Przedmiotem wynalazku jest miernik amplitudy drgan przeznaczony zwlaszcza do pomiaru amplitudy drgan ultradzwiekowych koncentratorów.Znane mierniki amplitudy drgan zbudowane w oparciu o czujniki pojemnosciowe, dzialaja na przyklad na zasadzie rozstrajania obwodu rezonansowego wewnetrznego gene¬ ratora, a co za tym idzie dewiacji jego czestotliwosci. Elementem powodujacym rozstra- janie obwodu rezonansowego jest pojemnosc utworzona przez czujnik pojemnosciowy z po¬ wierzchnia badanego koncentratora. Drgania koncentratora powoduja zmiane tej pojemno¬ sci, która jest wtracona do obwodu rezonansowego.Inny znany uklad miernika amplitudy drgan, zawierajacy czujnik pojemnosciowy umieszczony w poblizu koncentratora ultradzwiekowego posiada czujnik pojemnosciowy spolaryzowany wysokim potencjalem. Czujnik polaczony jest z posrednictwem ukladu pola¬ ryzujacego z wejsciem wzmacniacza szerokopasmowego. Wyjscie tego wzmacniacza polaczone jest z miernikiem /"metoda elektrostatycznego mikrofonu"/.Opisane rozwiazania posiadaja szereg niedogodnosci, jak na przyklad stosunko¬ wo duzy blad pomiaru, koniecznosc kompensacji pojemnosci kabla ekranujacego laczace¬ go czujnik pojemnosciowy z ukladem pomiarowym.W przypadku drugiego opisanego wyzej rozwiazania dla uzyskania duzej czulosci niezbe¬ dna jest stosunkowo duza powierzchnia czujnika lub wyzszy potencjal polaryzujacy czujnik, co moze w praktyce okazac sie niekorzystne.Miernik amplitudy drgan wedlug wynalazku sklada sie z czujnika pojemnosciowe¬ go usytuowanego w odleglosci od ultradzwiekowego koncentratora okreslonej kalibracja miernika. Czujnik polaczony jest z wejsciem wzmacniacza ladunkowego, polaczonego ze wzmacniaczem szerokopasmowym, którego wyjscie polaczone jest poprzez uklad filtrujacy czestotliwosc sieci z prostownikiem liniowym. "Wyjscie prostownika polaczone jest z wejsciem wzmacniacza pradu stalego, na wyjsciu którego znajduje sie miernik. Wyjscie prostownika polaczone jest z badanym koncentratorem, przy czym, w drugijn polozeniu przelacznika, koncentrator polaczony jest z zasilaczem.2 128 596 Przedstawiony uklad miernika pozbawiony jest wad ukladów znaijych. Zastosowa¬ nie w ukladzie wedlug wynalazku wzmacniacza ladunkowego umozliwilo wykorzystanie po¬ jemnosci kabla ekranujacego laczacego czujnik z ukladem pomiarowymt w miejscu .konden¬ satora niezbednego dla prawidlowej pracy wzmacniacza ladunkowego. Tym samym przestal istniec problem komponsancji pojemnosci kabla.Pojemnosc ta w znanych rozwiazaniach powodowala zmniejszaniu cp.ulosui 'ikladu miernika oraz ograniczala zakres przenoszo¬ nych czestotliwosci.Przedmiot wynalazku zostanie blizej objasniony w przykladzie wykonania na rysunku przedstawiajacym schemat blokowy miernika amplitudy drgan.Miertiik sklada sie z czujnika pojemnosciowego 2 usytuowanego w odleglosci od koncentratora 1 okreslonej kalibracja miernika. Czujnik 2 polaczony jest z wej¬ sciem wzmacniacza ladunkowego 3» którego wyjscie polaczone jest z wejsciem wzmacnia¬ cza szerokopasmowego 4. Wyjscie wzmacniacza szerokopasmowego 4 polaczone jest poprzez uklad 5 filtrujacy ozestotliwosc sieci z prostownikiem liniowym 6. Yifyjscie prostownika polaczone jest z wejsciem wzmacniacza pradu stalego 7» na wyjsciu kbó- rego znajduje sie miernik. Wyjscie prostownika 6 polaczone jest ponadto poprzez przelacznik P, w polozeniu A przelacznika, z badanym koncentratorem 1. W polozeniu B przelacznika koncentrator 1 polaczony jest z zasilaczem 8.Czujnik pojemnosciowy 2 tworzy z plaszczyzna koncentratora 1 kondensator plaski, którego pojemnosc w czasie drgan koncentratora podlega szybkim zmianom.Ladunek powstajacy na zmiennej pojemnosci jest proporcjonalny do wielkosci zmian tej pojemnosci. Tym samym ladunek jest proporcjonalny do przemieszczen koncentratora.Proporcjonalnosc ta jest jednak zachowana tylko w pewnym zakresie charakterystyki zmian pojemnosci w funkcji odleglosci okladzin kondensatora. Aby wiec pomiar amplitudy dran byl wlasciwy, w warunkach statycznych ustala sie wlasciwa odleglosc czujnika pojemnosciowego 2 od powierzchni koncentratora 1.W tym celu przeprowadza sie kalibracje miernika pozwalajaca w sposób jednoznaczny i powtarzalny ustalic odleglosc czujnika 2 od badanego koncentratora 1.Istota omawianej kalibracji jest to, ze w chwili przelaczenia przelacznika P w pozycje A w tym ukladzie powstaja warunki stabilnej generacji drgan, dzieki do¬ datniemu sprzezeniu zwrotnemu z liniowego prostownika 6 poprzez pojemnosc utworzona z plaszczyzn czujnika 2 i koncentratora 1 na wejscie wzmacniacza ladunkowego 3* Amplituda tych drgan jest zalezna od odleglosci miedzy czujnikiem 2 a koncentratorem 1.Liierzac te amplitude mozna w sposób szybki 1 powtarzalny kalibrowac przyrzad* Pomiaru amplitudy drgan ultradzwiekowych koncentratora 1 dokonuje sie po przeprowadze¬ niu kalibracji, przelaczajac przelacznik P w pozycje B. Poprzez zasilacz 8 wytworzona zostaje róznica potencjalów miedzy koncentratorem 1, a czujnikiem 2. Ladunek powsta¬ jacy na pojemnosci kondensatora, którego jedna okladzina jest czujnik 2, splywa na wejscie wzmacniacza ladunkowego 3. Wzmacniacz ten jest konwerterem dajacym na swoim wyjsciu napiecie proporcjonalne do ladunku elektrycznego. Istnieje wiec liniowa za¬ leznosc tego napiecia od amplitudy drgan koncentratora.Y/zmacniacz ladunkowy 3 zbudowany jest w oparciu o operacyjny uklad scalony wzmacniacza o duzej rezystancji wejsciowej. Ze wzgledu na wymagany zakres przenoszonych czestotliwosci, uklad ten odznacza sie malym wzmocnieniem napieciowym.Nastepnym wiec stopniem jest szerokopasmowy wzmacniacz 4 zapewniajacy odpowiednie wzmocnienie sygnalu. W torze sygnalu znajduje sie zaporowy-selektywny filtr 5 dla czestotliwosci sieci 50 Hz. Po filtrze sygnal jest podawany na liniowy prostownik 6.Wyprostowany sygnal jest odpowiednio wzmacniany we wzmacniaczu pradu stalego 7, który jednoczesnie filtruje pozostale tetnienia. Y/zmacniacz pradu stalego 7 wspólpracuje z miernikiem wychylowym M, na którym dokonuje sie odezytu amplitudy drgan ultradzwieko¬ wego koncentratora 1, jak równiez przed wlasciwym pomiarem, odczytu kalibracji.128 596 Zastrzezenie pa t o n t o w e Miernik amplituda drgant zwlaszcza do ultradzwiekowych koncentratorów, wyposazony w czujnik pojemnosciowy usytuowany w poblizu ultradzwiekowego koncentra¬ tora, znamienny tym9ze czujnik pojomno6ciowy /2/ znajdujacy sie m odle¬ glosci od koncentratora /1/ okreslonej kalibracja miernika, polaczony jest z wejsciem wzmacniacza ladunkowego fi/ polaczonego ze wzmacniaczem szerokopasmowym /4/9 którego wyjscie polaczone jest poprzez uklad filtrujacy czestotliwosc sieci /5/ * prostowni¬ kiem liniowym /6/, przy czym wyjscie prostownika polaczono jest z wejsciem wzmacnia¬ cza pradu stalerjo /7/ na wyjsciu którego znajduje sie miernik /M/, a ponadto koncen¬ trator /1/ polaczony jest poprzez przelacznik /P/ z wyjsciem prostownika /6/f nato¬ miast w drugim polozeniu przelacznika /P/ koncentrator /1/ polaczony jest z zasilaczem /8/« f)\2 I I I I 11 L=rzr ^r I I °r¦[ej- Tl M BMZ10 a Bt—^ 8 PL