RU128321U1 - PIEZOELECTRIC SENSOR CONTROL SYSTEM - Google Patents

PIEZOELECTRIC SENSOR CONTROL SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU128321U1
RU128321U1 RU2013109209/28U RU2013109209U RU128321U1 RU 128321 U1 RU128321 U1 RU 128321U1 RU 2013109209/28 U RU2013109209/28 U RU 2013109209/28U RU 2013109209 U RU2013109209 U RU 2013109209U RU 128321 U1 RU128321 U1 RU 128321U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sensor
output
input
switch
source
Prior art date
Application number
RU2013109209/28U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Геннадиевич Дмитриенко
Александр Вячеславович Блинов
Анатолий Леонидович Шамраков
Борис Вульфович Цыпин
Анатолий Аркадьевич Мельников
Евгений Владимирович Брилевич
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт физических измерений"
Priority to RU2013109209/28U priority Critical patent/RU128321U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU128321U1 publication Critical patent/RU128321U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Система контроля пьезоэлектрических датчиков, содержащая датчик, блок измерения и контроля, переключатель, источник тестового напряжения и элемент сравнения, соединенный по одному из входов с источником образцового сигнала, а по выходу - с индикатором неисправности, в которой в рабочем режиме датчик соединен через первую группу перекидных контактов переключателя с входом блока измерения и контроля, а в режиме контроля неисправности через вторую группу перекидных контактов переключателя - с источником тестового напряжения, отличающаяся тем, что в нее введены второй элемент сравнения, один из входов которого соединен с вторым источником образцового сигнала, а выход подключен к индикатору неисправности, и делитель напряжения, вход которого соединен с выходом источника тестового напряжения, а выход в режиме контроля неисправности через первую группу перекидных контактов переключателя подключен к входу блока измерения и контроля, причем второй вход первого элемента сравнения соединен с датчиком, а второй вход второго элемента сравнения подключен к выходу блока измерения и контроля.A piezoelectric sensor monitoring system comprising a sensor, a measurement and control unit, a switch, a test voltage source and a comparison element connected at one of the inputs to a reference signal source, and at the output, to a malfunction indicator, in which, in operating mode, the sensor is connected through the first group changeover contacts of the switch with the input of the measuring and control unit, and in the mode of fault control through the second group of changeover contacts of the switch - with the source of test voltage, which differs the fact that a second comparison element is introduced into it, one of the inputs of which is connected to the second source of the reference signal, and the output is connected to the fault indicator, and a voltage divider, whose input is connected to the output of the test voltage source, and the output in the failure control mode through the first group changeover contacts of the switch is connected to the input of the measurement and control unit, the second input of the first comparison element connected to the sensor, and the second input of the second comparison element connected to the output of the measurement unit and control.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к технике измерения с помощью пьезоэлектрических датчиков и может использоваться для контроля исправности пьезоэлектрических датчиков, установленных на объекте.The proposed utility model relates to a measurement technique using piezoelectric sensors and can be used to monitor the health of piezoelectric sensors installed on an object.

Известно устройство для проверки пьезоэлектрических датчиков, содержащее соединенные с пьезоэлектрическим датчиком генератор электрических импульсов и детектор, в котором между генератором электрических импульсов и детектором включен ждущий мультивибратор [1].A device for checking piezoelectric sensors is known, comprising an electric pulse generator and a detector connected to the piezoelectric sensor, in which a standby multivibrator is connected between the electric pulse generator and the detector [1].

Недостатками данного устройства являются недостаточная эффективность контроля, обусловленная тем, что исправность вторичного преобразователя пьезоэлектрического датчика не контролируется.The disadvantages of this device are the lack of monitoring effectiveness due to the fact that the health of the secondary transducer of the piezoelectric sensor is not controlled.

Наиболее близким по технической сущности является система виброконтроля [2]. Структурная схема системы виброконтроля приведена на фиг.1. Система виброконтроля содержит датчик вибрации 1 со входом для подачи на него тестового напряжения, блок 2 измерения и контроля, двухполюсный переключатель 3, соединенный с органом управления 4, источник 5 тестового напряжения, элемент сравнения 6, источник 7 образцового сигнала и индикатор 8 неисправности датчика вибрации.The closest in technical essence is the vibration control system [2]. The structural diagram of the vibration control system shown in figure 1. The vibration monitoring system includes a vibration sensor 1 with an input for supplying a test voltage to it, a measurement and control unit 2, a bipolar switch 3 connected to the control 4, a test voltage source 5, a comparison element 6, a reference signal source 7, and a vibration sensor malfunction indicator 8 .

Работа системы виброконтроля в режиме контроля исправности датчика вибрации происходит следующим образом. На фиг.1 положение переключателя соответствует этому режиму. С источника 5 тестовое напряжение подается на вход датчика вибрации 1. Под действием этого напряжения в акселерометре датчика вибрации 1 происходят смещения, которые приводят к определенному изменению тестового напряжения. При исправном датчике вибрации 1 выходное напряжение датчика соответствует напряжению источника 7 образцового сигнала. При неисправном датчике вибрации 1 с выхода элемента сравнения 6 поступает сигнал на включение индикатора 8, который сигнализирует о неисправности датчика.The operation of the vibration monitoring system in the mode of monitoring the health of the vibration sensor is as follows. 1, the position of the switch corresponds to this mode. From source 5, the test voltage is supplied to the input of the vibration sensor 1. Under the action of this voltage, displacements occur in the accelerometer of the vibration sensor 1, which lead to a certain change in the test voltage. With a working vibration sensor 1, the output voltage of the sensor corresponds to the voltage of the source 7 of the reference signal. If the vibration sensor 1 is faulty, the output of the comparison element 6 receives a signal to turn on indicator 8, which signals a sensor malfunction.

В рабочем режиме, режиме измерения и контроля вибрации объекта контроля выход датчика вибрации 1 с помощью переключателя 3 соединяется с блоком 2 измерения и контроля, а вход датчика отключается от источника 5 тестового напряжения.In the operating mode, the measurement and vibration control mode of the monitoring object, the output of the vibration sensor 1 is connected to the measurement and control unit 2 using the switch 3, and the sensor input is disconnected from the test voltage source 5.

Недостатками данного устройства являются недостаточная эффективность контроля, обусловленная тем, что исправность блока измерения и контроля не контролируется.The disadvantages of this device are the lack of monitoring effectiveness due to the fact that the health of the measurement and control unit is not controlled.

Целью предлагаемой полезной модели является повышение эффективности контроля исправности пьезоэлектрических датчиков, установленных на объекте за счет дополнительного контроля блока измерения и контроля.The purpose of the proposed utility model is to increase the efficiency of monitoring the health of piezoelectric sensors installed at the facility due to additional control of the measurement and control unit.

Поставленная цель достигается тем, что в систему контроля пьезоэлектрических датчиков, содержащую датчик, блок измерения и контроля, переключатель, источник тестового напряжения и элемент сравнения, соединенный по одному из входов с источником образцового сигнала, а по выходу с индикатором неисправности, в которой в рабочем режиме датчик соединен через первую группу перекидных контактов переключателя с входом блока измерения и контроля, а в режиме контроля неисправности через вторую группу перекидных контактов переключателя с источником тестового напряжения, согласно полезной модели в нее введены второй элемент сравнения, один из входов которого соединен с вторым источником образцового сигнала, а выход подключен к индикатору неисправности, и делитель напряжения, вход которого соединен с выходом источника тестового напряжения, а выход в режиме контроля исправности через первую группу перекидных контактов переключателя подключен к входу блока измерения и контроля, причем второй вход первого элемента сравнения соединен с датчиком, а второй вход второго элемента сравнения подключен к выходу блока измерения и контроля.This goal is achieved by the fact that in the control system of piezoelectric sensors containing a sensor, a measurement and control unit, a switch, a test voltage source and a comparison element connected at one of the inputs to a reference signal source, and at the output with a fault indicator, in which in the mode the sensor is connected through the first group of changeover contacts of the switch with the input of the measuring and control unit, and in the mode of control of the malfunction through the second group of changeover contacts of the switch with com of the test voltage, according to the utility model, a second comparison element is introduced into it, one of the inputs of which is connected to the second source of the reference signal, and the output is connected to the fault indicator, and the voltage divider, the input of which is connected to the output of the test voltage source, and the output is in control mode serviceability through the first group of changeover contacts of the switch is connected to the input of the measurement and control unit, and the second input of the first comparison element is connected to the sensor, and the second input of the second element is compared The voltage is connected to the output of the measurement and control unit.

Структурная схема системы контроля пьезоэлектрических датчиков представлена на фиг.2. Она содержит датчик 1, блок измерения и контроля 2, переключатель 3 с двумя группами перекидных контактов, источник тестового напряжения 4, делитель напряжения 5, элемент сравнения 6, источник образцового сигнала 7, индикатор неисправности датчика 8, второй источник образцового сигнала 9 и второй элемент сравнения 10.The structural diagram of the control system of piezoelectric sensors is presented in figure 2. It contains a sensor 1, a measurement and control unit 2, a switch 3 with two groups of change-over contacts, a test voltage source 4, a voltage divider 5, a comparison element 6, a reference signal source 7, a sensor malfunction indicator 8, a second reference signal source 9 and a second element comparisons 10.

В рабочем режиме измерения контакты переключателя 3 находятся в положении «1». Датчик 1 через первую группу перекидных контактов переключателя 3 соединяется с входом блока измерения и контроля 2. В режиме контроля исправности контакты переключателя 3 находятся в положении «2», что соответствует изображению на фиг.2. Источник тестового напряжения 4 соединяется через вторую группу перекидных контактов переключателя 3 с датчиком 1 и через делитель напряжения 5 и первую группу перекидных контактов переключателя 3 с входом блока измерения и контроля 2. Первые входы элементов сравнения 6 и 10 соединены, соответственно, с выходами датчика 1 и блока измерения и контроля 2, вторые входы соединены, соответственно, с источниками образцовых сигналов 7 и 9, а выходы подключены к индикатору неисправности 8.In the operating measurement mode, the contacts of the switch 3 are in position "1". The sensor 1 through the first group of changeover contacts of the switch 3 is connected to the input of the measurement and control unit 2. In the health monitoring mode, the contacts of the switch 3 are in position "2", which corresponds to the image in figure 2. The test voltage source 4 is connected through the second group of changeover contacts of the switch 3 to the sensor 1 and through the voltage divider 5 and the first group of changeover contacts of the switch 3 with the input of the measurement and control unit 2. The first inputs of the comparison elements 6 and 10 are connected, respectively, with the outputs of the sensor 1 and measurement and control unit 2, the second inputs are connected, respectively, to the sources of model signals 7 and 9, and the outputs are connected to the fault indicator 8.

Все элементы, входящие в состав системы контроля пьезоэлектрических датчиков, могут быть реализованы в виде отдельных функциональных узлов или программным способом при использовании микроконтроллера, оснащенного компаратором, таймером, аналого-цифровым и цифро-аналоговым преобразователями.All elements that make up the piezoelectric sensors monitoring system can be implemented as separate functional units or programmatically using a microcontroller equipped with a comparator, timer, analog-to-digital and digital-to-analog converters.

Работает система контроля пьезоэлектрических датчиков следующим образом. Источник тестового напряжения 4 вырабатывает переменное напряжение, например синусоидальное или последовательность прямоугольных импульсов. В режиме контроля (переключатель 3 находится в положении «2») это напряжение подается на обкладки датчика 1, вызывая механические колебания пьезоэлемента, и через делитель напряжения 5 на вход блока измерения и контроля 2. Выходной сигнал блока измерения и контроля 2 сравнивается в элементе сравнения 10 с заранее заданным образцовым сигналом источника образцовых сигналов 9. В случае несоответствия выходного сигнала блока измерения и контроля 2 образцовому сигналу источника образцовых сигналов 9 элемент сравнения 10 фиксирует неисправность блока измерения и контроля 2, которая индицируется индикатором неисправности 8.The control system of piezoelectric sensors operates as follows. The test voltage source 4 generates an alternating voltage, for example a sinusoidal or a series of rectangular pulses. In the control mode (switch 3 is in the “2” position) this voltage is supplied to the plates of the sensor 1, causing mechanical vibrations of the piezoelectric element, and through the voltage divider 5 to the input of the measurement and control unit 2. The output signal of the measurement and control unit 2 is compared in the comparison element 10 with a predetermined exemplary signal of the source of exemplary signals 9. If the output signal of the measuring and control unit does not match 2 to the exemplary signal of the source of exemplary signals 9, the comparison element 10 fixes a malfunction b eye measurement and control 2, which is indicated by a fault indicator 8.

При исправном блоке измерения и контроля 2 через время, достаточное для оценки его выходного сигнала, происходит переключение переключателя 3 в рабочий режим (положение «1»). При этом, после отключения источника тестового напряжения 4 от пьезоэлектрического датчика 1 в последнем возникают затухающие механические колебания на собственной резонансной частоте. Эти колебания вследствие пьезоэффекта вызывают появление электрического сигнала на обкладках датчика 1, который сравниваются в элементе сравнения 6 с заранее заданным образцовым сигналом источника образцовых сигналов 7. В случае несоответствия электрического сигнала на обкладках датчика 1 образцовому сигналу источника образцовых сигналов 7 элемент сравнения 6 фиксирует неисправность датчика 1, которая индицируется индикатором неисправности 8.With a working unit of measurement and control 2, after a time sufficient to evaluate its output signal, the switch 3 switches to the operating mode (position "1"). In this case, after disconnecting the test voltage source 4 from the piezoelectric sensor 1, the latter causes damped mechanical vibrations at the natural resonant frequency. These oscillations due to the piezoelectric effect cause the appearance of an electrical signal on the plates of the sensor 1, which are compared in the comparison element 6 with a predetermined reference signal of the source of the reference signals 7. In the case of a mismatch of the electrical signal on the plates of the sensor 1 to the reference signal of the source of the reference signals 7, the comparison element 6 detects a sensor malfunction 1, which is indicated by the fault indicator 8.

При исправном датчике 1 через время, достаточное для затухания колебаний в датчике 1, начинается рабочий режим измерения.If the sensor 1 is operational, after a time sufficient to damp the oscillations in the sensor 1, the operating mode of measurement begins.

Таким образом, введение второго элемента сравнения, второго источника образцового сигнала, делителя напряжения и новых связей позволяет повысить эффективность контроля исправности пьезоэлектрических датчиков, установленных на объекте за счет дополнительного контроля блока измерения и контроля.Thus, the introduction of a second comparison element, a second source of an exemplary signal, a voltage divider, and new connections can improve the efficiency of monitoring the health of piezoelectric sensors installed on the object due to additional control of the measurement and control unit.

Использованные источникиUsed sources

1. RU патент № 535478, A1, G01L 27/00. Устройство для проверки пьезоэлектрических датчиков. Опубл.: 15.11.1976 г.1. RU patent No. 535478, A1, G01L 27/00. Device for checking piezoelectric sensors. Published: 11/15/1976

2. RU патент № 2226676, С1, G01H 17/00. Система виброконтроля. Опубл.: 10.04.2004 г.2. RU patent No. 2226676, C1, G01H 17/00. Vibration control system. Published: 04/10/2004

Claims (1)

Система контроля пьезоэлектрических датчиков, содержащая датчик, блок измерения и контроля, переключатель, источник тестового напряжения и элемент сравнения, соединенный по одному из входов с источником образцового сигнала, а по выходу - с индикатором неисправности, в которой в рабочем режиме датчик соединен через первую группу перекидных контактов переключателя с входом блока измерения и контроля, а в режиме контроля неисправности через вторую группу перекидных контактов переключателя - с источником тестового напряжения, отличающаяся тем, что в нее введены второй элемент сравнения, один из входов которого соединен с вторым источником образцового сигнала, а выход подключен к индикатору неисправности, и делитель напряжения, вход которого соединен с выходом источника тестового напряжения, а выход в режиме контроля неисправности через первую группу перекидных контактов переключателя подключен к входу блока измерения и контроля, причем второй вход первого элемента сравнения соединен с датчиком, а второй вход второго элемента сравнения подключен к выходу блока измерения и контроля.
Figure 00000001
A piezoelectric sensor monitoring system comprising a sensor, a measurement and control unit, a switch, a test voltage source and a comparison element connected at one of the inputs to a reference signal source, and at the output, to a malfunction indicator, in which, in operating mode, the sensor is connected through the first group changeover contacts of the switch with the input of the measuring and control unit, and in the mode of fault control through the second group of changeover contacts of the switch - with the source of test voltage, which differs the fact that a second comparison element is introduced into it, one of the inputs of which is connected to the second source of the reference signal, and the output is connected to the fault indicator, and a voltage divider, whose input is connected to the output of the test voltage source, and the output in the failure control mode through the first group changeover contacts of the switch is connected to the input of the measurement and control unit, the second input of the first comparison element connected to the sensor, and the second input of the second comparison element connected to the output of the measurement unit and control.
Figure 00000001
RU2013109209/28U 2013-03-01 2013-03-01 PIEZOELECTRIC SENSOR CONTROL SYSTEM RU128321U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013109209/28U RU128321U1 (en) 2013-03-01 2013-03-01 PIEZOELECTRIC SENSOR CONTROL SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013109209/28U RU128321U1 (en) 2013-03-01 2013-03-01 PIEZOELECTRIC SENSOR CONTROL SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU128321U1 true RU128321U1 (en) 2013-05-20

Family

ID=48804366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013109209/28U RU128321U1 (en) 2013-03-01 2013-03-01 PIEZOELECTRIC SENSOR CONTROL SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU128321U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU185575U1 (en) * 2018-05-22 2018-12-11 Акционерное общество "Вибро-прибор" Device for dismantling the operability of a vibrometer with a piezoelectric vibration transducer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU185575U1 (en) * 2018-05-22 2018-12-11 Акционерное общество "Вибро-прибор" Device for dismantling the operability of a vibrometer with a piezoelectric vibration transducer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2014130117A (en) PERIPHERAL DEVICE WITH SELF-TEST OF PIEZOELECTRIC CONVERTERS
CN104535174B (en) A kind of mechanical resonance detection device and method
JP6664322B2 (en) Universal control and evaluation unit, especially for the operation of lambda sensors
FR2970826B1 (en) OPTIMIZATION CIRCUIT FOR THE RECOVERY OF VIBRATION ENERGY BY A MECHANICAL / ELECTRICAL CONVERTER
RU128321U1 (en) PIEZOELECTRIC SENSOR CONTROL SYSTEM
GB2546223A (en) A system and method for testing operability of a lens and selected transducer elements of an acoustic probe
CN110539661A (en) Alternating current charging equipment CP control guide signal driving and collecting circuit
CN203798520U (en) Ship structure vibration measuring instrument
US9791476B2 (en) Device for differential acquistion of current and method of controlling such an acquisition device
GB2515224A (en) Self-tuning energy harvester
JP6238609B2 (en) Inverter
CN103217552A (en) Piezoelectric type accelerating sensing system with self-excitation diagnosis
CN208535074U (en) A kind of piezoelectricity active damper based on cantilever beam
JP5819166B2 (en) Conductivity meter with water level gauge
FR2973884B1 (en) DEVICE FOR DIAGNOSING AN ELECTRICAL NETWORK
CN202372253U (en) Portable digital vibration platform
RU2013151671A (en) DEVICE FOR MONITORING THE STATE OF THE DC CIRCUIT
RU185575U1 (en) Device for dismantling the operability of a vibrometer with a piezoelectric vibration transducer
EP3136584A3 (en) Sensor and control systems for electrical machines
RU152833U1 (en) Piezoelectric Transducer Performance Monitoring Device
RU99182U1 (en) REMOTE MEASUREMENT DEVICE FOR A PIEZO ELECTRIC ACCELEROMETER
CN202886052U (en) Pressure measurement system for simultaneously realizing data acquisition and display
RU2578044C1 (en) Device for diagnostics and evaluation of technical state of mechatronic drives
CN215599256U (en) Automation equipment and circuit thereof
CN203616457U (en) Power supply box detecting device

Legal Events

Date Code Title Description
PD1K Correction of name of utility model owner
PD1K Correction of name of utility model owner