Струнний автогенератор

// 9B0P39M SOILI/ІО СТРУННИЙ АВТОГЕНЕРАТОР Винахід відноситься до вимірювальної техніки а саме до струнких , перетворювачів сили, тиску, прискорення э частотним виходом і може бути використаний в галуві приладобудування. Найоликчш по суті є струнний автогенератор якій містить струнний , перетворювач , вихідний підсилювач ., перший генератор струму , причому вихід вихтдаого підсилювача з'єднаний- із збздж^ючим електродові "струнного перетворюване; [А. с. ший?£й МПК^ GO1L1/1O БИ N4, 1981 р.] Однак використання ємності в струнному автогенератор як !, інформаційного параметру, приводить до того, що внаслідок досить малого значення цієї ємності , частки пікофоради при ввімкнені її в , , коливальний контур, будуть генеруватись коливання порядку сотень мегагерц, тоді як власна частота коливання струнк - десятки кілогерц. Внаслідок цього виникає необхідність у складному багатоступеневому перетворенні частоти , що значно ускладнює схему, процес регулювання автог енер атор а і раз ом з цим зни жує ста біль ніст ь точн ість і , надійність роботи. В основу винаходу поставлено завдання створити струнний автогенератор, в якому спрощення принципової схеми дозволило б покращити його стабільність, точність та надійність. Поставлене завдання вирішується тим , що струнний автогенератор, що містит ь струнн ий пере творю вач вих ідний п ідсил ювач, п ерший , генератор струму причому вихід вихідного підсилювача л єднаний із , з збуджуючим електродом струнного перетворювача згідно винаходу, , додатково містить другий генератор струму перший та другий високоомні , резистори» диференційний підсилювач, пороговой елемент, подільник частоти на два, інвертор , логічний елемент "І", формуючий елемент , а струнний перетворювач виконаний із ниткоподібного напівпровідникового монокристалу, причому плюсовий вивід першого генератора струму з'єднаний з першим виводом струнного перетворювача першим входом , диференціиного підсилювача , та через перший високоомний резистор із спільною шиною, мінусовий вивід другого генератора струму з'єднанні з ! другим виводом струнного перетворювача , другим входом диференційного підсилювача та через другий високоомний резистор із спільною шиною, мінусовий вивід першого генератора струму та плюсовий вивід другого генератора струму з'єднані з спільною шиною вихід диференційного , під си лю ва ча з 'єд на ни й з вх одо м по ро го во го ел ем ен та ви хі д я ко го , з * єднаний з входом подільника частоти на два та ЕХОДОМ Інвертора, ВИХІД подільника частоти на два з'єднаний в першим входом логічного елемента "І", вихід якого з'єднаний s входом вихідного підсилювача, вихід інвертора є'єднаний s другим входом фор*/?уючого елемена, вихід якого є виходом струнного автогенератора . Введення у струнний автогенератор НОЕИХ елементів та використання в струнному перетворювачі струни з ниткоподібного напівпровідникового монокристалу дало можливість використати як інформаційний параметр зміну активного опору струни , що виникає під час її коливань внаслідок тензоефекту, що значно спростило схему оскільки обробка сигналу , ведеться на частоті, ще відповідає подвоєній частоті власних коливаннь струни. Використання симетричного під'єднання струнного перетворювача до диференційного підсилювача зменшує ЕШШВ збуджуючих імпульсів на вхід схеми, а використання формуючого елемента виключає вплив навантаження на автогенератор та дозволяє вформувати сигнал зручний для подальшої обробки і реєстрації. За рахунок введення всіх вище перехованих змін підвищились стабільність, точність та надійність роботи струнного автогенератора. На фігЛ зображ ена структу рна схема вимірюв ально го автогенератора, на фіг.2 - часові діаграми, що пояснюють принцип роботи схеми. Струнний автогенератор містить : перший 1 та другий 2 високоомні резистори, перший генератор струму 3, сгрупппй перетворювач 4, другий генератор струму 5, диференційний підсилювач 6, лороговий елемент 7, подільник частоти на два 3, інвертор 9, логічний елемент "І" 10, формуючії елемент 11, вихідний підсилювач 12. Плюсовий вивід першого генератора струму 3 з'єднаний а першим виводом струнного перетворювача 4, першим входом диференційного підсилювача 6, та черев перший високоомний резистор 1 із спільною ШИНО Ю І мінусовий вивід другого генератора струму 5 з'єднаний з другим ЕИВОДОМ струнного перетворювача 4, другим входом диференційного підсилювача 6 та через другий високоомний ревиотор 2 ів спільною шиною, мінусовий вивід першого генератора струму 3 та плюсовий вивід другого генератора струму 5 в'єднан і з спільною шино , вихід диф еренц ійног о підсилю вача 6 ю з'єднаний з входом порогового елемента 7, вихід якого з'єднаний з входом подільника частоти на два 3 та входом інвертора 9, вихід подільника частоти на два 8 з'єднаний а першим входом логічного елемента "І" 10, вихід якого з'єднаний з входом вихідного підсилювача -з 12, вихід якого з'єднаний is збуджуючим електродом струнного пере тво рюв ача 4, в ихі д інв ерт ора 9 з' єдн ани й з д руг им вх одо м формуючого елемена 11, вихід якого s виходом струнного автогенератора . Два високоомних резистори перший 1 та другий 2 та два генератори струму перший 3 та другий 5 забезпечують симетричне під* єднання струнного перетворювача 4 до диференційного підсилювача 6. Рівень підсилення диференційного підсилювача 6 вибраний таким щоб в момент зімкнення живлення деякі шумові стрибки напруги проходили через пороговий елемент 7 і подільник частоти на два 8 на перший вхід лог ічн ог о еле ме нта "I м 10 і з йог о ви ход у на в хі д вих ід ног о підсилювача 12, який формує високовольтні імпульси , ідо подаються на збуджуючий електрод струнного перетворювача 4. Під дією цих імпульсів струна струнного перетворювача 4 почне коливатись на частоті власних механічних коливань (див. фіг.2 А). Внаслідок тензоефекту зміниться її опір і відповідно напруга на вході диференційного підсилювача6 (фіг.2 U1). Ця напруга буде мати частоту в два рази більшу від частоти механічних коливань струни , оскільки напруга на вході диференційного підсилювача 6 буде максимальною тоді, коли струна знаходиться в одному з крайніх положень і мінімальною - коли вона проходить положення рівноваги. Рівень спрацювання порогового елемента 7 вибрано посередині амплітудних значень вихідної напруги диферекційного підсилювача 5, З порогового елемента 7 імпульси (фіг.2 U2) поступають на подільник частоти на два 8 та на другий вхід логічного елемента "І" 10. Імпульси з подільника частоти на два 8 (фіг.2 113) та імпульси з порогового елемента 7 перемножуються за допомогою логічного елемента "І" 10 і подаються на вхід вихідного підсилювача12 (фіг.2 U4). Таким чином на виході вихідного підсилювача 12 імпульси з'являються тільки тоді коли , струна струнного перетворювача 4 підходить до положення рівноваги і її рух вбігається з напрямком сили притягування між струною і збуджуючим електродом струнного перетворювача 4. Під дією цієї сили струна , струнного перетворювача 4 одержує прискорення, її кінетична енергія зростає і цим самим забезпечується режим стійких незгасних коливань високої добротності та стабільності, за рахунок чого підвивається стабільність, точність та надійність струнного автогенератора вцілому . Струнний автогенератор Фіг Л А Ul Unop г nоJ 1 \ и И? из ) \ ( \* ; 1 t U4 t V5 t Фіг.2 Автори: Байцар P. I. ДудикевичВ.Б. Рак В. С Гінгін М. П.