В. Фомина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2395119 Тирани 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 415