Вариант №051 "Электронный стетоскоп" В набор входит печатная плата, необходимые элементы для сборки прибора, представляющего из себя микрофонный усилитель на микросхеме ВА4558, оптимизированный для работы с пьзоизлучателем, выполняющим роль микрофона. Особенность применения пьезоизлучателя заключается в том, что он воспринимает акустические сигналы, распространяющиеся в твёрдых средах. С его помощью можно прослушивать работу различных устройств, например, приложив его к двигателю, можно прослушать звуки, издаваемые его деталями. Приложив пьзоизлучатель к едва тикающим часам, можно услышать работу маятника и шестерёнок, приложив к коленке, услышим как работает коленный сустав и т.д. Питание схемы от батареи 9В.
Этот набор рассчитан на сборку электронного стетоскопа. С его помощью можно прослушивать слабые и трудноулавливаемые звуки, распространяющиеся в твёрдых средах. Схема устройства аналогична микрофонному усилителю, а номиналы элементов скорректированы для работы с пьезоэлементом.
В нашей схеме применён пьезоизлучатель ЗП-1, вернее будет сказать, его одна половинка. Вместо него можно использовать любой пьезоизлучатель, в котором есть возможность непосредственного контакта металлической пластины, к которой приклеен керамический пьезоэлемент, с исследуемой поверхностью (стена, двигатель, работающий механизм).
Пьезоэлемент плохо воспринимает звуки, распространяющиеся в воздушной среде, но очень восприимчив к звукам, передаваемым через твёрдые среды. При непосредственном прикосновении внешней поверхности пьезоизлучателя к стенке исследуемого объекта, например, к механическим часам, звуки работающего маятника и вращающихся шестерёнок передаются на пьезоизлучатель через корпус часов. Пьезоэлемент при воздействии на него внешней силы, вырабатывает электрическое напряжение, которое снимается с его пластин и передаётся на вход усилителя.
В нашем случае в качестве усилителя выбрана микросхема ВА4558, содержащая в себе два малошумящих операционных усилителя с защищенными от короткого замыкания выходами. Усилители имеют высокий коэффициент усиления (100dB), малый ток потребления (менее 3мА), широкий диапазон питающего напряжения (4 – 18В).
В нашей схеме будет задействован только один из усилителей. Ввиду того, что коэффициент усиления высок, а сопротивление пьезоэлемента тоже высоко, провод, соединяющий пьезоизлучатель с входом усилителя, должен быть экранированным во избежание возникновения наводок. Резисторы R1, R2 обеспечивают напряжение смещения на неинвертирующем входе 3 усилителя, равным ½ напряжения питания. Резистором R3 задаётся коэффициент усиления.
При увеличении сопротивления R3 до 470к будет увеличиваться и коэффициент усиления нашей схемы, но может проявиться возбуждение усилителя. При достаточной герметизации пьезоизлучателя его можно использовать для прослушивания не только твёрдых сред, но и жидких. Места спайки выводов пьезоизлучателя с экранированным проводом (общий вывод пьезоизлучателя надо соединить с экраном провода) необходимо изолировать термоусадочной трубкой.
При герметизации пьезоизлучателя, выводы соединительного провода можно припаять непосредственно к пластинам, а внутреннюю полость залить водонепроницаемым компаундом (простейший вариант – эпоксидная смола).
