ВИБРАЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1971 года по МПК B06B1/08 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено в измерительных усилителях, преобразователях, регистраторах электрических сигналов, а также в автоматических потенциометрах, в автокомпенсационных схемах для модуляции входных сигналов или сигналов разбаланса.

Известен вибрационный преобразователь, содержащий привод перемещения контактов и подвижный и подпружиненный контакты.

Недостатком такого преобразователя является малый диапазон частот, не превышающих 100 гц.

Для расширения рабочего диапазона часто в предлагаемом преобразователе привод перемещения контактов выполнен магнитострикционным и снабжен полуволновым концентратором ультразвуковой энергии с фланцем в узловой плоскости и цилиндрическим магнитным экраном, жестко соединенным своим нижним основанием с фланцем, а верхним - с изолятором, в котором закреплен токоподводящий электрод, соединенный через пружину с подпружиненным контактом, взаимодействующим с подвижным контактом на узком конце концентратора.

На фиг. 1 изображен описываемый вибропреобразователь; на фиг. 2 - графики перемещения подвижного и подпружиненного контактов в режиме их периодического замыкания и размыкания; на фиг. 3 - два вариа)ггЕ включения контактов вибропреобразователя в схему модулятора.

Вибропреобразователь состоит из сердечника У и обмотки 2 возбуждения магнитострикцпонного преобразователя, концентратора i ультразвуковой энергии с подвижным контактом 4 на узком торце и фланцем 5 в узле смещения, магнитного экрана 6, изолятора 7, токоподводящего электрода 8, пружины 9, на которой закреплен подпрул иненный контакт 10.

Сердечник / выполнен из магнитострикционного материала, например кобальтового

феррита. Контакты 4 и 10 нзготовлены из твердого и прочного материала (вольфрам, металлокерамика).

Масса контакта 10 и пружины 9 должна быть минимальной для изменения контактного давления при замыкании контактов в динамическом режиме.

Акустический контакт между концентратором 3 и сердечником / достигается любым известным способом, например склеиванием

эпоксидным клеем, который одновременно гальванически изолирует концентратор от сердечника. Магнитный экран жестко и герметично соединен с фланцем 5 в узле смещения концентратора. Выполненный из магнитоиый экран экранирует контактную систему от магнитного ноля магнитострикционного нреобразователя. Магнитный экран выполнен герметичным и нанолнеи инертным газом, что снособствует нродолжительности срока службы контактов и всего вибропреобразователя. Вибропреобразователь работает следующим образом. В исходном состоянии контакты 4 и 10 могут быть как замкнутыми, так и разомкнутыми, причем в последнем случае зазор между контактами должен быть меньше амплитуды перемещения подвижного контакта. На фиг. 2 показано движение подвижпого контакта - кривая Ai(t, подпружиненного- кривая Az(t) п совместное движение контакюв - кривая Az(i}. В установившемся режиме )фи возбуждении магнитострикпионного преобразователя неременным током с частотой, совпадающей (нри одновременном нодмагничивании постоянным током) с частотой собственных колебаний сердечника и концентратора, узкий торец концентратора с контактом 4 совершает колебательное движение, периодически замыкая контакты на время /д. Движеиие нодпружиненного контакта происходит под действием импульса силы со стороны подвижного контакта, реакции пружины и силы сцеплепия между контактами. Отношение времени замыкания к времени размыкания контактов может быть равно еднпице или отличаться от нее. На фиг. 2 ноказан случай, когда t /р. Размыкание контактов происходит под действием силы инерпии, воздействующей на нодгружиненный контакт прн ускорении подвижного контакта после прохождения им максимума амплитуды. Динамнка процесса определяется несколькими факторами: жесткостью пружины, исходным (статическим) контактным давлением, материалом, из которого изготовлеиы контакты. Наибольшее механическое напряжение материал контактов иснытывает при их замыкании. Динамическое контактное давление тем меньше, чем меньше масса подпружиненного контакта, и по расчетам не превышает допустимой величины для некоторых материалов (например для вольфрамового контакта массой - г и контактирующей площадью 0,5 MjVfl, па частоте преобразования 50-f-lOO кгц. Контакты П вибропреобразователя (фиг. 3) включены в схему конденсаторного модулятора последовательно (фиг. 3,а) или параллельно (фиг. 3,6). В перво.м случае оба контакта изолированы от корпуса вибропреобразователя и сердечника /, во втором случае изолирован только иодпружине1П)ый коптакт. Конденсатор 12 является разделительным. Резистор 13 служит для восстановления постоянной составляющей конденсатора, резистор 14-для ограничения входного тока. Возможно также включение вибропреобразователя в схему модулятора с согласующим трансформатором. Предмет изобретен и я Вибрационный преобразователь, содержапгий привод перемещения контактов и подвижный и подпружинепный контакты, отличаюшийся тем, что, с целью расширения частотного дианазона, привод перемещения контактов выполнеп магнитострикционным и снабжен полуволновым концентратором ультразвуковой эпергни с фланцем в узловой нлоскости и цилиндрическим магнитным экраном, жестко соедииепным своим нижним основанием с фланцем, а верхним - с изолятором, в котором закреплен токоподводящий электрод, соедипенный через пружину с подпружинепным контакто.м, взаимодействующим с пол,впжным контактом на узком конце концентратора.