Электромеханический преобразователь

 

1. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий П -разрядный пьезокерамический пакет и первый блок питания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности в работе, он содержит второй блок питания и Н электронных ключей с одним выходом, двумя коммутируемыми и одним управляющим входами , в каждом выходы электронных ключей соединены с входами разрядов пьезокерамического пакета, управля , ющие входы всех ключей соединены с входными клеммами электромеханического преобразователя,первые коммутируемые входы электронных ключей соедине:1ы с выходом первого блока питания,а вторые коммутируемые входы электронных ключей -с выходом второго блока питания. 2. Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что каждый .электронньй ключ содержит две схемы совпадения, инвертор, два оптрона, два транзистора, два дифференцирующих звена и шесть резисторов, первый вход первой схемы совпадения и входы инвертора соединены с управляющим входом с входной клеммы соответствующего разряда электромеханического преобразователя, второй вход первой схемы совпадения через первое дифференцирующее звено /соединен с. перв.ым входом второй схемы совпадения и выходом инвертора, второй вход второй схемы совпадения через второе дифференцирующее звено соединен с входами инвертора, выход первой схемы совпадения через первый резистор соединен с первым управляющим входом первого оптрона, выход второй схемы совпадения через второй резистор соединен с первым управляющим входом второго оптрона, коллекторный выход первого оптрона через третий резистор , а коллекторный выход второго оптрона через четвертый резистор соединен с коллекторным выходом первого транзистора и через пятый транзистор - с первыми коммутируемыми входами с плюсовой клеммы первого источника, коллекторньй выход первого оптрона соединен с переходом „ база-коллектор первого транзистора, СО а коллекторный выход второго оптрона со со соединен с переходом база-коллектор второго транзистора, эмиттеры перво00 го оптрона и первого транзистора соединены с коллекторным выходом второго транзистора и с выходом на соответствующий разряд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) (д) y F 15 В 3/00 (21) 3681036/24-24 (22) 25.12,83 (46) 23.12.85. Бюл. В 47 (71) Каунасский политехнический институт,им. Антанаса Снечкуса (72) М.А.Малишаускас, А.С.Валис, P..P.Каупялис и К.М.Рагульскис (53) 621.525(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 688889, кл. С 02 F 1/29, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 928089, кл. F 15 В 3/00, 1982. (54)(57) 1. ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий )) -разрядный пьезокерамический пакет и первый блок питания, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности в работе, он содержит второй блок питания и )) электронных ключей с одним выходом, двумя коммутируемыми и одним управляющим входами, в каждом выходы электронных ключей соединены с входами разрядов пьезокерамического пакета, управля,ющие входы всех ключей соединены с входными клеммами электромеханического преобразователя, первые коммутируемые входы электронных ключей соединены с выходом первого блока питания,а вторые коммутируемые входы электронных ключей — с выходомвторого блока питания.

2. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что каждый . электронный ключ содержит две схемы совпадения, инвертор, два оптрона, два транзистора, два дифференцирующих звена и шесть резисторов, первый вход первой схемы совпадения и входы инвертора соединены с управляющим входом с входной клеммы соответствующего разряда электромеханического преобразователя, второй вход первой схемы совпадения через первое дифференцирующее звено !соединен с: первым входом второй схемы совпадения и выходом инвертора, второй вход второй схемы совпадения через второе дифференцирующее звено соединен с входами инвертора, выход первой схемы совпадения через первый резистор соединен с первым управляющим входом первого оптрона, выход второй схемы совпадения через второй резистор соединен с первым управляющим входом второго оптрона, коллекторный выход первого оптрона через третий резистор, а коллекторньй выход второго оптрона через четвертый резистор со-. единен с коллекторным выходом первого транзистора и через пятый транзистор — с первыми коммутируемыми входами с:плюсовой клеммы первого источника, коллекторный выход первого оптрона соединен с переходом, база-коллектор первого транзистора, а коллекторньй выход второго оптрона соединен с переходом база-коллектор второго транзистора, эмиттеры первого оптрона и первого транзистора соединены с коллекторным выходом второго транзистора и с выходом на соответствующий разряд )) -разрядного пьезокерамического пакета, эмиттеры второго транзистора и второго оптрона соединены между собой и через шестой резистор — с вторыми коммутируемыми входами с отрицательной клеммы источника питания, а отрицательная клемма первого блока питания, положительная клемма второго блока питания и вторые управляющие входы обоих оптронов заземлены.

99980! 11

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах гидроавто" матики.

Цель изобретения — повышение точности работы электромеханического преобразователя.

На фиг.1 показана структурная схема электромеханического преобразователя, на фиг.2 — принципиальная схема электронного ключа; на фиг.3диаграммы напряжения на управляющих элементах электронного ключа.

Электромеханический преобразователь содержит 11 -разрядный пьезокерамический пакет 1, в котором каждый разряд (секция) К,,...,Я„ подключен к своему электронному ключу 2, и Источники (блоки) 3 и 4 питания.

Каждый электронный ключ содержит выход 5, два коммутируемых. входа

6 и 7 и один управляющий вход 8. Выходы 5 электронных ключей 2 соединены с соответствующими входами (поразрядно) с входами пьеэокерамического пакета 1, управляющие входы 8 всех электронных ключей 2 соединены порязрядно с входными клеммами

Х,,...,Х пневмомеханического преобразователя, коммутируемые входы

6 электронных ключей 2 соединены с выходом блока 3 питания, а коммути-. руемые входы 7 электронных ключей 2 соединены с выходом блока 4 питания.

Каждый электронный ключ (фиг.2) содержит схемы 9 и 10 совпадения, инвертор 11, два оптрона 12 и 13, два транзистора 14 и 15, два дифференцирующих звена 16 и 17 и шесть резисторов 18-23. Кроме того, обозна-, чены входная клемма 24 электромеханического преобразователя, вход 25 пьезокерамического пакета 1, соединенный с рассматриваемым электронным ключом, а также. земля 26.

Электромеханический преобразователь работает следующим образом.

Работа электромеханического преобразователя основана на том, что каждый разряд пьезс керамического пакета может находиться в одном из двух возможных состояний. Переход из од-. ного состояния в другое осуществляется электронными ключами 2 (фиг. 1) по комаццйм, поступающим на входные клеммы Х,...,Х и- в виде наличия или отсутствия логических уровней, При подаче логической "1" один из элек10

55 тронных ключей 2 соединяет положительный блок 3 питания с соответству ющим разрядом пьезокерамического пакета 1, В результате пьезокерамнческий пакет удлиняется, и величина этого удлинения является вьгходным сигналом электромеханического преобразователя.

Так как перемещение отдельных секций пьезокерамического пакета 1 соответствует весам двоичных разрядов входного сигнала, то рключение определенной комбинации единичных сигналов на входных клеммах Х,...,Х приводит к тому, что длина пьезокерамического пакета соответствует поданной двоичной комбинации.

При отсутствии логической "1" на каком-либо электронном ключе 2 соответствующая секция пьезокерамического пакета соединяется с отрицательным блоком 4 питания. При подаче напряжения от этого блока секция укорачивается и принимает второе из возможных состояний.

Работу каждого электронного ключа 2 для наглядности рассмотрим при управлении сигналами одинаковых по длительности логических уровней, хотя они в принципе могут быть любой длительности. При поступлении логической "1" (фиг.З кривая 1, момент времени г1) на первый вход первой схемы совладения, а также инвертированного U< с помощью инвертора 11 и продифференцированного U с помощью дифференциального звена 16 сигнала на второй вход первой схемы 9 совпадения, на ее выходе формируется

Инвертированный сигнал с задержанным передним фронтом Uq, который подается на вход оптрона 12 (фиг.3 06 в интервале времени, — ). При этом на пьезоэлектрический пакет подается напряжение с блока 3 питания положительной полярности Uq

В этом же интервале времени 1 -1 на первый вход второй схемы 10 совпадения подается инвертированный логический сигнал U, а на ее второй вход — продифйеренцированный сигнал .

U>. На выходе второй схемы 10 совпадения логическая "1" 0 через резистор 21 включает оптрон 13, Транзистор 15 запирается второй, тем самым отключая блок 4 питания отрицательной полярности.

При смене логического уровня управляющего воздействия в интерва1199980 замыкания источников питания, что повышает надежность и долговечность устройства в целом. ле  — через первую схему 9

1 совпадения и первый оптрон 12 запирается первый транзистор 14, отключая пьезокерамический пакет 1 от блока 3 питания положительной полярности, а через время 3, равное постоянной дифференцирования, второй схемой 10 совпадения выключается второй оптрон 13, и второй транзистор 15 отпирается током, протекающим через резистор 19, тем самым пбдключая блок 4 питания отрицательной полярности к пьезокерамическому пакету 1.

Подключение секций пьезокерамического пакета к блокам питания происходит с такой последовательностью, что после отключения раньше включенного транзистора следует пауза, равная постоянной дифференцирования ь*ц, и только после этого подключается другой блок питания. Таким образом схема защищена от сквозных токов и короткого

Применение оптронов позволяет гальванически разделить управляющую и силовую части устройства, что исключает необходимость применения дорогих и трудоемких для изготовле1О ния трансформаторов и неблагоприятных режимов работы с переменным напряжением. Выполнение устройства с двумя блоками питания положительной и отрицательной полярности по15 эволяет выбрать несимметричные рабочие напряжения, при которых достигаются максимально возможные деформации пьезокерамического материала без его деполяризации. Следовательно, 2О одновременно повышается точность работы устройства, достигается экономия пьеэокерамического материала и увеличивается надежность и долговечность работы устройства.

1199980

Составитель О, Гудкова

Редактор О,Головач Техред И.Гергель Корректор Л.Пилипенко

Заказ 7847/39 Тираж 647 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4