Sensor de vibração para dispositivo de segurança. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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A base do sensor é um elemento piezoelétrico do emissor de som ЗП-2, ЗП-4 ou ЗП-5. A visão geral do sensor (de lado) é mostrada na Fig. 1a. O elemento piezoelétrico 2 de uma das placas é soldado à almofada de folha da placa de circuito impresso 1. O rack 2 é soldado à placa superior do elemento piezoelétrico 4 na figura, dobrado na forma da letra L de um fio de aço elástico com diâmetro de 0,5 mm. A vista do rack 4 ao longo da seta A é mostrada na fig. 1b. As pernas e sela do rack devem ser irradiadas com antecedência.

O console 3 é dobrado para fora do mesmo fio e uma carga 5 pesando 10...15 g de chumbo ou solda é firmemente fixada em uma de suas extremidades. Depois disso, o console é soldado com uma extremidade na placa e aproximadamente no meio - na sela do rack 4.

Para evitar a separação da placa superior do elemento piezoelétrico, antes de soldar o console, ele é levemente dobrado para que, depois de colocado, crie uma força elástica de pressão excessiva no elemento piezoelétrico. As dimensões das peças do sensor não são fundamentais, portanto, não são fornecidas na Fig. 1. É necessário soldar com solda de baixo ponto de fusão.

As saídas do sensor são uma almofada de folha, à qual um elemento piezoelétrico é soldado e uma base de console soldada na placa. A placa é fixada na superfície, cuja vibração deve ser controlada. Quando esta superfície vibra mecanicamente, vários pulsos fracos com duração de 3 ... 15 ms aparecem nos terminais do sensor.

Para amplificar esses pulsos e dar-lhes a forma necessária para processamento posterior, o sinal do sensor é alimentado na entrada do amplificador de modelagem (veja o diagrama na Fig. 2). O amplificador operacional DA1 opera no modo de ganho máximo e o transistor VT1 - no modo de comutação. O diodo VD1 aumenta a zona morta do transistor com sua tensão de corte.

O amplificador operacional, juntamente com um diodo e um transistor, formam um comparador de tensão, caracterizado pelo baixo consumo de energia. O limite para o comparador é definido por um resistor de ajuste R2. Se a amplitude da meia onda negativa do sinal do sensor for menor que a tensão no resistor R2, o transistor VT1 permanece fechado e a tensão de saída é zero.

A excitação mecânica do sensor leva ao aparecimento na saída do modelador de vários pulsos retangulares com duração de 3 ... 15 ms, em amplitude adequada para sua injeção direta em um analisador digital feito em microcircuitos CMOS. O dispositivo mais simples capaz de isolar um sinal útil contra o fundo de falsos positivos é um contador (001 na Fig. 2), reiniciado periodicamente na entrada R por pulsos de um relógio eletrônico ou um gerador especial. Um sinal de alarme - uma tensão de alto nível - aparecerá na saída somente quando o número de pulsos na entrada do contador no intervalo entre dois pulsos de zeramento adjacentes atingir um certo número definido pela chave SA1 (na Fig. 2 é definido como oito ).

Se você não definir uma solução para o problema de eliminação de sinais falsos, o sinal do coletor do transistor VT1 pode ser aplicado diretamente à entrada da unidade geradora de alarme.

Como mostra a experiência, o sensor praticamente não responde aos sinais acústicos que se propagam no ar. Sensível principalmente ao componente normal das vibrações, também percebe muito bem as perturbações situadas no plano do elemento piezoelétrico, aparentemente devido à ocorrência de uma reação nos pontos de fixação da cremalheira. Assim, o sensor responde a vibrações de orientação arbitrária. A corrente consumida pelo modelador em modo de espera com uma tensão de alimentação de 9 V não excede -18 μA, a 5 V - 10 μA.

Autor: Yu.Vinogradov, Moscou; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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