Струнный датчик для преобразования силы или перемещения в частоту

239823 Соаа Советски Социалистически Ресоублинт. свидетельства19657 Зависимое от аявлено 29,17.1967 ( 1151457/18 л. 74 Ь, 8/02 421, 101 421, 28 м заявкирисоедине Г 1 К 6 01 с 6 01 Ь Ст 01 гп УДК 621.3.083,8Приорит Комитет оо деламобретений и открытийри Совете МинистровСССР1 Дата опубликования описания ЗОЛ 11.19 Опубликовано 18,11,1969, Бюллетень11 Авторыизобретен В. Н. Овчинников,всеев и И. Д. Языков витель СТРУННЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИЛЫ ИЛИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ЧАСТОТУИзвестен струнный датчик для преобразования силы или перемещения в частоту по авт. св.196578.Целью изобретения является стабилизация амплитуды колебаний струны, повышение точности и надежности измерений.Это достигается тем, что в датчике между каскадами усилителя включен повторитель напряжения, нагрузочное сопротивление которого зашунтцровано двумя параллельными цепями, одна из которых содержит емкость, а другая - последовательно соединенные стабилитрон и резистор, к общей точке которых подключен последующий каскад усилителя.Стабилизирующее действие введенного узла заключается в изменении скважности импульсов тока, питающего электромагнит в зависимости от длительности затенения фотоприемника тем большей, чем больше амплитуда колебания струны.На чертеже показана общая схема струнного датчика.Струнный элемент датчика содержит струну 1, воспринимающую измеряемую силу или перемещение, электромагнит 2, возбуждающий колебания струны, осветитель 3 для засветки фотодиода 4 с входной щелью 5, затеняемой тенью б, падающей от струны 1.Усилитель датчика усиливает снимаемое с фотодиода 4 переменное напряжение У, Он содерж 1 п каскады 7 и 8, эмцттерныц повторитель 9, нагруженный на резистор 10, через который осуществляется заряд конденсатора 11, резистор 12 для разряда конденсатора 11, 5 стабцлцтрон 13 ц резистор 14. Порог зажигания стабилитрона 13 определяет уровень напряжения с 1, на конденсаторе 11, с которого начинается формирование усилительным каскадом 8 импульса тока 1, в об мотке электромагнита 2, с резистора 14 снимается напряжение, подаваемое на вход усилительного каскада 8.Электромагнит 2, фотодцод 4 ц осветитель3 ориентируются относительно струны так, 15 что при наличии тока в обмотке электромагнита, когда струна втягивается в его зазор, щель 5 полностью затеняется тенью от струны. Уровень амплитуды колебаний струны, с которого начинается полное затенение щели 20 фотодиода, определяется минимально допустимой для данного конкретного датчика амплитудой колебаний струны ц устанавливается црц настройке датчика. Наличие моментов полного затенения щели создает 25 эффект одностороннего ограничения снимаемого с фотодцода напряженця, причем длительность ограниченного участка растет по мере увеличения амплитуды колебаний струны, Таким образом, автоматически регулц руется скважность импульсов тока, питаюоставитель С щен Редактор И. С. Грузова Техред Л. К, Малова Корректоры: В. Петроваи Е. Ласточкин 1692/13 Тираж 480 Подписно ПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС Москва, Центр, пр. Серова, д. 4 Зака ЦНИ Типография, пр. Сапунова щего электромагнит, и, следовательно, стабилизируется амплитуда колебаний струны.Усилитель обеспечивает работу эмиттерного повторителя в ключевом режиме, причем время режима отсечки повторителя 9 равно времени затененного состояния фотодиода, а время насыщения близко к времени освещенного состояния того же диода. Примем, что время насыщения равно времени незатененного состояния фотодиода. В режиме насыщения конденсатор 11 заряжается до напряже. ния Уст по экспоненциальному закону, где Оет равно напряжению стабилизации стабилитрона. В режиме отсечки конденсатор 11 разряжается по экспоненциальному закону через резистор 12,Длительность импульса тока 1, выражается приближенной зависимостью011 тсте10 + 112)Е сстЯ 12+ й 12где 1 - длительность импульса тока 1 сек;Тр - период колебаний струны, сек;8, - время затенения фотодиода, сек; , - постоянная времени заряда конденсатора, сек;-р - постоянная времени разряда конденсатора, сек;Е - напряжение питания эмиттерногоповторителя, в;5 яств напряжение стабилизации стабилитрона, в,Я 10 и 012 - сопротивление соответствующих резисторов, ом,Следовательно, увеличение (уменьшение)10 амплитуды колебаний струны вызываетуменьшение (увеличение) скважн ости импульсов тока 1 что является фактором, стабилизирующим амплитуду колебаний струны.15 Струнный датчик для преобразования силыили перемещения в частоту по авт. св.20 М 19 б 578, отличающийся тем, что, с цельюстабилизации амплитуды колебаний струны, между каскадами усилителя включен повторитель напряжения, нагрузка которого зашунтирована с одной стороны емкостью, с 25 другой стороны - последовательно соединенными стабилитроном и резистором, а общая точка соединения стабилитрона и резистора служит выходом повторителя.