араметри електричної моделі ПЕП, що відображають його механічні властивості. Унаслідок великої діелектричної проникності пьезоелектріков ЦТС ємність С ПЕП навіть при його невеликих розмірах може бути порівняно великий - сотні пФ.
Як бачимо, електрична модель ПЕП являє собою систему зв'язаних контурів, тому в ній можливий резонанс на двох частотах. Послідовний контур L, C, r має високу добротність, яка відображає високу власну механічну добротність пьезокристалла. Однак, як побачимо далі, вона не повинна бути занадто високою при імпульсної локації об'єктів і її зменшують електричним (включенням зовнішніх елементів) і механічним шляхом (демпфіруванням).
3. Конструкції та технології датчиків
Першими датчиками для універсальних УЗ сканерів були секторні механічні датчики хитного типу (термін В«хитнийВ» відноситься до єзоелектричного преобразователю). Зараз вони поступово витісняються електронно-керованими датчиками (лінійними і конвексними), але як і раніше застосовуються і удосконалюються. p> Узагальнена структурна схема такого датчика наведена на рис.4. br/>В
Малюнок 4. Структурна схема механічного датчика. br/>
Електродвигун може здійснювати зворотно-обертальний рух і одностороннє обертання. У Залежно від цього датчик кутового положення може мати різний принцип дії і конструкцію. Перетворювач руху може включати редуктор і перетворювач виду руху (переклад обертання з однієї площини в іншу, переклад обертового руху в качательное).
В
Розглянемо спочатку пристрій окремих вузлів датчика, в якому двигун здійснює зворотно-обертальний рух. Для цього застосовують так звані моментні двигуни постійного струму. Вони живляться від керуючого пристрою, який виробляє напругу спеціальної форми. Спрощена конструкція і деякі деталі такого двигуна зображені на рис.5
Малюнок 5 Моментний двигун постійного струму. br/>
Основними частинами електродвигуна є статор і ротор (рис. 5, а, б) Статор збирається з тонких пермаллоєвих кілець. Обмотка статора складається з двох секцій, які включаються зустрічно. Ротор являє собою постійний магніт з фериту. При пропущенні струму через обмотки статора вони створюють в осерді магнітні потоки, спрямовані в різні сторони, тому основний потік в осерді дорівнює нулю. Але з огляду на те, що ширина кілець мала в порівнянні з їх діаметром, утворюються потоки розсіяння, зчеплені з обмотками. Виходять як би два магніту з однаково розташованими однойменними полюсами. Взаємодіючи з полями цих магнітів, ротор повертається, прагнучи зайняти положення, паралельне обмоткам. Динамічні характеристики механічної системи і параметри струму збудження (величина, форма, період) узгоджені так, що коли ротор повернеться на кут 90 - 100 про від вихідного крайнього положення, відбувається комутація струму в обмотках і починається його рух у зворотний бік.
Щоб рух був рівномірним, необхідно сталість обертального моменту, а для цього в свою чергу потрібно сталість струму в обмотках. У момент комутації і зміни напрямку обертання виникають кидки струму за рахунок інерційності системи управління (рис 6). У деяких випадках струм може лінійно наростати (Штрихова лінія на малюнку). Необхідну форму струму забезпечує спеціальна система регулювання із зворотним зв'язком через датчик кута повороту. Вона враховує механічні та електричні характеристики системи. У режимі М повинен бути заданий певний кут повороту пьезопреобразователя. Для цього система регулювання з високою частотою реверсує струм в обмотках статора, утримуючи тим самим ротор в одному положенні.
В
Малюнок 6. Форма струму моментного двигуна.
Кидки струму двигуна дуже небажані, особливо при пуску датчика. Пускові струми можуть досягати величин, небезпечних (кілька ампер) для вихідного підсилювача системи управління, що живить двигун. При збої системи управління можуть одночасно включитися всі механічні датчики використовуваного комплекту (як правило, всі вони підключені і вибираються за допомогою сенсорів). Це може призвести до виходу підсилювача з ладу. На цей випадок передбачений захист, наприклад, у вигляді плавкого запобіжника. p>В
На загальному валу з електродвигуном знаходиться ротор датчика кута повороту (ДУП). Конструкцію і принцип дії ДУП пояснює рис.7. По суті, він являє собою диференційний трансформаторний датчик переміщення (рис.7, а). Він має обмотку збудження w 1 і вторинні обмотки w 21 і w 22 ,
Малюнок 7. Датчик кутового положення трансформаторного типу. br/>
які включені зустрічно. Рухомий сердечник переміщається щодо цих обмоток, при цьому ЕРС в них змінюються. У середньому положенні осердя вони однакові, і вихідний сигнал дорівнює нулю. При зсуві сердечника вліво або вправо ода з ЕРС збільшується, а інша зменшується. Вихідний...
