При проведенні будівельних робіт часто потрібно точно визначити паралельність горизонтальній поверхні відносно землі. У деяких електроінструментах (дрилі, перфораторах та ін) є невеликий "рівень", вбудований в корпус (заповнена рідиною скляна колбочка з бульбашкою всередині). За положенням цього бульбашки визначають кут нахилу приладу відносно горизонтальної поверхні. Такі прилади отримали назву "гіроскопи". Вони досить поширені в багатьох сферах виробництва, будівництва і т. п. Існують і електронні гіроскопи - перетворювачі нахилу і кутової швидкості в електричний сигнал.
Електронні гіроскопи марки "ENC-03J" і "ENC-03M" з'явилися у продажу зовсім недавно. Вони служать датчиками зміни стану у відеокамерах і "крутих" фотоапаратах для компенсації тремтіння рук під час зйомки, а також для визначення їх власного руху. Електронний гіроскоп має високу швидкість відгуку (мінімальну інерційність), низька напруга живлення (2.7..5.5 залежно від моделі) і малий струм споживання (зазвичай 5.15 мА). Лінійність характеристики - ±5%, діапазон робочих температур-5...+75°С. На відміну від свого механічного побратима, він компактний і легкий (розміри - 15x8x4 мм), маса (в залежності від моделі) - 1.. 20 р. не містить крихких матеріалів, має ударостійкий і вібростійкий корпус. Електронні гіроскопи випускаються навіть в ЧІП-виконанні. що дозволяє застосовувати їх у мініатюрних пристроях. На основі такого електронного приладу-датчика можна створити простий пристрій контролю "горизонталі".
Датчиком служить п'єзокерамічні гіроскоп "ENC-03J" (рис.1) виробництва фірми "Murala".
Я придбав його в магазині радіокомпонентів "Микроника" в Санкт-Петербурзі. При горизонтальному положенні приладу постійна напруга на виводі 4 датчика 61 (рис.2) складає 1.3...1.4 (при Un=5). Операційний підсилювач DA1 включений за схемою з одиничним коефіцієнтом підсилення. На висновок 2 В1 надходить напруга порівняння через низькочастотний фільтр R2-C2. який одночасно виконує роль зворотного зв'язку операційного підсилювача.
При зміні горизонтального положення датчика напруга на виході (вивід 4) В1 змінюється у відповідності з коефіцієнтом перетворення 0,67 мВ/° в секунду. Частота опитування стану датчика - близько 50 Гц. Максимальна кутова швидкість щодо горизонтального положення - ±300° в секунду. Розділовий конденсатор С1 утворює спільно з резистором R1 частотний фільтр зі смугою зрізу близько 0.3 Гц, а також не пропускає постійну складову напруги на вхід операційного підсилювача DA1. При зміні горизонтального положення датчика на виході DA1 (вивід 6) з'являється високий рівень напруги, який відкриває ключовий транзистор VT1. Внаслідок цього запалюється світлодіод HL1
Деталі. Всі постійні резистори - типу МЛТ-0.25, MF-25. Конденсатор С1 - неполярний. К10-17, С2 - оксидний танталовий. К52-х або К53-Х. C3 - КМ-6Б. С4 - К50-20. Якщо використовується автономне джерело живлення (батарея або акумулятор), С4 зі схеми можна виключити. Світлодіод - будь-який (АЛ307 або аналогічний) Для кращого візуального контролю можна поставити миготливий світлодіод замість операційного підсилювача КР140УД1208 можна застосувати К140УД12-Транзистор VT1 - будь-який кремнієвий n-p-n з коефіцієнтом підсилення понад 40. Джерело живлення для пристрої - стабілізований, з постійною напругою 3.. 5 В Струм споживання здавачем FNC-03J не перевищує 15 мА.
Пристрій в налагодженні не потребує У зв'язку з високою чутливістю пьезокерамического датчика В1 необхідно жорстко прикріпити його до корпусу пристрою, який, у свою чергу, повинен мати максимально рівну горизонтальну поверхню При монтажі елементів пристрою не перегрівайте висновки датчика (час пайки - не більше 1 с). Користуватися приладом легко. Він просто встановлюється на контрольованій поверхні (якщо передбачається контроль нахилу) або міститься в контрольоване середовище (не рідку) для оцінки вібрації.
При використанні в якості вибродатчика спорідненого приладу ENV-05F-03 параметри пристрою поліпшуються (підвищується точність показань і чутливість). Негативним моментом такої заміни може виявитися максимальна кутова швидкість. У цього приладу вона менше (±80°), але зате з даними датчиком не потрібен операційний підсилювач. Схема включення ENV-05F-03 показана на рис.3. Датчик має всього три висновки. На кремнієвих діодах VD1, VD2 зібраний перетворювач напруги.
Вихід приладу можна підключити до керуючого вузла, наприклад, до точки А (рис.2).
Автор: А. Кашкаров, р. C-Петербург