И.С. Захаров, аспирант; А.В. Неешпапа, студент 2 курса
Московский физико-технический институт
Молекулярно-электронные сейсмометры нашли широкое применение при
построении сейсмических сетей в качестве малопотребляющих, надёжных и
недорогих приборов не содержащих прецизионных механических деталей.
Передаточная функция молекулярно-электронного преобразователя
определяется его механической и электрохимической системами, и в общем
случае её вид существенным образом зависит от геометрии преобразующего
элемента. Согласно [1] передаточная функция применяемого преобразователя
приближённо описывается выражением: ,где
и
- характерные частоты передаточной характеристики. Традиционным способом
формирования постоянной чувствительности в этом случае является
применение частотно-зависимых цепей корректирующей электроники.
Неравномерность передаточной функции при этом методе достигает 2-3 Дб в
диапазоне частот от 30сек до 30Гц [2], что, однако, уже не удовлетворяет
запросам современной сейсмологии.
Разумным поэтому представляется охват преобразователя отрицательной обратной связью. Основным принципом организации обратной связи в МЭП является управление потоком электролита, протекающим через систему электродов. Воздействовать на электролит можно, поместив его в магнитное поле и пропуская ток между дополнительными электродами (магнитогидродинамический принцип). Однако такой способ приводит к большому энергопотреблению, что крайне невыгодно при построении автономных систем. Гораздо более привлекательным с точки зрения потребления является использование притяжения заряженных обкладок плоского конденсатора (электростатический принцип) для воздействия на электролит.
Оценки показывают, что для достижения эффективного динамического диапазона обратной связи, необходимо подавать напряжение не менее 300 Вольт на обкладки при зазоре порядка 0.15 мм между ними, что усложняет конструкцию системы. Кроме того, для обеспечения устойчивости, необходимы меры по оптимальному выбору параметров цепи обратной связи ( глубины ОС и частотной коррекции тракта ОС ).
В настоящей работе проведено исследование возможностей электростатического принципа обратной связи. Получены экспериментальные оценки давления, исследованы требования по устойчивости, динамические и шумовые характеристики вертикального датчика с электростатической ОС. Выработаны направления для дальнейшего совершенствования конструкции механической системы прибора с электростатической обратной связью.
Литература
- Е.Е. Нариманов, К.А. Сахаров. Исследование спектральных характеристик диффузионных преобразователей, в сб.: Физические основы жидкостных и твердотельных измерительных систем и устройств обработки информации. М.: МФТИ, 1994.
- И.А. Абрамович, В.М. Агафонов, С.К. Дараган, В.А. Козлов, А.В. Харламов. Разработка сейсмодатчиков на новых технологических принципах (молекулярная электроника). // Сейсмические приборы. Выпуск 31. М.: ОИФЗ РАН, 1999.
