Датчик механических колебаний

(19) (1 (51)4 0 01 Н 3283 1/08 КЛИЗМ1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ орс тел изводзики Об ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМГРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(71) Специализированное констрко-технологическое бюро твердной электроники с опытным проством Института прикладной фиАН МССР(54) ДАТЧИК МЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в сейсмологии, геологии и дру.гих областях народного хозяйствадля измерения механических колеба,ний, Целью изобретения является расширение динамического диапазона измерений. В исходном состоянии наэлектрод 6 с блока 7 обратной связиподается управляющее напряжение таким образом, что электромеханический коэффициент преобразования резонатора имеет максимальное значение. Привибрациях сигнал с электрода 6 усиливается усилителем 8, детектируется детектором 9 среднеквадратичныхзначений и сравнивается на пороговом блоке 10 с заданным значениям.При превышении заданного значенияс выхода порогового блока 10 наэлектрод 6 через высокоомный резис-тор 11 поступает управляющее напряжение, при котором электромеханический коэффициент преобразования принимает меньшее значение. Тем самымизменяется межфазный потенциал границы раздела ртуть - электролит,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 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 идругих областях народного хозяйствадля измерения механических колебаний,Цель изобретения - расширение динамического диапазона измерений за счетуправления электромеханическим коэффициентом преобразования. 10На чертеже изображена блок-схемапредлагаемого датчика,Датчик содержит управляемый электромеханический резонатор в виде герметичного капилляра 1, заполненного 15столбиками 2 и 3 соответственно ртути и электролита и газовыми объемами 4, В капилляр 1 вмонтированыэлектроды 5 и 6, подключенные соответственно к общей шине и клемме 20входа-выхода блока 7 обратной связи.Блок 7 обратной связи содержитпоследовательно соединенные усилитель 8, детектор 9 среднеквадратичных значений и пороговый блок 1 О, а 25также высокоомный резистор 11 и регистратор 12,Усилитель 8 информационным входомподключен к клемме входа-выхода блока 7 обратной связи. Выход порогово- З 0го блока 10 через высокоомный резистор 11 соединен с клеммой входа-выхода блока 7 обратной связи.Регистратор 12 выполнен в видеусилителя с управляемым коэффициентом передачи и подключенного к еговыходу осциллографа (не показан),Информационный вход регистратора 12подключен к клемме входа-выхода блока 7 обратной связи, а управляющий 40вход - к выходу порогового блока 10,Датчик работает следующим образом.В исходном состоянии на электрод6 блока 7 обратной связи подаетсяпостоянное управляющее напряжение 45такой величины и знака, что электромеханический коэффициент преобразования резонатора имеет, например, максимальное значение. При этом датчикмеханических колебаний обладает определенным динамическим диапазономвоспринимаемых внешних воздействий,в пределах которого его передаточная характеристика линейна, Внешнеевоздействие вызывает появление наэлектроде 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,осуществляющего сравнение среднеквадратичного 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 1 О - на управляющий вход регистратора 12. Наличие высокоомного резистора 11 предотвращает проникновение переменного сигнала с информационного 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, с одержащий упра вл я емый эл ек тромеханический резонатор, выполненный в1483283 Составитель Ю,ПетраковскийТехред И, Ходанич Корректор И,Васильева Редактор А.Репин Заказ 2817/38 Тираж 511 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР113 П 35, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Произволстеенп-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 виде герметичного капилляра, заполненного столбиками ртути и электролита с газовыми объемами на концах,вмонтированных в капилляр электродов, один из которых расположен встолбике ртути, другой - в столбикеэлектролита, блок обратной связи,электрод, расположенный в столбикертути, подключен к клемме блока обратной связи, соединенной с общейшиной, а электрод, расположенный встолбике электролита, подключен кклемме, являющейся входом-выходомблока обратной связи, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона измерений, блок обратной связи выполненв виде последовательно соединенных усилителя, детектора среднеквадратичных значений, порогового блока, высокоомного резистора, регистратора,информационный вход которого подключен к клемме входа-выхода блока обратной связи и второму выводу высокоомного резистора, управляющий входк выходу порогового блока, первый .вход усилителя соединен с клеммойблока обратной связи, соединенной собщей шиной, второй - с клеммойвхода-выхода блока обратной связи. 15 2. Датчик по п,1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что регистратор выполнен в виде усилителя с регулируемым коэФАициентом передачи, к выходу которого подключен осциллограф,