gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»gyroscopy-617Research ArticleСтатьиИсследование возможностей построения чувствительных элементов твердотельных микрогироскопов на поверхностных акустических волнах с использованием анизотропии пьезосвойств кристалловЛукьяновД. П.

Лукьянов Дмитрий Павлович, доктор технических наук, профессор. Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

ШевелькоМ. М.

Шевелько Михаил Михайлович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, доцент.

ПерегудовА. Н.

Перегудов Александр Николаевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, доцент

ГрибковаЕ. С.

Грибкова Екатерина Сергеевна, ассистент кафедры

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина).Russian FederationПерегудов Александр Николаевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, доцент Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина).Russian Federation2010250320261833748Copyright © Лукьянов Д.П., Шевелько М.М., Перегудов А.Н., Грибкова Е.С., 20262026Лукьянов Д.П., Шевелько М.М., Перегудов А.Н., Грибкова Е.С.Лукьянов Д.П., Шевелько М.М., Перегудов А.Н., Грибкова Е.С.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/617

Рассматриваются особенности распространения поверхностных акустических волн в пьезоэлектрических кристаллах, в том числе в условиях вращения тела звукопровода. Обсуждаются принципы построения датчиков углового движения (гироскопов), использующих высокочастотные ультразвуковые колебания. Проанализирована связь ультразвуковой поверхностной волны с сопровождающим ее электрическим полем. Показана возможность применения выявленных эффектов для построения твердотельных гироскопов.

The characteristics of surface acoustic waves propagating in rotating piezoelectric crystal media are examined (see formulas (1) - (7)). The principles of angular motion sensors (gyroscopes) construction based on ultrasonic vibrations are considered. The connection between ultrasonic surface wave and the attendant electric field is analyzed (see figures 2 - 9). The particular crystallographic cuts and directions in some medias are discovered, where propagating surface wave is not con- ducted by the electric field (see figures 2 - 9). The possibility of revealed effects’ application in construction of angular motion gyroscopes’ sensitive elements is showed (see figures 10, 11).

ReferencesЛукьянов Д.П. Микромеханические навигационные приборы: Уч. пособие / Д.П.Лукьянов, В.Я.Распопов, Ю.В.Филатов.- СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2008.Лукьянов Д.П. Микромеханические навигационные приборы: Уч. пособие / Д.П.Лукьянов, В.Я.Распопов, Ю.В.Филатов.- СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2008.Lao Binneg Y. Gyroscopic effect in surface acoustic waves // Ultrasonic Symposium, 1980, P. 687-691.Lao Binneg Y. Gyroscopic effect in surface acoustic waves // Ultrasonic Symposium, 1980, P. 687-691.Сарапулов С.А. Гироскопический эффект в поверхностных акустических волнах / С.А.Сарапулов, С.П.Кисиленко // Докл. Нац. ак. наук Украины.- 1987.- С. 62-65.Сарапулов С.А. Гироскопический эффект в поверхностных акустических волнах / С.А.Сарапулов, С.П.Кисиленко // Докл. Нац. ак. наук Украины.- 1987.- С. 62-65.Улитко И.А. Дисперсия плоских гармонических волн в равномерно вращающемся упругом пространстве // Докл. Нац. ак. наук Украины.- 1995- С. 54-57.Улитко И.А. Дисперсия плоских гармонических волн в равномерно вращающемся упругом пространстве // Докл. Нац. ак. наук Украины.- 1995- С. 54-57.Сарапулов С.А. Влияние вращения на объемные волны в упругой среде и их использование в твердотельной гироскопии / С.А.Сарапулов, И.А.Улитко // Гироскопия и навигация №4 (35), 2001, С. 64-72.Сарапулов С.А. Влияние вращения на объемные волны в упругой среде и их использование в твердотельной гироскопии / С.А.Сарапулов, И.А.Улитко // Гироскопия и навигация №4 (35), 2001, С. 64-72.Перегудов А.Н. Волны Гуляева-Блюстейна в кристаллическом кварце / А.Н.Перегудов, Л.А. Яковлев // Известия ЛЭТИ, сб.научн.тр., вып.264 «Электроакустика и ультразвуковая техника», 1980, C. 58-64.Перегудов А.Н. Волны Гуляева-Блюстейна в кристаллическом кварце / А.Н.Перегудов, Л.А. Яковлев // Известия ЛЭТИ, сб.научн.тр., вып.264 «Электроакустика и ультразвуковая техника», 1980, C. 58-64.Шевелько М.М. Влияние ориентации пьезокварцевых звукопроводов на скорость поверхностных акустических волн / М.М.Шевелько, С.Г.Яковлев, Л.А.Автюхович // Известия ЛЭТИ, сб. научн. тр., Вып.407 «Электроакустические методы в науке и технике», 1989, C. 46– 54.Шевелько М.М. Влияние ориентации пьезокварцевых звукопроводов на скорость поверхностных акустических волн / М.М.Шевелько, С.Г.Яковлев, Л.А.Автюхович // Известия ЛЭТИ, сб. научн. тр., Вып.407 «Электроакустические методы в науке и технике», 1989, C. 46– 54.Перегудов А.Н. Автоматизированная аппаратура для контроля скорости распространения поверхностных акустических волн в пьезоэлектриках / А.Н.Перегудов, М.М.Шевелько, Л.А. Яковлев // Измерительная техника, №12, 1990, с.45 – 48.Перегудов А.Н. Автоматизированная аппаратура для контроля скорости распространения поверхностных акустических волн в пьезоэлектриках / А.Н.Перегудов, М.М.Шевелько, Л.А. Яковлев // Измерительная техника, №12, 1990, с.45 – 48.Лукьянов Д.П. Экспериментальное исследование макета микроакселерометра на поверхностных акустических волнах / Д.П.Лукьянов [и др.] // Петербургский журнал электроники. – 2001. №4. –С. 82-83.Лукьянов Д.П. Экспериментальное исследование макета микроакселерометра на поверхностных акустических волнах / Д.П.Лукьянов [и др.] // Петербургский журнал электроники. – 2001. №4. –С. 82-83.Горбацевич В.Ф. Анализ характеристик поверхностных волн в пьезодиэлектричеких кристаллах произвольной симметрии / В.Ф.Горбацевич, А.Н.Перегудов, М.М.Шевелько // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», сер. «Приборостроение и информационные технологии», №1, 2004, C.60 – 66.Горбацевич В.Ф. Анализ характеристик поверхностных волн в пьезодиэлектричеких кристаллах произвольной симметрии / В.Ф.Горбацевич, А.Н.Перегудов, М.М.Шевелько // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», сер. «Приборостроение и информационные технологии», №1, 2004, C.60 – 66.Перегудов А.Н. Анализ характеристик поверхностных акустических волн в деформированных пьезодиэлектрических кристаллах произвольной симметрии / А.Н.Перегудов, Е.С.Попкова, М.М.Шевелько // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», № 8, 2008, с.33 – 39.Перегудов А.Н. Анализ характеристик поверхностных акустических волн в деформированных пьезодиэлектрических кристаллах произвольной симметрии / А.Н.Перегудов, Е.С.Попкова, М.М.Шевелько // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», № 8, 2008, с.33 – 39.Грибкова Е.С. Особенности распространения объемных акустических волн во вращающихся твердых средах / Е.С.Грибкова, А.Н.Перегудов, М.М.Шевелько // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», № 1, 2009, C.53 – 58.Грибкова Е.С. Особенности распространения объемных акустических волн во вращающихся твердых средах / Е.С.Грибкова, А.Н.Перегудов, М.М.Шевелько // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», № 1, 2009, C.53 – 58.Lee S.W. A micro rate gyroscope based on the SAW gyroscopic effect // S.W. Lee [etc] J. of micromechanics and Microengineering. 2007. P. 2272 – 2279.Lee S.W. A micro rate gyroscope based on the SAW gyroscopic effect // S.W. Lee [etc] J. of micromechanics and Microengineering. 2007. P. 2272 – 2279.Minoru Kurosawa. A surface-acoustic-wave gyro sensor / Minoru Kurosawa [etc.] // Sensors and Actuators, 1998, P. 33-39.Minoru Kurosawa. A surface-acoustic-wave gyro sensor / Minoru Kurosawa [etc.] // Sensors and Actuators, 1998, P. 33-39.Elastic surface wave gyroscope, Yukawa K., Fukuda Y., Higuchi T., Kurosawa M., Minolta Co., Ltd., US Patent US 6237414, No 09/356099, 16.07.1999.Elastic surface wave gyroscope, Yukawa K., Fukuda Y., Higuchi T., Kurosawa M., Minolta Co., Ltd., US Patent US 6237414, No 09/356099, 16.07.1999.Varadan V.K. Design and development of a MEMS-IDT gyroscope / V.K.Varadan, V.V.Varadan// Smart Mater. Struct. № 9, 2000, pp. 898-905.Varadan V.K. Design and development of a MEMS-IDT gyroscope / V.K.Varadan, V.V.Varadan// Smart Mater. Struct. № 9, 2000, pp. 898-905.Microelectromechanical gyroscope. V.K.Varadan, P. A. Xavier, W. D. Suh, J. A. Kollakompil, V.Varadan, US Patent №.6516665, 2003.Microelectromechanical gyroscope. V.K.Varadan, P. A. Xavier, W. D. Suh, J. A. Kollakompil, V.Varadan, US Patent №.6516665, 2003.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.