RU106361U1 - Датчик колебаний - Google Patents
Датчик колебаний Download PDFInfo
- Publication number
- RU106361U1 RU106361U1 RU2010139265/28U RU2010139265U RU106361U1 RU 106361 U1 RU106361 U1 RU 106361U1 RU 2010139265/28 U RU2010139265/28 U RU 2010139265/28U RU 2010139265 U RU2010139265 U RU 2010139265U RU 106361 U1 RU106361 U1 RU 106361U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- amplifier
- stage
- sensor
- microcontroller
- piezoelectric element
- Prior art date
Links
Abstract
Датчик сейсмических колебаний, содержащий усилитель нижних частот колебаний и пьезоэлемент, отличающийся тем, что дополнительно содержит двухкаскадный операционный усилитель, первый каскад которого выполнен по логарифмической схеме, микроконтроллер, причем двухкаскадный усилитель выполнен с возможностью подачи сигнала с его выхода на вход АЦП микроконтроллера, усилительный тракт датчика соответствует трактам усилителей звуковых частот, также в упомянутый усилитель введены корректирующие цепи, причем указанные электрические блоки выполнены с возможностью работы от напряжения питания 3,3 В.
Description
Предлагаемые для рассмотрения материалы заявки относятся к области измерительной техники, а именно к датчикам регистрации колебаний, генерируемых сейсмическими волнами от источников естественного и искусственного происхождения, которые могут быть использованы в технике электроакустических преобразователей.
Датчики колебаний на основе пьезоэлементов имеют широкое распространение в радиотехнических устройствах за счет возможности преобразования энергии колебаний в электрические сигналы. Так они используются в охранных извещателях, сейсмодатчиках и звуковых преобразователях.
Известен датчик, предложенный в патенте RU 71772 «Многолучевой вибропреобразователь», в котором источником колебаний служат пьезоэлектрические сенсоры. Но данная конструкция сложна в изготовлении.
Наиболее близкий по целям применения и схеме к предлагаемому для рассмотрения датчику колебаний является «Датчик вибрации для охранного устройства» - Ю.Виноградов, «Датчик вибрации для охранного устройства», г.Москва, РАДИО №12, 1994, который был взят за прототип.
В прототипе основой датчика служит пьезоэлемент от звукоизлучателя, припаянный одной из обкладок к фольгированной площадке печатной платы. При механическом колебании на выводах датчика возникает несколько слабых импульсов. Сигнал тревоги - напряжение высокого уровня - появится на выходе лишь тогда, когда число импульсов на входе счетчика в интервале между двумя соседними обнуляющими импульсами достигнет некоторого числа, устанавливаемого переключателем.
Такая схема (датчика вибрации для охранного устройства) имеет следующие недостатки:
1. возможность фиксировать только тот уровень вибрации, который превышает заранее заданный порог;
2. высокое напряжение питания - 9 вольт;
3. необходимость использования внешнего генератора импульсов;
4. низкая помехоустойчивость;
5. невозможность использования устройства для регистрации и дальнейшего анализа вибраций, вызванных звуковыми колебаниями (в качестве пьезоэлектрического звукоснимателя).
Техническими задачами предлагаемого для рассмотрения датчика колебаний являются:
1. расширение частотного диапазона регистрируемых колебаний;
2. уменьшение габаритов;
3. уменьшение энергопотребления;
4. увеличение помехоустойчивости;
5. расширение функциональных возможностей.
Поставленные цели достигаются тем, что в устройство, содержащее пьезодатчик и усилитель, введены следующие изменения: применены двухкаскадный операционный усилитель ОРА2365 (Texas Instruments Incorporated (www.ti.com)), первый каскад которого выполнен по логарифмической схеме, и микроконтроллер PIC16F88 (Microchip Technology Inc. (www.microchip.com)); усилительный тракт соответствует трактам усилителей звуковых частот; в усилитель введены корректирующие цепи.
Предлагаемое для рассмотрения техническое решение поясняется на схеме датчика колебаний (Фиг.1), где
1 - первый каскад;
2 - второй каскад.
Первый каскад усилителя выполнен по логарифмической схеме.
Усилитель НЧ колебаний сконструирован на малошумящем операционном усилителе ОРА2365.
Датчик колебаний работает следующим образом. Вибрация поверхности через металлическое основание передается на пьезоэлемент. Под воздействием вибрации на выходах пьезоэлемента образуется электрический сигнал, который передается на вход микросхемы ОРА2365 для дальнейшего усиления. Усиленный сигнал снимается с выхода операционного усилителя.
Достоинствами нашего датчика колебаний являются малые габариты, малое энергопотребление, высокая помехоустойчивость и возможность его использования в качестве пьезоэлектрического звукоснимателя. Перечисленные достоинства достигаются тем, что в нашей схеме использована элементная база, позволяющая использовать напряжение питания, равное 3,3 вольт. Кроме того, применяя в первом каскаде усилитель, построенный по логарифмической схеме, мы получаем возможность избежать искажений сигнала при слишком сильных уровнях вибраций, тем самым, повышая помехоустойчивость. Так же, за счет того, что аналоговый сигнал с выхода усилителя предполагается подавать на вход АЦП микроконтроллера (для регистрации и дальнейшей обработки), решается проблема фиксированного порога и необходимость использования внешнего генератора импульсов для управления работой логических микросхем. Поскольку усилительный тракт датчика колебаний аналогичен трактам усилителей звуковых частот, то, следовательно, данное устройство можно использовать так же и в качестве пьезоэлектрического звукоснимателя.
Данный датчик колебаний является составляющей частью изделия, регистрирующего колебания определенной частоты. Это изделие было разработано и испытано в ЗАО «Комплексный технический сервис» в г.Санкт-Петербурге. Устройство успешно прошло испытания и ведется подготовка к серийному выпуску изделия. Таким образом, предлагаемое для рассмотрения техническое решение является промышленно применимым.
Заявитель просит рассмотреть представленные материалы заявки «Датчик колебаний» на предмет выдачи патента РФ на полезную модель.
Claims (1)
- Датчик сейсмических колебаний, содержащий усилитель нижних частот колебаний и пьезоэлемент, отличающийся тем, что дополнительно содержит двухкаскадный операционный усилитель, первый каскад которого выполнен по логарифмической схеме, микроконтроллер, причем двухкаскадный усилитель выполнен с возможностью подачи сигнала с его выхода на вход АЦП микроконтроллера, усилительный тракт датчика соответствует трактам усилителей звуковых частот, также в упомянутый усилитель введены корректирующие цепи, причем указанные электрические блоки выполнены с возможностью работы от напряжения питания 3,3 В.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010139265/28U RU106361U1 (ru) | 2010-09-24 | 2010-09-24 | Датчик колебаний |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010139265/28U RU106361U1 (ru) | 2010-09-24 | 2010-09-24 | Датчик колебаний |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU106361U1 true RU106361U1 (ru) | 2011-07-10 |
Family
ID=44740801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010139265/28U RU106361U1 (ru) | 2010-09-24 | 2010-09-24 | Датчик колебаний |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU106361U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103760601A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-04-30 | 中国矿业大学 | 一种冲击矿压微震信号处理电路 |
-
2010
- 2010-09-24 RU RU2010139265/28U patent/RU106361U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103760601A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-04-30 | 中国矿业大学 | 一种冲击矿压微震信号处理电路 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103069347B (zh) | 对敲击灵敏的闹钟 | |
WO2005077029A3 (en) | Transducer in-situ testing apparatus and method | |
TW200612110A (en) | Acoustic wave sensor | |
ATE370633T1 (de) | Miniaturlautsprecher mit integrierter signalverarbeitungselektronik | |
JP2014198234A (ja) | 検出回路、駆動方法、プローブ、及び被検体情報取得装置 | |
JP2011098071A5 (ru) | ||
EP2148323A3 (en) | Sound generator for use in parametric array | |
CN110461222A (zh) | 落座传感器、座位和波形分析装置 | |
CN103968938A (zh) | 振动频率检测装置 | |
RU106361U1 (ru) | Датчик колебаний | |
US20160182987A1 (en) | Microphone with built-in speaker driver | |
JP5039610B2 (ja) | 脈波検出装置 | |
CN104900796B (zh) | 基于压电逆效应的适用于高频率低负载的棘轮装置 | |
Reichenbach et al. | Unidirectional mechanical amplification as a design principle for an active microphone | |
ATE429649T1 (de) | Magnetfeld-sensor mit filter | |
RU106360U1 (ru) | Пьезодатчик колебаний | |
JP3187112U (ja) | 生体モニター装置 | |
KR100883052B1 (ko) | 무선 마이크로폰 | |
RU2008100808A (ru) | Гидрофон на поверхностных акустических волнах | |
JP2012217012A (ja) | 電子機器 | |
MX2022003882A (es) | Dispositivo de audio. | |
TW201515474A (zh) | 收音裝置及其製造方法 | |
RU2671290C1 (ru) | Пьезоэлектрический преобразователь | |
RU2492431C1 (ru) | Способ измерения мощности гидроакустического излучателя и устройство для осуществления способа | |
CN210614255U (zh) | 一种频率差拍式次声波装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130925 |