Capteur de vibration pour dispositif de sécurité. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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La base du capteur est un élément piézoélectrique de l'émetteur de son ЗП-2, ЗП-4 ou ЗП-5. La vue générale du capteur (de côté) est illustrée à la Fig. 1a. L'élément piézoélectrique 2 de l'une des plaques est soudé au tampon en feuille de la carte de circuit imprimé 1. Le rack 2 est soudé à la plaque supérieure de l'élément piézoélectrique 4 sur la figure, plié sous la forme de la lettre L à partir d'un fil d'acier élastique d'un diamètre de 0,5 mm. La vue de la crémaillère 4 le long de la flèche A est illustrée à la fig. 1b. Les pieds et la selle du rack doivent être préalablement irradiés.

La console 3 est pliée à partir du même fil et un poids 5 pesant 10...15 g de plomb ou de soudure est solidement fixé à l'une de ses extrémités. Après cela, la console est soudée avec une extrémité à la carte et approximativement au milieu - à la selle du rack 4.

Afin d'éviter la séparation de la plaque supérieure de l'élément piézoélectrique, avant de souder la console, celle-ci est légèrement pliée de sorte qu'après mise en place, elle crée une force élastique de pression trop importante sur l'élément piézoélectrique. Les dimensions des pièces du capteur ne sont pas fondamentales, elles ne sont donc pas indiquées sur la Fig. 1. Il est nécessaire de souder avec de la soudure à bas point de fusion.

Les sorties du capteur sont un tampon en aluminium, auquel un élément piézoélectrique est soudé, et une base de console soudée dans la carte. La planche est fixée sur la surface dont la vibration doit être contrôlée. Lorsque cette surface vibre mécaniquement, plusieurs impulsions faibles d'une durée de 3 ... 15 ms apparaissent aux bornes du capteur.

Afin d'amplifier ces impulsions et de leur donner la forme nécessaire pour un traitement ultérieur, le signal du capteur est envoyé à l'entrée de l'amplificateur de mise en forme (voir schéma de la Fig. 2). L'amplificateur opérationnel DA1 fonctionne en mode gain maximal et le transistor VT1 - en mode commutation. La diode VD1 augmente la zone morte du transistor avec sa tension de coupure.

L'ampli-op, avec une diode et un transistor, forme un comparateur de tension, caractérisé par une faible consommation d'énergie. Le seuil du comparateur est fixé par une résistance d'ajustement R2. Si l'amplitude de l'alternance négative du signal du capteur est inférieure à la tension aux bornes de la résistance R2, le transistor VT1 reste fermé, et la tension de sortie est nulle.

L'excitation mécanique du capteur conduit à l'apparition en sortie du conformateur de plusieurs impulsions rectangulaires d'une durée de 3 ... 15 ms, d'amplitude adaptée à leur introduction directe dans un analyseur numérique réalisé sur microcircuits CMOS. Le dispositif le plus simple de ce type capable d'isoler un signal utile sur fond de faux positifs est un compteur (001 sur la figure 2), réinitialisé périodiquement à l'entrée R par des impulsions d'une horloge électronique ou d'un générateur spécial. Un signal d'alarme - une tension de haut niveau - n'apparaîtra à la sortie que lorsque le nombre d'impulsions à l'entrée du compteur dans l'intervalle entre deux impulsions de mise à zéro adjacentes atteindra un certain nombre défini par le commutateur SA1 (sur la Fig. 2, il est défini sur huit ).

Si vous ne définissez pas de solution au problème d'élimination des faux signaux, le signal du collecteur du transistor VT1 peut être appliqué directement à l'entrée du générateur d'alarme.

Comme le montre l'expérience, le capteur ne répond pratiquement pas aux signaux acoustiques se propageant dans l'air. Sensible principalement à la composante normale des vibrations, il perçoit également assez bien les perturbations situées dans le plan de l'élément piézoélectrique, apparemment dues à l'apparition d'une réaction aux points d'attache de la crémaillère. Ainsi, le capteur répond à des vibrations d'orientation arbitraire. Le courant consommé par l'amplificateur de conditionnement en mode veille à une tension d'alimentation de 9 V ne dépasse pas -18 μA, à 5 V - 10 μA.

Auteur : Yu.Vinogradov, Moscou ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru

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