Acoustoelectronic transducers with contactless sensitive elements

Abstract

Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" kpi.uaРеферат-Запропоновані функціональні схеми та приведені результати оцінки метрологічних параметрів аку-стоелектронних перетворювачів фізичних величин на основі використання параметрів електричного поля, що ви-никає 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 сиг-налів на основі універсального вторинного акустоелектронного перетворювача, а конструкція первинного пере-творювача (мембрани) визначається заданими коефіцієнтом перетворення та динамічним діапазоном вимірюваль-ної фізичної величини.Використання рухомого безконтактного зустрічно-штирового перетворювача в електричному полі ПАХ, що по-ширюється 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. I.ВСТУП В теперішній час приділяється велика увага акус-тоелектронним перетворювачам (АЕП) на поверхне-вих акустичних хвилях (ПАХ), які при відносно неви-соких частотах (десятки -сотні мегагерц) забезпечу-ють, завдяки малим довжинам хвиль, простоті їх збу-дження та приймання, високу чутливість перетво-рення інформаційних сигналів в широкому динаміч-ному діапазоні при застосуванні частотних та фазо-вих методів вимірювання. Такі перетворювачі можуть використовуватись для вимірювання сили та тиску, прискорення, лінійних, кутових переміщень та швидкості, вологості, температури та складу газового середовища, напруженостей електричного та магніт-ного полів тощо [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11].В останні роки пристрої на ПАХ впроваджуються також у безпровідні радіовимірювальні системи, які містять пристрій опитування і обробки інформації та дистанційно віддалені безпровідні перетворювачі на поверхневих акустичних хвилях і застосовуються для радіомоніторингу оточуючого середовища та конт-ролю параметрів рухомих об'єктів, у тому числі вони можуть функціонувати в агресивному середовищі [12][13][14][15][16][17][18][19].A. Аналіз літературних даних і постановка про-блеми Зазвичай, в акустоелектронних перетворювачах фізичних величин на ПАХ використовується чутли-вість спеціальних зрізів п'єзоелектричних матеріалів до напружень та деформацій. Недоліком перетворю-вачів, в яких здійснюється деформація звукопроводу, є низька надійність, внаслідок можливого руйну-вання мембрани через крихкість п'єзоелектричного звукопроводу при перевантаженнях та складність виготовлення мембран у звукопроводі, на основі якого виготовляється модуль на ПАХ для кожного заданого динамічного діапазону вимірювальної вели-чини [1][2][3...