Устройство для питания пьезокерамического преобразователя

 

Союз Соеетскнх

Соцнапнстнческнх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп698676 (61 ) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 04,01.78 (21) 2563127/18-10 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (51)М. Кл.

В 06 В 1/06

Гесударстввиимй комитет

СССР аа делам извбретвиий в иткрмтий

Опубликовано 25.11.79. Бюллетень Рй 43 (53) УДК 534.232 (088.8) Дата опубликования описания 30.11.79 (72) Авторы ° изобретения

А.-В. А. Буда и В. В, Жаляускас

Каунасский политехнический и.тститут им. Антанаса Снечкуса (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ

ПЬЕЗОКЕРАМИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для питания пьезоэлектрических и магнитострикционных преобразователей.

Известно устройство для питания магнитостриктора, содержашее ультразвуко5 вой генератор> датчик колебаний магнитостриктора, усилители, детектор с фильтром, источник опорного напряжения и амплитудный селектор fl).

Однако оно не обеспечивает автоматической подстройки максимальчой амплитуды колебаний магнитостриктора, что снижает экономичность преобразователя.

Наиболее близким по технической сушт5 ности к предложенному является устройство для питания пьезокерамического преобразователя, содержашее последова» тельно соединенные генератор переменного напряжения, усилитель мошности и пьезокерамический преобразователь, с которым сопряжен датчик механических колебаний, подключенный к входу усилителя, выход которого соединен с входами блока

2 сравнения и пикового формирователя, подключенного выходом к одному входу четырехдиодного ключа, выход которого соединен с другим входом блока сравнения, и блок управления, подключенный к входу генератора переменного напряжения

j2).

Однако это устройство не обеспечивает точной подстройки максимальной амплитуды колебаний пьезокерамического преобразователя, особенно для преобразователей с большой добротностью.

Цель изобретения — повышение эффективности устройства.

Это достигается тем, что в устройство для питания пьезокерамического преобразователя вверены блок запоминания, дифференцируюшая цепь, два вентиля и триггер. Один вход блока запоминания ттодключен к выходу усилителя, другой вход — к выходу пикового формирователя, а выход - к другому входу четырехдиодного ключа. Выход блока сравнения соединен с входом дифферетшируюшей цепи, 35

3 698 выход которой через два вентиля, включенных в противоположной полярности, подключен соответственно к входам установки нуля и единицы триггера, соединенного своим выходом с входом блока управления.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - времен.ные диаграммы его работы; на фиг. 3— резонансная кривая пьезокерамического 10 преобразователя.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 переменного напряжения, усилитель 2 мощности и пьеэокерамический преобразователь 3, с 15 которым сопряжен датчик 4 механических колебаний, подключенный к входу усилителя 5, выход которого соединен с входами блока 6 сравнения, блока 7 запоминания и пикового формирователя 8, 20 подключенного выходом к одному входу четырехдиодного ключа 9, другой вход которого соединен с выходом блока 7 запоминания, а выход которого подключен к другому входу блока 6 сравнения, выход которого соединен с входом дифференцируюшей цепи, например R С-цепочки, со« стоящей из конденсатора 10 и резистора 1 1.

Выход этой цепочки через два вентиля

12 и 13, включенных в противоположной полярности, подключен соответственно к входам установки нуля и единицы триггера 14, соединенного своим выходом с входом блока 15 управления.

Устройство работает следующим образом.

При включении литания сигнал с управляемого генератора 1 переменного напряжения через усилитель мощности 2 подается к пьезокерамическому преобразователю 3. Ча1:тота Ж (фиг. 3) генератора 1 первоначально устанавливается ниже резонансной частоты преобразователя 3. Сигнал с датчика 4 механических колебаний преобразователя 3 через усилитель 5 подается к входам блока 6 сравнения, блока 7 запоминания и пикового формирователя 8. Пиковый формирователь 8 формирует короткие импульсы (фиг. 2б), которые передним фронтом открывает вентиль 9, а задним фронтом вырабатывает команду блоку 7 для запоминания напряжения на его входе. Во время открытого состояния ключа 9 в

55 блоке 6 сравнения сравнивается напряжение (в момент его пикового значения) с выхода усилителя 5 с напряжением с выхода блока 7 запоминания т.е. с пиковым

676 4 значением напряжения прс дыдущего пери ода колебаний сигнала (фиг. 2). Корда мгновенное значение напряжения с выхода усилителя 5 превышает напряжение с блока 7 запоминания, на выходе блока 6 сравнения появляется положительный перепад напряжения, который через

КС- цепочку (фиг. 2г) и вентиль 12 ус танавливает триггер 14 в единичное состояние. Сигнал триггера 14 через блок

15 управления управляет работой генератора 1 таким обраэол, что при положительном уровне сигнала на выходе триггера 14, частота генератора 1 возрастает с Ю (фиг. 3) и приближается к резонансной частоте Юо преобразователя 3. При этом возрастает амплитуда мб ханических колебаний (фиг. 2а). В момент, когда частота генератора 1 пере ходит через максимум резонансной кривой, амплитуда колебаний преобразователя 3 уменьшается и на выходе блока 7 запоминания появляется отрицательный скачек напряжения (момент tq фиг.2в) ° который через ключ 9, блок 6 управления, К С- цепочку и вентиль 13 устанавливает триггер 14 в нулевое состояние.

Отрицательный уровень сигнала с выхода триггера 14 через блок 15 управления управляет частоту генератора 1 таким образом, что она начинает уменьшаться с Ш и опять переходит через максимум резойансной кривой до Ш. (фиг. 3).

Этот процесс повторяется. Таким образом частота генератора 1 автоматически поддерживается около резонансной частоты преобразователя 3.

Формула изобретения

Устройство для питания пьезокерамического преобразователя, содериашее последовательно соединенные генератор переменного напряжения, усилитель мошности и пьеэокерамический преобразователь, с которым сопряжен датчик механических колебаний, подключенный к входу усилителя, выход которого соединен с выходами блока сравнения и пикового формирователя, подключенного выходом к одному входу четырехдиодного ключа, выход которого соединен с другим входом блока сравнения, и блок управления,, подключенные к входу генератора пере- . менного напряжения, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с целью повышения эффективности, в него введен блок зало5 698676 6 минания, дифференцирукнпая цепь, два ственно к входам установки нуля н единнвентиля и триггер, причем один вход бло- цы триггера, соединенного своим выхока запоминания подключен к выходу уси- дом с входом блока управления. лителя,,другой вход — к выходу пико- Источники информации, вого формирователя, а выход - к друго- принятые во внимание при экспертизе му входу четырехдиодного ключа, выход l. Авторское свидетельство СССР блока сравнения соединен с входом диф- % 307817, кл. В 06 В 1/08, 1968. ференцирующей цепи, выход которой че- 2. Авторское свидетельство СССР по рез два вентиля, включенных в противо- заявке l4 2401439, кл. В 06 В 1/06, положной полярности, подключен соответ- l o 1977 (прототип) °

1 о

Фиг. J

Составитель В. Антипаз

Редактор А. Шмелькин Техред О. Андрейко Корректор H. Задерновская

Заказ 7131/10 Тираж 585 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент . г. Ужгород, ул. Проектная, 4