SU943789A1 - Устройство дл контрол двигательной активности объекта - Google Patents

Description

(Sl) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ ОБЪЕКТА

1

Изобретение относитс  к средствам контрол  и управлени  и может быть использовано в биологии, медицине, в качестве технических средств ох ранной сигнализации и т.д.

Известно устройство дл  контрол  двигательной активности объекта, содержащее генератор, индикатор, излучающий электрод и (фазометр, измерительный вход которого подключен к приемному электроду, а опорный соединен с выходом генератора, выход фазометра через фильтр подключен к индикатору, а также управл ющий фазовращатель , сигнальный вход которого подключен к генератору, а выход - к излучающему электроду, управл ющий вход фазовращател  соединен с выходом фильтра l.

Недостатком устройства  вл етс  зависимость его работы от условий окружающей среды,

Наиболее близким к предложенному по техническому решению  вл етс 

устройство дл  контрол  двигательной активности объекта, содержащее генератор, индикатор, приемный и излучающий электроды, фазометр, выход которого через информационный фильтр подключен к индикатору, управл емый фазовращатель, сигнальный вход которого подключен к генератору , а выход - к излучающему электроду , причем управл ющий вход фазовращател  соединен с выходом информационного фильтра, компенсирующий элемент включен между излучающим электродом и сигнальным входом электрически управл емого аттенюатора, управл ющий вход которого соединен с выходом режимного фильтра, а выход - с компенсационным входом усилител  тока, который в свою очередь включен между приемным электродом и сигнальным входом фазометра, а опорный вход фазометра соединен с выходом генератора через фазовращатель С 2.

Недостатком этого устройства  вл етс  чувствительность к изменению внешних дестабилизирующих воздействий .

Цель изобретени  - повышение чувствительности устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  контрол  двигательной активности объекта, содержащее генератор, соединенный с первым входом управл емого фазовращател , излучающим электродором, опорным входом фазометра и входом компенсационного элемента, выход которого через управл ющий аттенюатор соединен с первым входом усилител  тока, второй вход которого подключен к приемному электроду, фазометр через информационный фильтр соединен с индикатором, а через режимный фильтр- с вторым входом аттенюатора введены фильтр, ограничитель, узел вычитани , выход которого соединен с сигнальным входом фазометра выход уси-лител  тока через последовательно включенные третий фильтр и ограничитель соединен с первым входом узла вычитани , а второй вход -с выходом управл емого фазовращател , выход режимного фильтра соединен с вторым входом управл емого фазовращател .

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства; на фйг.2векторные диаграммы, по сн ющие работу узла вычитани  дл  двух случаев: а) напр жение генератора и сигнала близки по амплитуде; б) напр жение генератора в два раза больше напр жени  сигнала; на фиг.З рачетные графики зависимости угла f отЧ .

Устройство содержит излучающий электрод 1, генератор 2, узел вычитани  3, фазометр Ц; компенсирующий элемент 5, объект 6, аттенюатор 7 управл емый фазовращатель 8, первый фильтр 9, второй фильтр 10, приемный электрод 11, усилитель 12 тока, третий фильтр 13 ограничитель It и индикатор 15.

Устройство работает следующим образом .

Переменное напр жение с выхода генератора 2 поступает на излучающий электрод 1 и на опорный вход фазометра k. Переменное электрическое поле индуцирует сигнал на приемном электроде 11, который через усилитель тока 12, фильтр 13 и ограничитель 14 поступает на первый вход узла вычитани  3, на второй вход которого через управл емый фазовращатель О поступает опорное напр жение и с генератора 2. Изменение фазы напр жени  сигнала IJ, обусловленное двигательной активностью объекта 6, с помощью узла вычитани  3 выдел етс  относительно опорного напр жени  U и поступают на сигнальный вход фазометра t. Одноврменно с помощью схемы вычитани  3 удаетс  осуществить умножение информационного изменени  фазы.

Рассмотрим приведенные векторные диаграммы фазовой взаимосв зи опорного напр жени  U и напр жени  сигнала UcУгол Ч начальна  фаза сигнального напр жени  11, а Ч - начальна  фаза разностного напр жени  Ui относительно опорного напр жени  Up.

Из векторных диаграмм видно, что наибольша  чувствительность достигаетс , когда амплитуда 11 близка к амплитуде U... Предельный случай, когда и Ui.,  вл етс  нереальным, так как при этом р- О и амплитуда разностного напр жени  . Измерени  станов тс  невозможными.

Анализ зависимости фазы Ч от f

Мгновенные значени  напр жений

и sfnu;t.

и;. Ue sin{a; ), Uj- Uj-sinCuSt 4-) Из функций схемы вычитани  и sin(u)t4:4)Ur. sinuJt-Uc-sln(cbt+ + vf )

После элементарных тригонометрически

преобразований

и ---/(Ur-UcCosM f- UceiMN

-Т-т:ж--

о можно.прин ть tgxpc;if ,-/co5 fi: 1, sinfcrO. Тогда из (1)

Uj.U -Ue--UcCaH)j

M vf-Kf Л

где а УГ /Uc , К 1/1-а -коэффициенты усилени  фазы. Таким образом, при К 1. Следовательно , вблизи нул  фаза V измен етс  в К раз быстрее фазы f .

На фиг. 3 приведены графики зависимости угла S отЦ , рассчитанные

из уравнени  ( 1)дл  разных значений параметра а. На графике указана предпочтительна  область работы узла вычитани  3. С целью удержани  режима работы устройства в этой области используетс  второй фильтр 10 и управл емый фазовращатель 8 таким образом что изменение фазы сигнала, обусловленное изменением параметров контролируемого пространства, например температуры, влажности, давлени  и т.п., будет автоматически уменьшено до величины, не превышающей рабочей области (фиг. 3)1 Этот эффект достигаетс  за счет отрицательной обратной св зи с выхода фазометра через второй фильтр 10 и управ емый фазовращатель 8 на второй вход узла вычитани  3, т.е. путем соответствующей подстройки фазы опорного напр жени  Uj. . Характерна  полоса частот дл  данного сигнала лежит в пределах 0-0,01 Гц и служит дл  поддержани  наибольшего коэффициента усилени  фазы сигнального напр жени , а значит, и предельно высокой чувствительности устройства в целом в широком диапазоне изменений условий работы Полоса частот дл  информационного сигнала лежит значительно выше режимного и поэтому первый фильтр 9 и индикатор 15 практически не испытывают вли ни  узлов, обеспечивающих подстройку режима работы устройства.

Третий фильтр 13 настроен на частоту генератора 2 и предназначен дл  отсеивани  помех, проникающих из окржающего пространства через приемный электрод 11 и усилитель 12 тока. Ограничитель I позвол ет поддерживать оптимальное соотношение амплитуды опорного и и сигнального U, напр жений близкими по значению, например Uf/Uj.1,01. Как видно из фиг.З такое соотношение обеспечивает достаточно высокое усиление фазы си1- нального напр жени .

Функционирование схемы компенсации начальных распределенных емкосг ти и сопротивлени  между электродами осуществл етс  аналогично прототипу с помощью компенсирующего элемента 5 и аттенюатора 7, электрически управл емого , только в предложенном

устройстве данна  схема производит предварительную балансировку входного моста и, соответственно, грубую отработку величины измен ющейс  (режимной межэЛектродной емкости. Дополнительна  и более точна  компенсаци  этой емкости производитс  с помощью второго фильтра 10 и управл ет мого фазовращател  8. И только оказавшись в рабочей области преобразовани  узла вычитани  3 (фиг.З), устройство способно регистрировать информативное изменение емкости в контролируемом пространстве между электродами с предельно максимальной чувствительностью посредством использовани  эффекта умножени  фазы сигнала.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 62522t, кл. G 08 В 21/00, 1977.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке ff 2711192/l8-24 (007675), кл. G 08 В 21/00, 10.01.79 (прототип)

8

Не

/

Ю

/3

/«

/

./

Фиг.2

flaSovo/i область cxe/vit/ ffb/wmatrtat, coomffffnc/rtSytot off ffat o/r&vefra усилению cuewt ft