聲表面波角速率傳感器的研究.pdf

1、自1980年Y.B.Lao從理論上證明了旋轉(zhuǎn)壓電載體上的聲表面波具有陀螺效應(yīng)以后，由于聲表面波角速率傳感器具有單層平面結(jié)構(gòu)、微型化、無源、無線、信號(hào)檢測(cè)電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，其越來越受到研究人員的重視。
　　 本文以Christoffel方程和Coulomb定理的電學(xué)方程為基礎(chǔ)，結(jié)合壓電方程，利用MATLAB語言編制了求解含哥氏力的波動(dòng)方程的數(shù)值仿真程序，并分別對(duì)XY112°-LiTaO3、YZ128°-LiNbO3和ST-SiO2三

2、種壓電材料進(jìn)行了數(shù)值仿真，分別得到了它們波速相對(duì)偏移量分別為：△V/V0=1.01ppm/r/s，△V/V0=0.91ppm/r/s和△V/V0=0.75ppm/r/s。由于△V/V0=△f/f0，因此可以得到相對(duì)頻率偏移量為△f/f0=1.01ppm/r/s，△f/f0=0.91 ppm/r/s，△f/f0=0.75ppm/r/s。
　　 根據(jù)理論研究結(jié)果，設(shè)計(jì)了一種S型雙通道聲表面波延遲線結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以減少溫度漂移帶來的

3、影響，并且可以消除三次渡越問題和體波干擾，同時(shí)可以提高器件的穩(wěn)定度和測(cè)量的準(zhǔn)確性。同時(shí)，選用XY112°-LiTaO3作為基底材料制作出了延遲線，其結(jié)構(gòu)尺寸：16.914mm×8.854mm，并搭建了振蕩電路和信號(hào)處理電路。設(shè)計(jì)制作出聲表面波角速率傳感器樣機(jī)。
　　 通過實(shí)驗(yàn)，該聲表面波角速率傳感器的靈敏度為0.314Hz·deg-1·s-1，其線性度為5.38％；同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)可以看出，在轉(zhuǎn)速低于1400deg/s時(shí)，具有較好的