Исследование возможностей построения чувствительных элементов твердотельных микрогироскопов на поверхностных акустических волнах с использованием анизотропии пьезосвойств кристаллов
Abstract
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).
About the Authors
Д. Лукьянов
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина).
Russian Federation
Russian Federation
М. Шевелько
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина).
Russian Federation
Russian Federation
А. Перегудов
Перегудов Александр Николаевич, кандидат технических наук, старший научный сотрудник, доцент
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина).
Russian Federation
Russian Federation
Е. Грибкова
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина).
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Лукьянов Д.П. Микромеханические навигационные приборы: Уч. пособие / Д.П.Лукьянов, В.Я.Распопов, Ю.В.Филатов.- СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2008.
2. Lao Binneg Y. Gyroscopic effect in surface acoustic waves // Ultrasonic Symposium, 1980, P. 687-691.
3. Сарапулов С.А. Гироскопический эффект в поверхностных акустических волнах / С.А.Сарапулов, С.П.Кисиленко // Докл. Нац. ак. наук Украины.- 1987.- С. 62-65.
4. Улитко И.А. Дисперсия плоских гармонических волн в равномерно вращающемся упругом пространстве // Докл. Нац. ак. наук Украины.- 1995- С. 54-57.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. Лукьянов Д.П. Экспериментальное исследование макета микроакселерометра на поверхностных акустических волнах / Д.П.Лукьянов [и др.] // Петербургский журнал электроники. – 2001. №4. –С. 82-83.
10. 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.
11. 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.
12. 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.
13. 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.
14. Minoru Kurosawa. A surface-acoustic-wave gyro sensor / Minoru Kurosawa [etc.] // Sensors and Actuators, 1998, P. 33-39.
15. 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.
16. 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.
17. Microelectromechanical gyroscope. V.K.Varadan, P. A. Xavier, W. D. Suh, J. A. Kollakompil, V.Varadan, US Patent №.6516665, 2003.
Review
For citations:
, , , . Giroskopiya i Navigatsiya. 2010;18(3):37-48. (In Russ.)
Views:
22
JATS XML
Email this article 