Датчик вібрації для охоронного пристрою.

Основою датчика служить пьезоелемент від звукоізлучателя ЗП-2, ЗП-4 або ЗП-5. Загальний вигляд датчика (збоку) показаний на рис.1, а.

Пьезоелемент 2 однією з обкладок припаяний до фолимрованной майданчику друкованої плати 1. До верхньої по малюнку обкладки пьезоэлемента 2 припаюють стійку 4, зігнуту у вигляді букви Л з пружною сталевого дроту діаметром 0,5 мм. Вид на стійку 4 по стрілці А показано на рис. 1,6. Лапи і сідловину стійки потрібно заздалегідь облудіть.

Консоль 3 вигинають з такої ж дроту і надійно закріплюють на одному з її кінців вантаж 5 масою 10 … 15 г зі свинцю або припою. Після цього консоль припаюють одним кінцем до плати, а приблизно серединою – До сідловини стійки 4.

Щоб уникнути відриву верхньої обкладки від пьезоэлемента перед припаюванням консолі її злегка згинають так, щоб після встановлення на місце вона створювала на п'єзоелемент надлишкове притискає пружне зусилля. Розміри деталей датчика непринципові, тому на мал.1 не дано. Паяти необхідно легкоплавким припоєм.

Висновками датчика служать фольговій майданчик, до якої припаяний пьезоелемент, і впаяні в плату підставу консолі. Плату зміцнюють на поверхні, вібрацію якої належить контролювати. При механічному коливанні цієї поверхні на висновках датчика виникає кілька слабких імпульсів тривалістю З. .. 15 мс.

Для того щоб підсилити ці імпульси і додати їм форму, необхідну для подальшої обробки, сигнал з датчика подають на вхід підсилювача-формувача (див. схему на рис.2).

Операційний підсилювач DA1 працює в режимі максимального посилення, а транзистор VT1 – в режимі перемикання. Діод VD1 збільшує своїм напругою відсічення зону нечутливості транзистора.

ОУ разом з діодом і транзистором утворюють компаратор напруги, що відрізняється малим енергоспоживанням. Поріг спрацьовування компаратора встановлюють підлаштування резистором R2. Якщо амплітуда негативної напівхвилі сигналу датчика менш напруги на резисторі R2, транзистор VT1 залишається закритим, а вихідна напряженіеравним нулю.

Механічне збудження датчика призводить до появи на виході формувача кількох прямокутних імпульсів тривалістю 3 … 15 мс, по амплітуді придатних для прямого введення їх в цифровий аналізатор, виконаний на мікросхемах КМОП. Найпростіше подібний пристрій, здатне виділити корисний сигнал на тлі помилкових спрацьовувань, представляє собою лічильник (001 на рис.2), періодично обнуляє по входу R імпульсами електронних годин або спеціального генератора. Сигнал тривоги – напруга високого рівня – з'явиться на виході лише тоді, коли число імпульсів на вході лічильника в інтервалі між двома сусідніми обнуляє імпульсами досягне деякого числа, встановлюваного перемикачем SA1 (на рис.2 воно встановлено рівним восьми).

Якщо не задаватися вирішенням завдання винятку помилкових сигналів, то сигнал з колектора транзистора VT1 можна подавати безпосередньо на вхід вузла формування сигналу тривоги.

Як показує досвід, датчик практично не реагує на акустичні сигнали, що поширюються в повітряному середовищі. Чуттєвий перш за все до нормальної складової вібрацій, він досить добре сприймає і обурення, які лежать у площині пьезоеле-мента,-очевидно внаслідок виникнення реакції в точках кріплення стійки. Таким чином, датчик реагує на вібрації довільної орієнтації. Струм, споживаний підсилювачем-формувачі в режимі очікування при напрузі живлення 9 В, не перевищує -18 мкА, при 5 В – 10 мкА.

Ю. ВИНОГРАДІВ, м.Москва

(РАДІО 12/94)