Современное состояние и перспективы развития твердотельных микрогироскопов на поверхностных акустических волнах

Приводится сопоставительный обзор существующих концепций построения твердотельных микрогироскопов (ТМГ) на поверхностных акустических волнах (ПАВ). Такие датчики обладают высокой вибро- и ударопрочностью, что выгодно отличает их от существующих образцов микромеханических гироскопов. Дано краткое введение в теорию распространения ПАВ в инерциальных системах координат. Проведено сравнение технических характеристик современных ТМГ на ПАВ, обозначены актуальные проблемы и направления развития.

1. Varadan V. K., Varadan V. V., Suh W. D. at al. Design and development of a MEMS-IDT gyroscope // Smart Mater. Struct. № 9, 2000, P. 898-905.

2. Varadan V. K., Xavier P., Varadan V. V., Suh W. D. Conformal MEMS-IDT gyroscopes and their comparison with fiber optic gyro // Proc. SPIE Vol. 8990 (2000), p.335-344.

3. Varadan V. K., Suh W. D., Jose K. A. Varadan V. V. Hybrid MEMS-IDT-based accelerometer and gyroscope in a single chip // Proc. SPIE 4334, 119 (2001).

4. W. D. Suh, K. A. Jose, P. B. Xavier, V. K. Varadan, V. V. Varadan Design, simulation, and testing of IDT-based MEMS gyroscope // Proc. SPIE 4334, 95 (2001).

5. Jose K. A. , Suh W. D. , Xavier P. B. , Varadan V. K. , Varadan V. V. Surface acoustic wave MEMS gyroscope. 2002. Wave Motion. vol.36, iss.4. 367 - 381.

6. Mehta A. , Jose K. A., Varadan V. K. / Numerical simulation of a surface acoustic wave (SAW) gyroscope using HP Eesof // Proc. SPIE 4700, 169 (2002).

7. Kurosawa M., Fukuda Y., Takasaki M. Highuchi T. / A surface acoustic wave gyro // Transducers (1997), pp. 863-866.

8. Kurosawa M. A surface acoustic-wave gyro sensor // Sensors and Acctuators, 1998. P. 33-39.

9. Woods R.C., Kalami H., Johnson B. . Evaluation of a Novel Surface Acoustic Wave Gyroscope // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency Control vol.49, №1. 2002.

10. A Novel Micro Rate Sensor using a Surface-Acoustic-Wave (SAW) Delay-line Oscillator. S. W. Lee, J. W. Rhim, S. W. Park, S. S. Yang // Sensors, 2007 IEEE P. 1156 - 1159.

11. A micro rate gyroscope based on the SAW gyroscopic effect. S. W. Lee, J. W. Rhim, S. W. Park, S. S. Yang // J. Micromech. Microeng. 2007. № 17. P 2272-2279.

12. Enhanced Sensitivity of Novel Surface Acoustic Wave Microelectromechanical System-Interdigital Transducer Gyroscope. W. Wang, H. Oh, K. Lee, S. Yoon, S. Yang // JJAP. 2009. №48.

13. Theoretical sensitivity evaluation of a shear-horizontal SAW based micro rate sensor. W. Wang; S. He; H. Li // Ultrasonics Symposium (IUS), 2009 P. 1684 - 1687.

14. A New Micro-rate Sensor Based on Shear Horizontal Surface Acoustic Wave Gyroscopic Effect. W. Wang, F. Xu, S. He, S. Li, K. Lee // JJAP. 2010. №49.

15. Oh H., Wang W., Yang S., Lee K. Development of SAW based gyroscope with high shock and thermal stability // Sensors and Actuators A: Physical, Volume 165, Issue 1, January 2011, Pages 8-15.

16. Oh H., Wang W., Yang S., Lee K. Enhanced sensitivity of a surface acoustic wave gyroscope using a progressive wave // J. Micromech. Microeng., 2011

17. YANG Zengtao et al., A Novel Receiving Electrodes for SAW Gyro // Piezoelectrics & Acoustooptics, 2011, №3

18. Lao B. Y. . Gyroscopic effect in surface acoustic waves // Proc IEEE Ultrasonics Symp. 1980. P. 687-691.

19. Sarapuloff S.A., Skripkovskii G. A., Rhim J. W.. Inertial effects in surface and bulk elastic waves and possibility of their use in high-G solid-state micro gyros // 12th International Conference on Integrated Navigation Systems. - СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2005. pp.355 - 361.

20. Collet B. Gyroscopic effect in surface acoustic waves in anisotropic solid media // WCU (Paris), 2003. pp. 991-994.

21. Farwell G. W. Topics in 30

22. Applied Physics. Ed. By Oliver A. A. Springer - Verlag, N.Y., 1978. V. 24. pp. 13 - 60.

23. Разработка и оптимизация схемы построения микроакселерометра на поверхностных акустических волнах (Часть 2) // Д. П.Лукьянов [и др.] // Гироскопия и навигация. - СПб: 2008. - № 3 (58). - С. 62-76.

24. The development and investigation of the SAW-microaccelerometer / D.P. Lukianov and other // Proceedings 11th Saint Peterburg international conference on integrated navigation systems. - СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2004. - С. 300 - 306.

25. Математическое моделирование гироскопа на ПАВ /Калинин, Ю. [и др.] // ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес, 2008. Спецвыпуск. С. 47-51.