Основу перетворювача становить біморфний п'єзокерамічний диск, прикріплений по зовнішньому колу до еластичної опори. У центрі диска приклеєний конусоподібний резонатор з алюмінієвої фольги, що підвищує ефективність перетворення енергії "Заземлюваний" металевий корпус захищає перетворювач від електричних перешкод.

На рис. 2 зображено залежність від частоти модуля вхідного опору |Zp| та чутливості uхx перетворювача при опорі навантаження Rн->оо. Модуль вхідного опору має два екстремальні значення: на частоті fмі – мінімум вхідного імпедансу, на частоті fa (антирезонансна частота) – максимум вхідного імпедансу. Чутливість має один максимум на частоті, близькій до частоти антирезонансу fа.

Ріс.2

Проміжок між частотами f і fв становить в середньому близько 2 кГц. При зменшенні опору навантаження Rн частота, коли він чутливість перетворювача максимальна, знижується, прагнучи межі до fми при Rн ->0.

Внаслідок нелінійності властивостей п'єзокераміки резонансна частота fмі дещо зменшується зі збільшенням вхідної напруги Одночасно збільшується і вхідний опір. На рис.3 наведено амплітудні характеристики перетворювача за резонансною частотою fмі та резонансним значенням модуля вхідного опору | Zp |

Ріс.3

Якщо напруга, що надходить на перетворювач, перевищить на резонансній частоті 5 В, то в ньому можуть відбутися незворотні зміни.

Діаграма спрямованості перетворювача - однопелюсткова, з шириною близько 30 ° (за рівнем 0,7 від максимуму)

Коли один із перетворювачів є випромінювачем, а інший - приймачем, слід підбирати цю пару таким чином, щоб fми випромінювачі і fмп приймача були близькі між собою. Індивідуальні значення цих частот зазначають у паспортах перетворювачів.

При досить ретельному підборі пари випромінювач-приймач і високому опорі навантаження приймача (наприклад, 100 кОм і вище) можна значно збільшити чутливість приймального тракту, усунувши вплив ємності ємності перетворювача Свх. Для цього паралельно перетворювачу включають котушку, індуктивність LK якої розраховують за формулою

де З = 0,8 Свх. Місткість Свх вимірюють на низькій частоті, наприклад, 1000 Гц. Зазвичай вона становить 1140 ± 40 пФ. Значення індуктивності LK в залежності від конкретних значень fа і С лежить в межах 15-20 мГн.

В ехолокаторі, коли один і той же перетворювач працює по черзі в режимах випромінювання і прийому, доцільно застосовувати прмемно-підсилювальний тракт з низькоомним входом (не більше 1 ком). При цьому резонансні частоти fмн та fмп будуть близькими між собою.

Принципові схеми приймача та передавача пристрою дистанційного керування побутовою апаратурою (приймачем, магнітофоном, телевізором, освітлювальними приладами) з використанням перетворювача МУП-1 зображено на рис. 4 та рис. 5 Передавач можна виконати на цифровій інтегральній мікросхемі (рис. 4, а) або транзисторах (рис 4, б).

Ріс.4

У першого варіанта передавача генератор, що задає - елементи D1.1 і D1.2, а на елементі D1.3 виконаний буферний каскад. У транзисторному варіанті передавача генератор зібраний за схемою мультивібратора (транзистори V1, V2), а вихідний каскад - транзистори V3. Необхідну робочу частоту передавача встановлюють підстроювальним резистором R1 (рис 4 а), або підбором резисторів R2 і R3 (рис 4, б) Для того, щоб мати можливість підлаштовувати генератор під час експлуатації, один з цих резисторів доцільно замінити двома, включеними послідовно постійним опором 3 5 кОм та змінним опором 22 кОм Налаштування передавача полягає в установці частоти генератора, що дорівнює частоті fмі, яка вказана в паспорті перетворювача

За відсутності частотоміра налаштування можна зробити за максимальною віддачею перетворювача. Для цього перед перетворювачем-випромінювачем на відстані 15...20 см встановлюють перетворювач-приймач, який буде використаний у системі дистанційного керування, підключають до нього вольтметр змінного струму та налаштовують передавач, домагаючись максимального сигналу на виході приймального перетворювача

Схема приймача зображена на рис 5. Він складається з підсилювача на мікросхемі A1, детектора на діодах V1, V2, одновібратора та тригера на мікросхемі D1, а також транзисторного ключа (V5) з виконавчим реле K1 ланцюга навантаження. Елементи R7, С5 служать для затримки включення одновібратора з метою запобігання помилковим спрацьовуванням виконавчого пристрою через імпульсні перешкоди в мережі або нечітке замикання контактів кнопки включення передавача.

Рис.5 (натисніть , щоб збільшити)

Ультразвуковий сигнал, сприйнятий перетворювачем В1 приймального пристрою, перетворюється на електричні коливання, які посилюються мікросхемою A1. Коефіцієнт посилення на частоті 40 кГц становить приблизно 5000. Продетектований сигнал, пройшовши ланцюг затримки C5R7, запускає одновібратор (елемент D1.1). Час затримки спрацьовування одновібратора дорівнює 1 с. Сигнал з одновібратора перемикає тригер D1.2, у результаті відкривається транзисторний ключ V5 і спрацьовує реле K1.

Принципова схема виконавчого устрою наведена на рис. 6. При замиканні контактів K1.1 у приймачі (рис. 5) триністори V2, V3 відкриваються та підключають Навантаження Rн у мережу. Допустима потужність навантаження визначається прямим струмом триністорів.

Ріс.6

Передавачі системи дистанційного керування живлять від батареї гальванічних елементів, а приймач - від стабілізованого випрямляча, що дає на виході напругу 20 Ст. Живлення мікросхеми D1 додатково стабілізовано параметричним стабілізатором, зібраним на елементах V3 і R6.

У лабораторних умовах при випробуваннях блоку дистанційного керування взаємоорієнтації перетворювачів не потрібно. Однак у кімнаті з великим звукопоглинанням (багато м'яких меблів, килимів, штор тощо) ультразвуковий сигнал помітно послаблюється, що може вимагати орієнтації випромінювача та приймача. Ультразвуковий перетворювач може бути використаний і в багатоканальних системах дистанційного керування. У цьому випадку команди слід передавати у дискретному вигляді, використовуючи кодоімпульсні, тимчасові або фазоімпульсні системи модуляції.

Автори: Н. Бородулін, В. Морозов, Є. Коптєв, м. Москва; Публікація: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Дивіться інші статті розділу Довідкові матеріали.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Автомобільна точка доступу з підтримкою LTE 05.03.2015 Компанія Huawei представила нову автомобільну точку доступу в інтернет з підтримкою WiFi та мереж 4G LTE – Huawei CarFi. Пристрій перетворює автомобіль на бездротову точку доступу. При швидкості завантаження до 150 Мбіт/с та можливості підключення до десяти пристроїв Huawei CarFi можна переміщати з одного автомобіля до іншого. Для демонстрації переваг інноваційної моделі на час проведення виставки Mobile World Congress (MWC) 2015 у Барселоні (Іспанія) компанія Huawei встановила в салони 400 брендованих автомобілів пристрою Huawei CarFi, що дозволяють своїм пасажирам підключатися до інтернету безпосередньо у русі. Впровадження WiFi пристроїв у внутрішню інформаційно-розважальну систему транспортних засобів, безперечно, стане важливою тенденцією на ринку. Huawei CarFi підтримує надшвидкісні мережі LTE Cat4 на найвищому для цієї галузі рівні в 150 Мбіт/с, а також функцію забезпечення швидкого та простого доступу до мережі до десяти пристроїв пасажирів. Серед переваг наявності підключення до інтернету в автомобілі можна виділити систему допомоги під час паркування, діагностику неполадок автомобіля, виклик допомоги під час аварії, розпізнавання голосових команд гучного зв'язку, можливість отримання актуальних відомостей про завантаженість доріг та систему аналізу поведінки водія, що гарантує безпеку дорожнього руху. Huawei CarFi автоматично вимикається за відсутності поблизу сумісних Wi-Fi пристроїв, проте навіть у вимкненому стані при увімкненому двигуні може використовуватися для заряджання інших електронних пристроїв. У Huawei CarFi немає вбудованого акумулятора, що забезпечує захист від перегріву. Натомість пристрій має саморегульовану функцію температурного захисту, яка у разі потреби автоматично знижує температуру пристрою. Завдяки уніфікованому дизайну Huawei CarFi підключається як через прикурювач, так і через внутрішній автомобільний роз'єм живлення. Крім того, пристрій оснащений функцією "Plug and Play", що дозволяє вмикати його одним довгим натисканням на кнопку живлення та забезпечує додаткову зручність та безпеку під час їзди. Пристроєм також можна керувати віддалено зі смартфона на операційній системі Android або iOS через програму "Huawei Hilink", яку можна завантажити в будь-якому магазині програм.

Інші цікаві новини:

▪ Атмосферу Титану відтворили у лабораторії

▪ Сервери на основі нових процесорів та чіпсетів на 533 МГц

▪ Броня морського коника

▪ Бухгалтерам - низькі стелі

▪ Lightyear 0 – серійний автомобіль на сонячних батареях

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Посадові інструкції. Добірка статей

▪ стаття Бабка. Крилатий вислів

▪ стаття Хто винайшов акваланг? Детальна відповідь

▪ стаття Методист навчального відділу. Посадова інструкція

▪ стаття Розпинка всіх роз'ємів комп'ютера. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Грошова фантазія. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024