SU648284A1

SU648284A1 - Arrangement for automatic tuning of maximum oscillation amplitude of piezoceramic transducer of a vibration motor

Info

Publication number: SU648284A1
Application number: SU762401439A
Authority: SU
Inventors: Антанас Витаутас Антано Буда
Original assignee: Каунасский Политехнический Институт Им.А.Снечкуса
Priority date: 1976-09-10
Filing date: 1976-09-10
Publication date: 1979-02-25

Description

контура генератора переменного напр и жени , а выход компаратора подсоединен ко второму входу схемы I4-HE.the generator circuit of alternating voltage and voltage, and the output of the comparator is connected to the second input of the I4-HE circuit.

На фиг. 1 представлена электрнческа схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы; на г. 3 - внд резонансной крнвой пьеэокерамического преобразовател .FIG. 1 shows the electrical circuit of the device; in fig. 2 - time diagrams of his work; on r. 3 - vnd resonant krnvoy piezoelectric transducer.

Генератор переменного напр жени 1 через усилитель мощности 2 подключен к пьеэокерамическому преобразователю 3, через концентратор 4 упруго сопр женному с ротором 5 вибродвигател . Датчик механических колебаний 6 через усилитель 7 подключен к четырехдиодному ключу 8, пиковому формирователю 9 В компаратору 10, который через схему И-НЕ 11 подключен к стррби|рук щему входу ключа. Выход ключа подсоединен к конденсатору 12, второму входу компаратора и базе транзистора 13, в коллекторной цепи которого включена обмотка 14 управлени , сопр женна с обмоткой индуктивности 15 генератора. К :эмиттеру транзистора 13 подключен эмиттерный резистор 16.The alternating voltage generator 1 through the power amplifier 2 is connected to the piezoelectric transducer 3, through the hub 4 elastically coupled to the rotor 5 of the vibromotor. A mechanical vibration sensor 6 is connected via amplifier 7 to a four-diode key 8, peak driver 9 V to comparator 10, which is connected to the key's hand input through an AND-HE circuit 11. The output of the switch is connected to the capacitor 12, the second input of the comparator and the base of the transistor 13, in the collector circuit of which the control winding 14 is connected, which is conjugated to the inductance winding 15 of the generator. To: the emitter of the transistor 13 is connected to the emitter resistor 16.

Устройство работает следующим об разом . ; -- Сигнал с генератора 1 переменного напр жени через усилитель 2 мощности подаетс на пьезокерамический преобразователь 3. Пьезокерамический преобразователь из-за обратного пьезоэффекта совершает гфодольные колебани , амплутуда которых усиливаетс при помощи концентратора 4, уНруго сопр женного с ротором 5 вибродВ1Йгател . Ротор 5 на- чинает вращатьс с определенной угловой скоростью .пропорциональной амплитуде колебаний .концентратора 4, а тем самым и пьезокерамического преобразовател 3. Сигнал механических колебаний концентратора 4 с датчика 6 через усилитель 7 подаетс на входы четырехдиодного ключа 8 пикового формировател 9 . и компаратора 10. Пиковый формирователь 9 формирует короткий импульс на каждь1Й период входногЧ ) сигнала при достижении его пикового значени (см. фиг. 2 а). Сигнал формировател 9 через схему И-НЕ 11 открывает четырехдиодный ключ 8, и конденсатор 12 зар жаетс ДО мгновенного значеии амплитуды сигнала на выходе усилител 7. Напр жение ков денсатора 12, подключенного к базе транзистора 13, соответствует определенному его коллекторному току, проход щему через обмотку 14 управлени и эмиттерный резистор 16. Ток через обмотку 14 управлени пропорционален магнитной проницаемости ферромагнитного сердечника, на котором вместе намотаны обмотки 14 и 15. При изменнии магнитной проницаемости сердечника мен етс индуктивность L обмотки 15, котора выражаетс следующей формулой;The device works as follows. ; - The signal from the alternating voltage generator 1 is fed through the power amplifier 2 to the piezoceramic converter 3. Due to the reverse piezoelectric effect, the piezoceramic converter performs oscillatory oscillations, amplitude of which is amplified by means of a concentrator 4, which is mutually coupled to the rotor 5 vibrator1. The rotor 5 begins to rotate with a certain angular velocity. The proportional amplitude of oscillations of the concentrator 4, and thereby the piezoceramic transducer 3. The signal of mechanical vibrations of the concentrator 4 from the sensor 6 through the amplifier 7 is fed to the inputs of the four-diode key 8 of the peak driver 9. and comparator 10. Peak driver 9 generates a short pulse for each input (HR) signal period when it reaches its peak value (see Fig. 2 a). The signal of the imaging device 9 opens the four-diode switch 8 through the AND-HE circuit 11, and the capacitor 12 is charged BEFORE the instantaneous amplitude of the signal at the output of the amplifier 7. The voltage of the capacitor 12 connected to the base of the transistor 13 corresponds to its specific collector current passing through control winding 14 and emitter resistor 16. The current through control winding 14 is proportional to the magnetic permeability of the ferromagnetic core, on which the windings 14 and 15 are wound together. When the magnetic permeability of the core changes, The inductance L of winding 15, which is expressed by the following formula;

-Г-G

где W - количество винтов;where W is the number of screws;

// - магнитна проницаемость сердечь-г ка;// - magnetic permeability of the heart;

S - площадь сердечника;S is the core area;

gp- средн длина магнитной силовой линии..gp is the average length of the magnetic field line ..

Изменение индуктивности L обмотки 15. включенной в резонансный контур генератора 1 переменного напр жени , способствует синхронному изменению его частоты генерируемых колебаний. Каждый раз, когда амплитуда сигнала колебаний концентратора 4 с выхода усилител 7 (см. фиг. 2 а) превышает амплитуду напр жени конденсатора 12, компаратор 10 формирует положительный импульс (см. фиг. 2 :.б), открывающий схему И-НЕ и тем самым разрешающий проход сигнала формировател 9, открывающего 1ШЮЧ 8. Наибольша амплитуда колебаний концентратора 4 при резонанс1е соответствует частоте генератора 1 на определенную величину рассогласовани АОи относительно резона нсной частоте систем : пьезокераМи-. ческий преобразователь 3 - концентратор 4 - усилитель 7 (см. фиг. 3, точка А). При этом амплитуда напр жени конде catbpa 12 превышает, амплитуду сиг- , нала на выходе усилител 7,. и отрицательный уровень. сигнала на выходе компаратора 10 поддерживает закрытой схему И-НЕ 11, котора не пропускает импульсов формировател 9. КоНаенсатор 12 рйзр жаетс : через транзистор 13 с посто нной времени К- RC, значительно большей периода сигнала генератора 1. С разр дом конденсатора 12 мен етс ток через обмотку 14 управлени , а тем самым и индуктивность обмотки 15, таК| что частота генератора 1 приближаетс к резонансной частоте Ш преобразовател 3 с концентратором 4. Когда амплитуда сигнала усилител 7 превышает амплитуду наThe change in the inductance L of the winding 15. included in the resonant circuit of the alternating voltage generator 1 contributes to a synchronous change in its frequency of the generated oscillations. Every time when the amplitude of the vibration signal of the hub 4 from the output of the amplifier 7 (see Fig. 2 a) exceeds the amplitude of the voltage of the capacitor 12, the comparator 10 generates a positive pulse (see Fig. 2: b), the opening AND-N circuit and thus allowing the passage of the signal from the imager 9, which opens 1SHOOCH 8. The greatest amplitude of oscillations of the concentrator 4 at resonance corresponds to the frequency of the generator 1 by a certain amount of AO mismatch relative to the resonance frequency of the systems: piezokeraMi-. The cus converter 3 — hub 4 — amplifier 7 (see Fig. 3, point A). At the same time, the amplitude of the catbpa 12 conde voltage exceeds the amplitude of the signal at the output of the amplifier 7 ,. and negative level. the signal at the output of the comparator 10 supports a closed AND-NOT 11 circuit that does not pass the pulses of the imaging unit 9. The co-sensor 12 draws: through the transistor 13 with a constant time K-RC, much longer than the period of the generator signal 1. With the discharge of the capacitor 12 it changes the current through the control winding 14, and thus the inductance of the winding 15, such as | that the frequency of oscillator 1 approaches the resonant frequency W of converter 3 with hub 4. When the amplitude of the signal of amplifier 7 exceeds the amplitude by