Акустоелектронні перетворювачі з безконтактними чутливими елементами

Myroslav Valeriievych Bitov, Mykolai Fedorovych Zhovnir, Leonid Dmytrovych Pysarenko, Tatyana Ievgenevna Pleshka

Анотація


Запропоновані функціональні схеми та приведені результати оцінки метрологічних параметрів акустоелектронних перетворювачів фізичних величин на основі використання параметрів електричного поля, що виникає при поширенні поверхневих акустичних хвиль (ПАХ) на п’єзоелектричних поверхнях.

Використання дисперсії фазової швидкості ПАХ, що виникає при збуренні мембраною електричного поля ПАХ, дозволяє створювати високочутливі  перетворювачі мікропереміщення, тиску, прискорення, гідроакустичних сигналів на основі універсального вторинного акустоелектронного перетворювача, а конструкція первинного перетворювача (мембрани) визначається заданими коефіцієнтом перетворення та динамічним діапазоном вимірювальної фізичної величини.

Використання рухомого безконтактного зустрічно-штирового перетворювача в електричному полі ПАХ, що поширюється на п’єзоелектричній поверхні, дозволяє створювати  високочутливі  акустоелектронні  перетворювачі  лінійного та кутового переміщення, швидкості та прискорення в широкому діапазоні.

Бібл. 21, рис.3.


Ключові слова


поверхнева акустична хвиля (ПАХ); перетворювач мікропереміщення та тиску; перетворювач лінійних та кутових переміщень; п’єзоелектричний хвилевід; зустрічно-штировий перетворювач

Повний текст:

PDF

Посилання


P. F. Polyakov; V. A. Horunzhiy; V. P. Polyakov, Akustoelektronika. Fiziko-tehnologicheskie osnovyi i primenenie: Sprav. posobie: V 2 t. 1 [Acoustoelectronics. Physical and technological basis and application: Ref. Allowance: 2 t.], vol. I, т. 1, Kharkiv: "SMIT company" ltd, 2007.

M. F. Zhovnir; M. G. Chernyak; D. V. Chernenko; L. M. Sheremet, «VimIriuvalnI peretvoriuvachI fIzychnykh velichyn na poverkhnevykh akustychnykh khvyliakh [Measuring transducers of physical quantities on surface acoustic waves],» Electronics and Communications, no. 16, № 1 (60), pp. 153-157, 2011.

Y. I. Lepih, «Datchik davleniya s tenzochuvstvitelnyim preobrazovatelem na poverhnostnyih akusticheskih volnah [Pressure sensor with strain-sensitive transducer on surface acoustic waves],» Tekhnolohyya y konstruyrovanye v elektronnoy aparature, no. 3, pp. 53-54, 2004.

O. Bogdan; A. Orlov; O. Petrischev; V. Ulianova, "ZnO Nanostrctures as Sensing Element of Acoustic Wave Sensor," Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, no. 6/12 (60), pp. 16-22, 2010. URL: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/6021/5417

M. F. Zhovnir; O. O. Oliynik; L. D. Pisarenko, «Matematychni modeli sensoriv peremishchen ta tysku na osnovi zburennia elektrychnogo polia poverhnevykh 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. VIII, no. 1, pp. 01024-01025, 2016. DOI: 10.21272/jnep.8(1).01024

M. F. ZhovnIr; M. V. BItov; L. D. Pisarenko, «VymIriuvalnI peretvoriuvachI mIkroperemIshchen ta tysku na poverkhnevykh akustychnykh hvyliakh [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 pervynnogo peretvoriuvacha liniinykh peremishchen z ruhomym priimachem poverhnevykh akustychnykh khvyl [Mathematical model of the primary transducer of linear displacements with a mobile receiver of surface acoustic waves],» Visnyk NTU «KhPI». Seriya: «Mekhaniko-tekhnolohichni systemy ta kompleksy», no. 7 (119), pp. 48-57, 2016.

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

M. F. Zhovnir, «eretvoriuvach 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

Y. I. Lepih, «Datchik ugla povorota generatornogo tipa s elementom na poverhnostnyih akusticheskih volnah [Sensor of generator-type rotation angle with element on surface acoustic waves],» Technology and design in electronic equipment, no. 3, pp. 24-25, 2009.

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

O. M. Bondarenko; O. V. Kaznadiy, «Hyroskopichni efekty v pasyvnykh mikroelektronnykh datchykakh kutovoi shvydkosti [Gyroscopic effects in passive microelectronic angular velocity sensors],» Datchyky y systemy, no. 6, pp. 58-65, 2001.

V. Kalinin; R. Lohr; 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; M. R. Radosavljevic, "Surface Acoustic Wave Sensors in Mechanical Engineering," FME Transactions, no. 38, pp. 11-18, 2010.

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

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

L. Reindl, "Wireless Passive Sensors: Basic Principles and Performances," in IEEE SENSORS, 2008. DOI: 10.1109/icsens.2008.4716758

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

D. Chernenko; M. Zhovnir; O. Oliinyk; B. Tsyganok, «Wireless Passive Sensor Using Frequency Coded SAW Structures,» в 35th International Spring Seminar on Electronics Technology, 2012. DOI: 10.1109/isse.2012.6273174

D. Morgan, Ustroystva obrabotki signalov na poverhnostnyih akusticheskih volnah [Signal processing devices on surface acoustic waves], Moscow: Radio and Communications, 1990, p. 416.

S. D. Ponomarev; L. E. Andreeva, Raschet uprugih elementov mashin i priborov [Calculation of elastic elements of machines and devices], Moscow: Mashynostroenye, 1980, p. 326.




DOI: https://doi.org/10.20535/2312-1807.2017.22.3.104417

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Copyright (c) 2017 Бітов М. В., Жовнір М. Ф., Писаренко Л. Д., Плешка Т. Є.

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