Vibrationssensor für Sicherheitsvorrichtung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Sicherheitseinrichtungen und Objektsignalisierung

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Basis des Sensors ist ein piezoelektrisches Element der Schallgeber ZP-2, ZP-4 oder ZP-5. Die Gesamtansicht des Sensors (von der Seite) ist in Abb. 1a dargestellt. Das piezoelektrische Element 2 einer der Platten ist mit dem Folienpad der Leiterplatte 1 verlötet. Die Zahnstange 2 ist mit der oberen Platte des piezoelektrischen Elements 4 in der Figur verlötet, die in Form des Buchstabens L von an gebogen ist elastischer Stahldraht mit einem Durchmesser von 0,5 mm. Die Ansicht des Gestells 4 entlang des Pfeils A ist in Fig. 1 gezeigt. XNUMXb. Die Beine und der Sattel des Gestells müssen vorher bestrahlt werden.

Die Konsole 3 ist aus demselben Draht gebogen und an einem ihrer Enden ist eine Last 5 mit einem Gewicht von 10 ... 15 g Blei oder Lot sicher befestigt. Danach wird die Konsole mit einem Ende an die Platine und ungefähr in der Mitte an den Sattel von Rack 4 gelötet.

Um eine Trennung der oberen Platte von dem piezoelektrischen Element zu vermeiden, wird sie vor dem Löten der Konsole leicht gebogen, so dass sie nach dem Einsetzen eine übermäßige elastische Druckkraft auf das piezoelektrische Element erzeugt. Die Abmessungen der Sensorteile sind nicht grundlegend, daher sind sie in Abb. 1 nicht angegeben. Es muss mit niedrig schmelzendem Lot gelötet werden.

Die Sensorleitungen bestehen aus einem Folienpad, auf das ein piezoelektrisches Element gelötet ist, und einem in die Platine eingelöteten Konsolensockel. Die Platine wird auf einer Oberfläche montiert, deren Vibration kontrolliert werden muss. Wenn diese Oberfläche mechanisch vibriert, erscheinen an den Sensoranschlüssen mehrere schwache Impulse mit einer Dauer von 3...15 ms.

Um diese Impulse zu verstärken und ihnen die für die Weiterverarbeitung notwendige Form zu geben, wird das Signal des Sensors dem Eingang des Formverstärkers zugeführt (siehe Diagramm in Abb. 2). Der Operationsverstärker DA1 arbeitet im Modus mit maximaler Verstärkung und der Transistor VT1 im Schaltmodus. Die Diode VD1 erhöht mit ihrer Sperrspannung die Totzone des Transistors.

Der Operationsverstärker bildet zusammen mit einer Diode und einem Transistor einen Spannungskomparator, der sich durch einen geringen Stromverbrauch auszeichnet. Die Schwelle für den Komparator wird durch einen Trimmerwiderstand R2 eingestellt. Wenn die Amplitude der negativen Halbwelle des Sensorsignals kleiner als die Spannung am Widerstand R2 ist, bleibt der Transistor VT1 geschlossen und die Ausgangsspannung ist Null.

Die mechanische Erregung des Sensors führt dazu, dass am Ausgang des Formers mehrere Rechteckimpulse mit einer Dauer von 3 ... 15 ms erscheinen, deren Amplitude für ihre direkte Injektion in einen digitalen Analysator geeignet ist, der auf CMOS-Mikroschaltungen hergestellt ist. Das einfachste derartige Gerät, das ein nützliches Signal vor dem Hintergrund von Fehlalarmen isolieren kann, ist ein Zähler (001 in Abb. 2), der am Eingang R durch Impulse einer elektronischen Uhr oder eines speziellen Generators periodisch zurückgesetzt wird. Ein Alarmsignal - eine hohe Spannung - erscheint am Ausgang nur dann, wenn die Anzahl der Impulse am Zählereingang im Intervall zwischen zwei benachbarten Nullimpulsen eine bestimmte Anzahl erreicht, die durch den Schalter SA1 eingestellt ist (in Abb. 2 ist sie auf acht eingestellt ).

Wenn Sie keine Lösung für das Problem der Beseitigung falscher Signale finden, kann das Signal vom Kollektor des Transistors VT1 direkt an den Eingang der Alarmerzeugungseinheit angelegt werden.

Erfahrungsgemäß reagiert der Sensor praktisch nicht auf akustische Signale, die sich in der Luft ausbreiten. Empfindlich in erster Linie für die normale Komponente von Vibrationen, nimmt es auch ziemlich gut Störungen wahr, die in der Ebene des piezoelektrischen Elements liegen, offensichtlich aufgrund des Auftretens einer Reaktion an den Befestigungspunkten der Zahnstange. Somit spricht der Sensor auf Schwingungen beliebiger Orientierung an. Der vom Konditionierungsverstärker im Standby-Modus verbrauchte Strom überschreitet bei einer Versorgungsspannung von 9 V -18 μA nicht, bei 5 V - 10 μA.

Autor: Yu. Vinogradov, Moskau; Veröffentlichung: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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