Пьезоэлектрическое устройство Советский патент 1976 года по МПК G01L9/08 

вторителя 2 практически не изменяется. Затем генератор 7 вырабатывает высокое напряжение .на выходном зажиме 9, поступающее на управляющий вход ключа 13, который переходит в разомкнутое состояние. После этого генератор 7 вырабатывает командный импульс на дополнительном зажиме 10, поступающий на управляющий вход испытуемого объекта, включая его на рабочий режим или режим эталонного нагружения при тарировке. При этом на пьезодатчик 1 воздействует измеряемая величина, в результате чего в датчике вырабатывается дополнительный электрический заряд и на вход электрометрического Повторителя 2 поступает сумма напряжения от источника 6 и сигнала в виде ПОСТОЯННОГО или изменяющегося напряжения.

Это суммарное напряжение практически без ослабления передается на выход электрометрического повторителя, так что выходное напряжение повторителя на клеммах 3 получает приращение относительно исходного уровня, близкое или точно равное приращению напряжения сигаала на обкладках пьезодатчика 1.

Приращение выходного напряжения повторителя 2 передается на общую точку ключей 13 и 5 через токоограничивающий резистор 11 и конденсатор 12, в результате чего лотенциал общей точки ключей 13 и 5 оказывается приблизительно равным потенциалу на входе ключа 5.

Приблизительное равенство потенциалов на обоих зажимах ключа 5, достигаемое автоматически при любом сигнале, вырабатываемом -пьезодатчиком 1, обусловливает малый ток утечки по ключу 5, а следовательно, увеличение эффективного сопротивления ключа в разомкнутом состоянии и сохранение сигнала пьезодатчика в течение длительного времени.

На фиг. 2 показана принципиальная схема одного из возможных вариантов устройства. Электрометрический повторитель 2 выполнен на МОП-транзисторе 14 по простейшей схеме истокового повторителя, источник 6 напряжения- регулируемый и содержит батарею 15 и потенциометр 16, времязадающий генератор 7 включает в себя батарею 17 и два переключаемых вручную тумблера 18, 19 для подачи питания на обмотки реле 20 и 21 соответственно. В качестве ключей 5 и 13 используются нормально замкнутые контакты реле 20 и 21.

Возможны другие варианты реализации предложенного устройства. В частности, генератор 7 выполняют на базе нескольких кипп-реле, автоматически вырабатывающих (при нажатии оператором кнопки) в нужной очередности требуемые импульсы для управления ключами 5, 13 и испытуемым объектом.

Электрометрический повторитель 2 при необходимости может быть выполнен по более

сложной схеме истокового повторителя, например, с применением в цепи истока токостабилизирующего двухполюсника на биполярном транзисторе, с использованием двух МОП-транзисторов, на электрометрической

лампе и т. д. Принципиально важным здесь являются только следующие обстоятельства: чтобы электрометрический усилитель был неинвертирующим, чтобы коэффициент передачи его ио напряжению точнее приближался к

единице и чтобы обеспечивалось высокое входное сопротивление (лорядка 10 ом) и низкое выходное сопротивление (порядка сотен ом). При использовании истокового повторителя с нулевым смещением между входным и выходным напряжениями, источник 6 напряжения может i6biTb из схемы исключен. Ключ 13 тогда соединяет выход ключа 5 с заземленной шиной источника питания. Оба ключа

5 и 13 могут быть выполнены на магнитоуправляемых контактах.

В случае применения истокового повторителя с нулевым смещением между входом и выходом конденсатор 12 также может быть

исключен из схемы, поскольку он служит в устройстве специально для автоматической компенсации напряжения смещения электрометрического повторителя. Резисторы 4 и И являются токоограничивающими и в некоторых случаях могут быть исключены из схемы. К выходным клеммам 3 устройства подключают, как обычно, показывающий прибор с отградуированной шкалой или регистратор (не показаны). Кроме того, на схеме не изображены генератор калибровочных сигналов и тарировочное устройство, а также конденсаторы, шунтирующие обмотки реле.

Формула изобретения

Пьезоэлектрическое устройство, содержащее пьезокристаллический датчик, электрометрический усилитель, цепь из резистора, ключа и источника постоянного напряжения и управляющий генератор, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено дополнительным ключом и цепочкой из последовательно соединенных резистора и конденсатора, при этом цепочка из резистора и ключа одним концом соединена

с входом электрометрического усилителя, а другим через дополнительный ключ-с источником ПОСТОЯННОГО напряжения, через цепочку из последовательно соединенных резистора и конденсатора - с выходом электрометрического усилителя, а электрометрический усилитель выполнен неинвертирующим.