Вибрационное коммутирующее устройство Советский патент 1980 года по МПК H01H29/00 H01H57/00 

(54) ВИБРАЦИОННОЕ КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники, в частности к устройствам коммутации электрических цепей, и может найти применение также в радиоизмерительных устройствах и в области промышленной электроники. Известны устройства для коммутации электрических цепей, содержащие стеклянный баллон с контактными электродами и токопроводящей жидкостью, источник управления и преобразователь управляющего сигнала, в котором к баллону прикреплен пьезоэлектрический полусферический преобразователь управляющего сигнала, так что фокальное пятно излучаемых им ультразвуковых волн находится в токопроводящей жидкости, в зоне рабочих концов контактных электродов 1. Известно также вибрационное коммутирующее устройство, содержащее основание, капиллярообразный резервуар с каплей ртути и контактными выводами, пьезоэлектрический преобразователь, установленный на основании и закрепленный на одном из торцов капиллярообразного резервуара, и источник высокочастотного напряжения 2. Недостатком известных устройств и прототипа является малый путь возможных перемещений токопроводящей жидкости, что ограничивает количество переключаемых контактов, а следовательно,и функциональные возможности устройства. Целью изобретения является расщирение функциональных возможностей путем увеличения пути перемещения капли ртути в капиллярообразном резервуаре вибрационного коммутирующего устройства. Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве,содержащем основание, капиллярообразный резервуар с каплей ртути и контактными выводами, пьезоэлектрический преобразователь, установленный на основании и закрепленный на одном из торцов капиллярообразного резервуара, и источник высокочастотного напряжения, введены преобразователь частоты и фазосдвигающий блок, пьезоэлектрический преобразователь выполнен из двух механически последовательно соединенных пьезоэлементов, собственная частота пьезоэлемента, прикрепленного к основанию, меньще в два раза соответственной частоты пьезоэлемента, установленного на торце капиллярообразного резервуара, причем пьезоэлемент, прикрепленный к основанию, подключен к источнику восокочастотного напряжения через преобразователь частоты, а пьезоэлемент, установленный на торце капиллярообразного резервуара, подключен к источнику высокочастотного напряжения через фазосдвигающий блок. В другом варианте вибрационного коммутирующего устройства в него может быть введен дополнительный пьезоэлектрический преобразователь, который выполнен из двух механически последовательно соединенных пьезо лементов, пьезоэлемент, прикрепленный к основанию, имеет собственную частоту меньше, чем пьезоэлемент, установленный на другом торце капиллярообразного резервуара, причем указанные пьезоэлементы в преобразователях, установленные на торцах капиллярообразного резервуара и прикрепленные к основанию, соединены попарно в последовательную электрическую цепь, образуя две параллельные цепи, а пьезоэлементы в последовательных электрических цепях .включены в противофазе. На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 - схема устройства с дополнительным пьезоэлектрическим преобразователем. Устройство содержит капиллярообразный резервуар 1 с каплей 2 ртути и контактными выводами 3. Указанный резервуар прикреплен к пьезоэлектричеекому преобразователю, включающему в себя пьезоэлементы 4 и 5, механически соединенные между собой посредством диска 6. Пьезоэлектрический преобразователь прикреплен к основанию 7 посредством пьезоэлемента 4, собственная частота которого в два раза меньще частоты пьезоэле.мента 5. Пьезоэлемент 4 подключен к источнику 8 высокочастотного напряжения через преобразователь частоты 9, а пьезоэлемент 5 подключен к источнику высокочастотного напряжения через фазосдвигающий блок 10. Работает устройство следующим, образом. При подключении пьезоэлектрического преобразователя к источнику 8 высокочастотного напряжения, работающего на частоте пьезоэлемента 5, пьезоэлементы 4 и 5 совершают колебания. Преобразователь частоты 9 уменьшает частоту электрического сигнала в два раза, частота электрического сигнала, подаваемого на пьезоэлемент 4, еоответствует его собственной частоте. Пьезоэлементы 4 и 5 совершают резонансные гармонические колебания, которые су.ммируются, сообщая при этом капиллярообразному резервуару 1 бигармонические колебания. Вследствие нелинейности сил трения капля 2 ртути перемещается в капиллярообразном резервуаре 1, замыкая и размыкая контактные выводы 3. Фазосдвигающий блок 10 сдвигает по фазе колебания пьезоэлементов 4 и 5 друг относительно друга, осуществляет реверсирование движения капли 2 ртути. Дополнительный пьезоэлектрический преобразователь, включающий в себя пьезоэлементы 4 и 5 (см. фиг. 2), позволя.ет увеличить интенсивность колебаний капиллярообразного резервуара 1 и, следовательно, увеличивает возможный путь перемещения капли ртути. Формула изобретения 1. Вибрационное коммутирующее устройство, содержащее основание, капиллярообразный резервуар с каплей ртути и контактными выводами, пьезоэлектрический преобразователь, установленный на основании и закрепленный на одном из торцов капиллярообразного резервуара, и источник высокочастотного напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в устройство введен преобразователь частоты и фазосдвигающий блок, пьезоэлектрический преобразователь выполнен из двух механически последовательно соединенных пьезоэлементов, один из которых прикреплен к основанию, а другой установлен на одном из торцов капиллярообразного резервуара, собственная частота пьезоэлемента, прикрепленного к основанию, меньще в два раза собственной частоты пьезоэлемента, установленного на торце капиллярообразного резервуара, причем пьезоэлемент, прикрепленный к основанию, подключен к источнику высокочастотного напряжения через фазосдвигающий блок. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, оно снабжено дополнительным пьезоэлектрическим преобразователем, который также выполнен из двух механически последовательно соединенных пьезоэлементов, пьезоэлемент, прикрепленный к основанию, имеет также собственную частоту в два раза меньше, чем пьезоэлемент, установленный на другом торце капиллярообразного резервуара, причем пьезоэлементы, установленные на торцах капиллярообразного резервуара и прикрепленные к основанию, соединены попарно в последовательную электрическую цепь, образуя две параллельные цепи, а пьезоэлементы в последовательных электрических цепях включены в противофазе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 524241, кл. Н 01 Н 29/00, 1975. 2. Аторское свидетельство СССР № 517069, кл. Н 01 Н 29/00, 1975.