Вимірювальний перетворювач кутових переміщень з використанням фазових набігань електричного поля поверхневих акустичних хвиль

Mykola Fedorovych Zhovnir

Анотація


Запропонований і теоретично обгрунтований метод однозначного вимірювання кутових переміщень з використанням фазових набігань на поверхні п’єзоелектричного хвилеводу електричного поля кількох поверхневих акустичних хвиль (ПАХ), що приймаються рухомим ПАХ-приймачем.

Приведена оцінка потенційних метрологічних параметрів 3-х частотного перетворювача кутових переміщень в діапазоні 0…360 кут. град. з формуванням точної, проміжної та грубої вимірювальних шкал.

Результати випробувань макету на базі п’єзоелектричного хвилеводу з структурою оксид цинку-плавлений кварц підтверджують можливість створення високочутливого вимірювального перетворювача кутових переміщень з роздільною здатністю та точністю, які близькі до параметрів індуктосинів, фотоелектричних перетворювачів та лазерних інтерферометрів, але можуть мати значно менші  масогабаритні показники, вартість та складність конструкції.

Бібл. 20, рис. 6.


Ключові слова


Поверхнева акустична хвиля; вимірювальний перетворювач кутових переміщень; фазовий метод; п’єзоелектричний хвилевід; зустрічно-штировий перетворювач

Повний текст:

PDF

Посилання


Y. I. Lepih, Y. O. Hordienko, S. V. Dziadevych and A. O. DruzhynIn, Stvorennia mIkroelektronnykh datchykIv novoho pokolInnia dlia Intelektualnykh system [Creation of new-generation microelectronic sensors for intelligent systems], Odessa: Astroprynt, 2010, p. 296.

M. F. Zhovnir, M. G. Cherniak, D. V. Chernenko and L. M. Sheremet, «VymIriuvalnI peretvoriuvachI fIzychnykh velichyn na poverkhnevykh akustychnykh khvyliakh [Measuring transducers of physical quantities on surface acoustic waves],» Electronics and Communications, vol. 15, no. 1 (60), pp. 153-157, 2011.

R. Fachberger and A. Erlacher, "Monitoring of the temperature inside a lining of a metallurgical vessel using a SAW temperature sensor," Procedia Chemistry, vol. 1, no. 1, pp. 1239-1242, September 2009. DOI: 10.1016/j.proche.2009.07.309

O. Bogdan, A. Orlov, O. Petrischev and V. Ulianova, "ZnO Nanostrctures as Sensing Element of Acoustic Wave Sensor," Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, no. 6/12 (60), pp. 16-22, 2012. URL: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/6021/5417

A. Zbrutsky, N. Chernyak and G. Skripkovsky, "Creation of low cost linear accelerometers for navigation and control systems," in Symposium Gyro Technology, 2005.

V. Kalinin, R. Lohr and A. Leigh, "Development of a calibration procedure for contactless torque and temperature sensors based on SAW resonators," in IEEE Ultrasonics Symposium, 2008. DOI: 10.1109/ultsym.2008.0459

M. F. Hribsek, D. V. Tosic and M. R. Radosavljevic, "Surface Acoustic Wave Sensors in Mechanical Engineering," FME Transactions, vol. 38, no. 1, pp. 11-18, 2010. URL: http://www.mas.bg.ac.rs/_media/istrazivanje/fme/vol38/1/02_mfhribsek.pdf

M. F. Zhovnir, O. O. Oliynik and L. D. Pisarenko, «Matematychni modeli sensoriv peremischen ta tysku na osnovi zburennia elektrychnoho polia poverkhnevykh akustychnykh khvyl [Mathematical models of displacement and pressure sensors based on the perturbation of the electric field of surface acoustic waves],» Journal of Nano- and Electronic Physics, vol. 8, no. 1, pp. 01024-01025, 2016. DOI: 10.21272/jnep.8(1).01024

M. F. ZhovnIr, M. V. Bitov and L. D. Pisarenko, «VymIriuvalnI peretvoriuvachI mIkroperemIshchen ta tysku na poverkhnevykh akustychnykh khvyliakh [Measuring transducers of micro-displacements and pressure on surface acoustic waves],» Electronics and Communications, vol. 21, no. 4 (93), pp. 49-57, 2016. DOI: 10.20535/2312-1807.2016.21.4.81907

M. F. Zhovnir, «Matematychna model pervynnoho peretvoriuvacha kutovykh peremishchen z kiltsevym pezoelektrychnym khvylevodom poverkhnevykh akustichnykh khvil [Mathematical model of the primary converter of angular displacements with a ring piezoelectric waveguide of SAW],» Visnyk NTU «KhPI». Seriya: «Mekhaniko-tekhnolohichni systemy ta kompleksy», no. 49 (1221), pp. 42-51, 2016.

M. F. Zhovnir, «Peretvoriuvach peremishchen z vykorystanniam fazovykh nabihan elektrychnoho polia poverkhnevykh akustychnykh khvyl [Transducer of displacements using phase surges of the electric field of surface acoustic waves],» Electronics and Communications, vol. 22, no. 1 (96), pp. 58-68, 2017. DOI: 10.20535/2312-1807.2017.22.1.90513

L. Reindl, "Wireless Passive Sensors: Basic principles and performances," in SENSORS, Lecce, Italy, 2008. DOI: 10.1109/icsens.2008.4716758

M. F. Zhovnir, O. M. Kuzmenko and S. I. Pokutnyi, "Radio SAW-Sensors for Physical Parameters Measurement," Journal of Applied Chemistry, no. 3 (1), p. 7–13, 2015.

E. Mackensen and L. Reindlж, "Wireless Passive SAW Identification Marks and Sensors," Smart Sensors and MEMS, no. 181, pp. 155-202, 2004. DOI: 10.1007/978-1-4020-2929-5_5

R. Matsuzaki, A. Todoroki, "Wireless Monitoring of Automobile Tires for Intelligent Tires," MDPI−Sensors, no. 8, p. 8123–8138, 2008. DOI: 10.3390/s8128123

D. Chernenko, M. Zhovnir, B. Tsyganok and O. Oliinyk, "Wireless Passive Sensor Using Frequency Coded SAW Structures," in 35th International Spring Seminar on Electronics Technology, Bad Aussee, Austria, 2012. DOI: 10.1109/isse.2012.6273174

D. Morgan, Ustroistva obrabotki sihnalov na poverkhnostnykh akusticheskikh volnakh [Devices for processing signals on surface acoustic waves], Moskow: Radio and communicaion, 1990, p. 416.

M. F. Zhovnir, «PezoelektrychnI plIvkovi khvylevody poverkhnevykh akustychnykh khvyl [Piezoelectric film waveguides of surface acoustic waves],» Journal of Nano-and Electronic Physics, vol. 8, no. 4 (1), pp. 04007-1-04007-7, 2016. DOI: 10.21272/jnep.8(4(1)).04007

A. A. Dvornikov, V. I. Ogurtsov and G. M. Utkin, Stabilnyie generatoryi s filtrami na poverhnostnyih akusticheskih volnah [Stable generators with filters on surface acoustic waves], Moskow: Radio and communication, 1983, p. 136.

V. S. Orlov and V. S. Bondarenko, Filtryi na poverhnostnyih akusticheskih volnah [Filters on surface acoustic waves], Moskow: Radio and communications, 1984, p. 272.




DOI: https://doi.org/10.20535/2523-4455.2017.22.5.99887

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2017 Жовнір М. Ф.

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN: 2523-4447
e-ISSN: 2523-4455