RU2018131C1

RU2018131C1 - Syrface acoustic wave accelerometer

Info

Publication number: RU2018131C1
Authority: RU
Inventors: В.И. Баженов; В.М. Соловьев
Original assignee: Раменское приборостроительное конструкторское бюро
Priority date: 1992-09-17
Filing date: 1992-09-17
Publication date: 1994-08-15

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: accelerometer has base 1 with cantilevered sensitive element 2, delay line with input interdigital transdicers 3 and 6 and output interdigital tranducers 4 and 7, auxiliary measuring interdigital tranaducers 9 and 11, delay-line surface acoustic wave self-oscillators, an electronic unit for converting signals from interdigital transducers 9 and 11, differential reverse converter.The delay lines are formed on the main surface of sensitive elements. Auxiliary interdigital transducers 9 and 11 are formed on two surfaces of the base at a distance not greater than a quarter of a surface acoustic wave length from interdigital tranducers 3, 4 and 5, 6 and output interdigital transducer aperture being equal to at least resultant aperture of the input and auxiliary measuring interdigital transducers. The auxiliary interdigital transducer and input interdigital transducer on each side of the sensitive element are located on opposite sides relative to the axis of wave packet of the output interdigital transducer. EFFECT: enhanced accuracy. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к акселерометрам на поверхностных акустических волнах (ПАВ) для измерения ускорения подвижных объектов. The invention relates to measuring technique, namely to accelerometers on surface acoustic waves (SAWs) for measuring the acceleration of moving objects.

Известен акселерометр с преобразователями ПАВ, имеющий основание и закрепленный в нем консольный чувствительный элемент (ЧЭ), две линии задержки, выходные встречно-штыревые преобразователи (ВШП) которых расположены на основных поверхностях ЧЭ, входные ВШП - на торцовых плоскостях основания, имеющий ПАВ-автогенераторы на линиях задержки, полученные включением усилителя между входным и выходным ВШП, смеситель частот [1]. An accelerometer with surfactant converters is known, having a base and a cantilever sensitive element (CE) fixed in it, two delay lines, output interdigital transducers (IDT) of which are located on the main surfaces of the CE, input IDTs are on the end planes of the base, having SAW autogenerators on the delay lines obtained by turning on the amplifier between the input and output IDT, a frequency mixer [1].

Такой акселерометр имеет низкую разрушающую способность, ограниченную предельно допустимой деформацией ЧЭ. Such an accelerometer has a low destructive ability, limited by the maximum allowable deformation of the SE.

Большей разрушающей способностью обладает принятый за прототип акселерометр, содержащий консольный чувствительный элемент, закрепленный на основании, линии задержки с входными и выходными ВШП на каждой поверхности основания, обращенной к основным поверхностям ЧЭ, дополнительный измерительный ВШП на каждой основной поверхности ЧЭ, ПАВ-автогенераторы, каждый из которых образован усилителем, включенным между входным и выходным ВШП линии задержки, электронное устройство преобразования сигналов дополнительных измерительных ВШП, дифференциальный обратный преобразователь, элементы которого размещены на ЧЭ и основании [2]. The accelerometer adopted for the prototype, containing a cantilever sensing element mounted on the base, a delay line with input and output IDTs on each surface of the base facing the main surfaces of the CE, an additional measuring IDT on each main surface of the SE, SAW oscillators, each of which is formed by an amplifier connected between the input and output IDT delay lines, an electronic device for converting signals of additional measuring IDTs, differential ntsialny inverter elements which are arranged on the basis of CHE and [2].

Недостатками такого акселерометра являются температурная погрешность, вызванная неидентичностью температурных условий линии задержки на основании, наличие зоны нечувствительности на нижнем пределе измерений вследствие технологических допусков на изготовление элементов акселеромтера. Кроме того, увеличиваются габариты акселерометра вследствие того, что необходимо увеличивать длину линий задержки, чтобы разместить в ее пределах дополнительный измерительный ВШП. The disadvantages of such an accelerometer are the temperature error caused by the non-identical temperature conditions of the delay line on the basis of the dead band at the lower limit of measurements due to technological tolerances for the manufacture of accelerometer elements. In addition, the dimensions of the accelerometer are increasing due to the fact that it is necessary to increase the length of the delay lines in order to place an additional measuring IDT within it.

Целью изобретения является повышение точности измерений и миниатюризация конструкции акселерометра. The aim of the invention is to improve the accuracy of measurements and miniaturization of the design of the accelerometer.

Данная цель достигается в акселерометре на ПАВ, содержащем консольный чувствительный элемент, закрепленный на основании, линии задержки с входными и выходными ВШП преобразователями, дополнительные измерительные ВШП, ПАВ-автогенераторы, каждый из которых образован усилителем, включенным между входным и выходным ВШП линии задержки, электронное устройство цепи прямого преобразования сигналов дополнительных измерительных ВШП, подключенный к выходу электронного устройства дифференциальный обратный преобразователь, элементы которого размещены на ЧЭ и основании, тем, что линии задержки выполнены на обеих основных поверхностях ЧЭ на расстоянии не более четверти длины волны ПАВ от ВШП ЧЭ на каждой поверхности основания, обращенной к основной поверхности ЧЭ, образован дополнительный измерительный ВШП, при этом апертура выходного ВШП составляет не менее суммарной апертуры дополнительного измерительного ВШП и входного ВШП, дополнительный измерительный ВШП и входной ВШП расположены по разные стороны относительно оси пучка волн выходного ВШП в пределах его апертуры. This goal is achieved in a SAW accelerometer containing a cantilever sensor mounted on the base, a delay line with input and output IDT converters, additional measuring IDT, SAW self-oscillators, each of which is formed by an amplifier connected between the input and output IDT of the delay line, electronic a device for direct conversion of signals of additional measuring IDT, a differential inverter connected to the output of the electronic device, the elements of which are placed on the CE and the base, so that the delay lines are made on both main surfaces of the CE at a distance of no more than a quarter of the surfactant wavelength from the IDT of the SE On each surface of the base facing the main surface of the SE, an additional measuring IDT is formed, while the aperture of the output IDT is no less than the total aperture of the additional measuring IDT and the input IDT, the additional measuring IDT and the input IDT are located on different sides relative to the axis of the wave beam of the output IDT within its aperture.

Дополнительный и входной ВШП расположены по одну сторону от выходного ВШП. The secondary and input IDTs are located on one side of the output IDT.

При расположении линий задержки на ЧЭ они находятся в более идентичных температурных условиях, так как разделены тонкой пластиной ЧЭ, что обеспечивает малое температурное сопротивление для температур линий задержки. Расположение линий задержки на ЧЭ обеспечивает изменение частот ПАВ-автогенераторов при малых деформациях на нижнем пределе измеряемых ускорений, что выражается в изменении выходного сигнала акселерометра. When the delay lines are located on the SE, they are in more identical temperature conditions, since they are separated by a thin plate of the SE, which provides low temperature resistance for the temperatures of the delay lines. The location of the delay lines on the SE provides a change in the frequencies of SAW oscillators at small strains at the lower limit of the measured accelerations, which is expressed in a change in the output signal of the accelerometer.

При апертуре выходного ВШП большей суммарной апертуры и дополнительного ВШП, расположении входного и дополнительного измерительного ШВП по обе стороны относительно оси пучка волн выходного ВШП в пределах его апертуры обеспечивается получение сигнала с ПАВ-автогенераторов на дополнительных измерительных ВШП по каналу распространения волн, не совпадающему с каналом распространения волн от выходного ВШП к входному ВШП. With the aperture of the output IDT of a larger total aperture and additional IDT, the location of the input and additional measuring ballscrews on both sides relative to the axis of the wave beam of the output IDT within its aperture, a signal is generated from SAW oscillators on additional measuring IDTs along the wave propagation channel that does not coincide with the channel wave propagation from the output IDT to the input IDT.

Выполнение расстояния между линиями задержки на ЧЭ и дополнительными измерительными ВШП на основании, не большего четверти длины волны ПАВ, обеспечивает передачу сигналов ПАВ-автогенераторов с ЧЭ на дополнительные измерительные ВШП на основании и стопроцентную частотную модуляцию выходного сигнала акселерометра. Performing the distance between the delay lines on the SE and additional measuring IDTs on the basis of not more than a quarter of the SAW wavelength provides the transmission of signals of SAW-oscillators from the SE to additional measuring IDTs on the basis and one hundred percent frequency modulation of the accelerometer output signal.

Разделение каналов распространения волн путем выполнения апертуры выходного ВШП, не меньшей суммарной апертуры входного ВШП и дополнительного измерительного ВШП расположение входного и дополнительного измерительного ВШП по обе стороны относительно пучка волн выходного ВШП в пределах его апертуры позволяет выполнить входной ВШП и дополнительный измерительный ВШП по одну сторону от выходного ВШП. Разделением каналов распространения волн, выполнением входного ВШП и дополнительного измерительного ВШП по одну сторону от выходного ВШП, расположением дополнительных измерительных ВШП на основании достигается то, что отпадает необходимость в выполнении линии задержки большой длины для размещения между входным и выходным ВШП дополнительного измерительного ВШП. Separation of wave propagation channels by performing an aperture of the output IDT, not less than the total aperture of the input IDT and an additional measuring IDT, the location of the input and additional measuring IDTs on both sides relative to the wave beam of the output IDT within its aperture allows the input IDT and additional measuring IDT on one side of output IDT. By dividing the wave propagation channels, performing an input IDT and an additional measuring IDT on one side of the output IDT, and arranging additional measuring IDTs on the base, it is achieved that there is no need to create a long delay line for placing an additional measuring IDT between the input and output IDTs.

Обеспечение идентичных температурных условий для линий задержки приводит к уменьшению температурной погрешности акселерометра. Изменение выходного сигнала акселерометра за счет изменения частот ПАВ-автогенераторов при малых деформациях на нижнем пределе измерения вызывает увеличение порога чувствительности акселерометра. Стопроцентная частотная модуляция выходного сигнала акселерометра приводит к повышению его разрешающей способности. Уменьшение температурной погрешности, увеличение разрешающей способности и порога чувствительности обеспечивают повышение точности измерений акселерометра. Providing identical temperature conditions for the delay lines leads to a decrease in the temperature error of the accelerometer. A change in the output signal of the accelerometer due to a change in the frequencies of SAW oscillators at small deformations at the lower limit of measurement causes an increase in the sensitivity threshold of the accelerometer. One hundred percent frequency modulation of the output signal of the accelerometer leads to an increase in its resolution. Reducing the temperature error, increasing the resolution and sensitivity threshold provide improved measurement accuracy of the accelerometer.

Выполнением входного и дополнительного измерительного ВШП по одну сторону от выходного ВШП, размещением дополнительного измерительного ВШП вне пределов габаритов ЧЭ, уменьшением длин линий задержки достигается уменьшение габаритов ЧЭ и акселерометра. By performing the input and additional measuring IDTs on one side of the output IDT, placing the additional measuring IDT outside the limits of the SE dimensions, reducing the length of the delay lines, the dimensions of the SE and the accelerometer are reduced.

На фиг.1 приведен предлагаемый акселерометр; на фиг.2 - ЧЭ; на фиг.3 - основание акселерометра; на фиг.4 - структурная схема акселерометра. Figure 1 shows the proposed accelerometer; figure 2 - SE; figure 3 - the base of the accelerometer; figure 4 is a structural diagram of an accelerometer.

Акселерометр имеет основание 1 и закрепленный в нем консольный УЭ 2. На одной основной поверхности ЧЭ 2 расположены входной ВШП 3, выходной ВШП 4 и компенсационная катушка 5 первой половины дифференциального магнитоэлектрического обратного преобразова- теля. На второй основной поверхности ЧЭ 2 расположены входной ВШП 6, выходной ВШП 7 и компенсационная катушка 8 второй половины дифференциального магнитоэлектрического обратного преобразова- теля. The accelerometer has a base 1 and a cantilever RE 2 fixed in it. On one main surface of the SE 2 are the input IDT 3, the output IDT 4 and the compensation coil 5 of the first half of the differential magnetoelectric inverter. The input IDT 6, the output IDT 7 and the compensation coil 8 of the second half of the differential magnetoelectric inverter are located on the second main surface of the SE 2.

На первой поверхности основания 1, обращенной к основной поверхности ЧЭ 2 с ВШП 3 и 4, образован дополнительный измерительный ВШП 9 и расположена магнитная система 10 первой половины дифференциального магнитоэлектрического обратного преобразователя. На второй поверхности основания 1, обращенной к второй основной поверхности ЧЭ 2, образован дополнительный измерительный ВШП 11 и расположена магнитная система 12 второй половины дифференциального магнитоэлектрического обратного преобразова- теля. Расстояние d между дополнительным измерительным ВШП 9 на первой поверхности основания 1 и ВШП 3 и 4 на первой поверхности ЧЭ 2 составляет не более четверти длины волны ПАВ. Такое же расстояние d между дополнительным измери- тельным ВШП 11 на второй поверхности основания 1 и ВШП 6 и 7 на второй основной поверхности ЧЭ 2. Акселерометр закрыт крышкой 13. Выходной ВШП 4 на первой основной поверхности ЧЭ 2 имеет апертуру W₁, ось его пучка волн направлена по Х-Х. Входной ВШП 3 имеет апертуру W₂ и расположен в пределах апертуры W₁ выходного ВШП 4 по одну из сторон относительно оси Х-Х пучка волн выходного ВШП 4.On the first surface of the base 1, facing the main surface of the SE 2 with IDT 3 and 4, an additional measuring IDT 9 is formed and the magnetic system 10 of the first half of the differential magnetoelectric inverter is located. On the second surface of the base 1, facing the second main surface of the SE 2, an additional measuring IDT 11 is formed and the magnetic system 12 of the second half of the differential magnetoelectric inverter is located. The distance d between the additional measuring IDT 9 on the first surface of the base 1 and IDT 3 and 4 on the first surface of the SE 2 is not more than a quarter of the wavelength of the surfactant. The same distance d between the additional measuring IDT 11 on the second surface of the base 1 and IDT 6 and 7 on the second main surface of the SE 2. The accelerometer is closed by a cover 13. The output ID of 4 on the first main surface of the SE 2 has an aperture W ₁ , its beam axis waves directed along xx. The input IDT 3 has an aperture W ₂ and is located within the aperture W _{1 of the} output IDT 4 on one side relative to the axis X-X of the wave beam of the output IDT 4.

Дополнительный измерительный ВШП 9 на первой поверхности основания 1, обращенной к первой основной поверхности ЧЭ 2 с ВШП 3 и 4, имеет апертуру W₃, расположен в пределах апертуры W₁ выходного ВШП 4 на ЧЭ 2 по другую сторону относительно оси Х-Х пучка волн выходного ВШП 4. Таким образом, апертура W₁ выходного ВШП 4 составляет не менее суммарной апертуры W₂ входного ВШП 3 и апертуры W₃ дополнительного измерительного ВШП 9, дополнительный измерительный ВШП 9 и входной ВШП 3 лежат в пределах апертуры W₁ выходного ВШП 4 по разные стороны относительно оси пучка волн выходного ВШП 4.An additional measuring IDT 9 on the first surface of the base 1, facing the first main surface of the SE 2 with IDTs 3 and 4, has an aperture W ₃ , is located within the aperture W _{1 of the} output IDT 4 on the SE 2 on the other side relative to the axis X-X of the wave beam output IDT 4. Thus, the aperture W _{1 of the} output IDT 4 is not less than the total aperture W _{2 of the} input IDT 3 and the aperture W _{3 of the} additional IDT 9, the additional measuring IDT 9 and the input IDT 3 lie within the aperture W _{1 of the} output IDT 4 different sides about the axis pu output wave IDT 4.

Аналогичным образом выполнены входной ВШП 6, выходной ВШП 7 на второй основной поверхности ЧЭ 2, а также дополнительный измерительный ВШП 11 на второй поверхности основания 1. Для осуществления ПАВ-преобразований либо ЧЭ 2 выполняется из пьезоэлектрического материала, либо методом напыления в области расположения ВШП 3, 4, 6, 7, 9 и 11 образуется пленка из пьезоэлектрического материала, например окиси цинка. The input IDT 6, the output IDT 7 on the second main surface of the SE 2, as well as the additional measuring IDT 11 on the second surface of the base 1 are made in the same way. For SAW transformations, either the SE 2 is made of a piezoelectric material or by spraying in the area of IDT 3 , 4, 6, 7, 9, and 11, a film is formed from a piezoelectric material, for example zinc oxide.

В акселерометре включением усилителя 14 между входным ВШП 3 и выходным ВШП 4 образован первый ПАВ-автогенератор, включением усилителя 15 между входным ВШП 6 и выходным ВШП 7 - второй ПАВ-автогенератор. Дополнительный измерительный ВШП 9 подключен к усилителю 16 высокой частоты, соединенному с частотно-импульсным модулятором 17, к выходу которого подключена компенсационная катушка 5 первой половины дифференциального магнитоэлектрического обратного преобразователя. К дополнительному измерительному ВШП 11 подключен усилитель 18 высокой частоты, выход которого соединен с входом частотно-импульсного модулятора 19, подключенного своим выходом к компенсационной катушке 8 второй половины дифференциального магнитоэлектрического обратного преобразователя. К выходам частотно-импульсных модуляторов 17 и 19 подключены два входа реверсивного счетчика 20. In the accelerometer, by turning on the amplifier 14 between the input IDT 3 and the output IDT 4, the first SAW oscillator is formed, by turning on the amplifier 15 between the input IDT 6 and the output IDT 7 - the second SAW oscillator. An additional measuring IDT 9 is connected to a high-frequency amplifier 16 connected to a pulse-frequency modulator 17, to the output of which a compensation coil 5 of the first half of the differential magnetoelectric inverter is connected. An additional measuring IDT 11 is connected to a high-frequency amplifier 18, the output of which is connected to the input of a pulse-frequency modulator 19, which is connected by its output to the compensation coil 8 of the second half of the differential magnetoelectric inverter. The outputs of the pulse-frequency modulators 17 and 19 are connected to two inputs of a reversible counter 20.

Акселерометр работает следующим образом. The accelerometer works as follows.

Первый ПАВ-автогенератор с входным ВШП 3, выходным ВШП 4 и усилителем 14 генерирует сигнал с основной частотой f_о. Второй ПАВ-автогенератор с входным ВШП 6, выходным ВШП 7 и усилителем 15 также генерирует сигнал с основной частотой f_о. В это время при отсутствии ускорения ЧЭ 2 находится в среднем положении относительно поверхностей основания 1, противолежащих основным поверхностям ЧЭ 2. При этом расстояние между ВШП 3 и 4 на ЧЭ 2 и дополнительным измерительным ВШП 9 на основании 1, а также между ВШП 6 и 7 на ЧЭ 2 и дополнительным измерительным ВШП 11 на основании 1 составляют не более четверти длины волны ПАВ. В результате электрические поля в пьезоэлектрике в местах расположения ВШП 3, 4, 6 и 7, возбуждаемые при прохождении ПАВ во время работы ПАВ-автогенераторов, наводят в дополнительных измерительных ВШП 9 и 11 электрические сигналы с основной частотой f_о, соответствующей основной частоте обоих ПАВ-автогенераторов. Сигнал с частотой f_о от ВШП 9 поступает на усилитель 16 высокой частоты, усиленный сигнал преобразуется в частотно-импульсном модуляторе 17 в импульсный с частотой f_о следования импульсов, амплитудой U_о и длительностью импульса τ. С выхода частотно-импульсного модулятора 17 импульсы подаются в компенсационную катушку 5 первой половины дифференциального магнитоэлектрического обратного преобразователя. В результате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита магнитной системы 10 с магнитным полем, создаваемым током компенсационной катушки 5 возникает сила, направленная в сторону ЧЭ 2. Аналогично сигнал с ВШП 11 после усиления в усилителе 18 высокой частоты и преобразования в частотно-импульсном модуляторе 19 поступает в компенсационную катушку 8 второй половины дифференциального магнитоэлектрического обратного преобразователя, и во второй половине дифферен- циального магнитоэлектрического преобразователя создается сила, направленная также в сторону ЧЭ 2. Так как частоты, амплитуды и длительности импульсов в компенсационных катушках 5 и 10 равны, то равны и создаваемые ими силы. А вследствие того, что обе силы направлены в сторону ЧЭ 2, то их равнодействующая равна нулю. Поэтому ЧЭ 2 остается в нейтральном положении, и в результате вычитания в реверсивном счетчике 20 сигналов одинаковых частот f_о с частотно-импульсных модуляторов 17 и 19 на выходе реверсивного счетчика 20 получается разность импульсов, равная нулю, что свидетельствует об отсутствии ускорения. При наличии ускорения, направленного перпендикулярно основным поверхностям ЧЭ 2, например, так, что ЧЭ 2 перемещается в сторону основания 1 с ВШП 11, происходит деформация ЧЭ 2. При этом при небольших ускорениях, когда расстояния d между ВШП 3, 4 и 9, а также между ВШП 6, 7 и 11 составляют около четверти длины волны ПАВ, частота первого ПАВ-автогенератора увеличивается, электрические поля пьезоэлектрика возбуждают в ВШП 9 сигнал уменьшенной частоты первого ПАВ-автогенератора и в ВШП 11 сигнал увеличенной частоты второго ПАВ-автогенератора. В результате с выхода частотно-импульсного модулятора 17 на компенсационную катушку 5 следуют импульсы меньшей частоты, с выхода частотно-импульсного модулятора 19 на компенсационную катушку 8 поступают импульсы большей частоты, первая половина дифференциального магнитоэлектрического обратного преобразователя с компенсационной катушкой 5 и магнитной системой 10 создает меньшую силу, вторая половина обратного преобразователя с компенсационной катушкой 8 и магнитной системой 12 создает большую силу, и возникает разность сил, возвращающая ЧЭ 2 в нейтральное положение. На выходе реверсивного счетчика 20 получается разность импульсов, отличная от нуля и показывающая величину измеряемого ускорения.The first SAW oscillator with input IDT 3, output IDT 4 and amplifier 14 generates a signal with a fundamental frequency f _about . The second SAW oscillator with input IDT 6, output IDT 7 and amplifier 15 also generates a signal with a fundamental frequency f _about . At this time, in the absence of acceleration, the CE 2 is in the middle position relative to the surfaces of the base 1, opposite the main surfaces of the CE 2. At the same time, the distance between the IDT 3 and 4 on the SE 2 and the additional measuring IDT 9 on the basis of 1, as well as between IDT 6 and 7 on SE 2 and additional measuring IDT 11 on the basis of 1 make up no more than a quarter of the surfactant wavelength. As a result, the electric fields in the piezoelectric at the locations of IDTs 3, 4, 6, and 7, excited during the passage of SAWs during operation of SAW oscillators, induce electrical signals in the additional measuring IDTs 9 and 11 with the fundamental frequency f _о corresponding to the fundamental frequency of both SAWs auto generators. The signal with frequency f _{of the} IDT from 9 to an amplifier 16, high frequency, amplified signal is converted into frequency-pulse modulator 17 to a pulse of frequency f _of the pulse, the amplitude _{of the} U and a pulse duration τ. From the output of the frequency-pulse modulator 17, the pulses are fed into the compensation coil 5 of the first half of the differential magnetoelectric inverter. As a result of the interaction of the magnetic field of the permanent magnet of the magnetic system 10 with the magnetic field generated by the current of the compensation coil 5, a force is directed towards the SE 2. Similarly, the signal from IDT 11 after amplification in the high-frequency amplifier 18 and conversion in the pulse-frequency modulator 19 enters a compensation coil 8 of the second half of the differential magnetoelectric inverter, and a force is generated in the second half of the differential magnetoelectric transducer, directed also toward SE 2. Since the frequencies, amplitudes, and durations of pulses in the compensation coils 5 and 10 are equal, the forces created by them are equal. And due to the fact that both forces are directed towards the CE 2, their resultant is equal to zero. Therefore, the SE 2 remains in the neutral position, and as a result of subtraction of the signals of the same frequencies f _о from the frequency-pulse modulators 17 and 19 at the output of the reversible counter 20, the pulse difference is equal to zero, which indicates the absence of acceleration. In the presence of acceleration directed perpendicular to the main surfaces of the SE 2, for example, so that the SE 2 moves towards the base 1 with IDT 11, the deformation of the SE 2 occurs. Moreover, at small accelerations, when the distances d between IDTs 3, 4 and 9, and between the IDTs 6, 7 and 11 also comprise about a quarter of the SAW wavelength, the frequency of the first SAW oscillator increases, the electric fields of the piezoelectric excite the decreased frequency signal of the first SAW oscillator in IDT 9 and the increased frequency signal of the second SAW oscillator in IDT 11. As a result, pulses of a lower frequency follow from the output of the pulse-frequency modulator 17 to the compensation coil 5, pulses of a higher frequency come from the output of the pulse-frequency modulator 19 to the compensation coil 8, the first half of the differential magnetoelectric inverter with a compensation coil 5 and magnetic system 10 creates a smaller force, the second half of the inverter with the compensation coil 8 and the magnetic system 12 creates a large force, and there is a difference of forces that returns SE 2 to neutral. At the output of the reversible counter 20, a pulse difference is obtained that is non-zero and shows the magnitude of the measured acceleration.

При большем ускорении, когда расстояние d между ВШП 3, 4 и 9 становится более четверти длины волны, а расстояние между ВШП 6, 7 и 11 остается меньшим четверти длины волны ПАВ, электрические поля в пьезоэлектрике ЧЭ 2 возбуждают электрический сигнал еще более увеличенной частоты второго ПАВ-автогенератора в ВШП 11, но уже не возбуждают сигнал первого ПАВ-автогенератора в ВШП 9. В результате создается сила большей величины, обуслов- ленная большей частотой импульсов с выхода частотно-импульсного модулятора 19, только второй половиной дифференциального магнитоэлектрического обратного преобразователя, образованной компенса- ционной катушкой 8 и магнитной системой 12. Эта сила возвращает ЧЭ 2 в исходное положение. На выходе реверсивного счетчика 20 получается разность импульсов большой величины, обусловленная частотой второго ПАВ-автогенератора и характеризующая большую величину ускорения. With greater acceleration, when the distance d between IDTs 3, 4 and 9 becomes more than a quarter of the wavelength, and the distance between IDTs 6, 7 and 11 remains less than a quarter of the surfactant wavelength, the electric fields in the piezoelectric of the SE 2 excite an electric signal of an even higher frequency of the second SAW oscillator in IDT 11, but no longer excite the signal of the first SAW oscillator in IDT 9. As a result, a larger force is generated due to the higher pulse frequency from the output of the pulse-frequency modulator 19, only the second half of the differential second magnetoelectric inverter formed translational compensation coil 8 and the magnetic system 12. This force returns ChE 2 to its original position. At the output of the reversible counter 20, a large pulse difference is obtained, due to the frequency of the second SAW oscillator and characterizing a large acceleration value.

При ускорении противоположного знака ЧЭ 2 смещается в сторону поверхности основания 1 с ВШП 9, и большая сила создается первой половиной дифференциального магнитоэлектрического обратного преобразователя, состоящей из компенсационной катушки 5 и магнитной системы 10. Поэтому и в этом случае при балансе инерционных и компенсационных сил ЧЭ 2 возвращается в нейтральное положение. When accelerating the opposite sign, the SE 2 is shifted toward the surface of the base 1 with IDT 9, and a large force is created by the first half of the differential magnetoelectric inverse transducer, consisting of a compensation coil 5 and a magnetic system 10. Therefore, in this case too, when the inertial and compensation forces of the SE 2 are balanced returns to neutral.

При больших ускорениях расстояние d между ВШП 6 и 7 на ЧЭ 2 и ВШП 11 на основании 1 становится большем четверти длины волны ПАВ, и электрическое поле пьезоэлектрика не возбуждает сигнал второго ПАВ-автогенератора в ВШП 11. Зато расстояние между ВШП 3 и 4 на ЧЭ 2 и ВШП 9 на основании 1 остается меньшим четверти длины волны, что обеспечивает передачу сигнала первого ПАВ-автогенератора на ВШП 9. At high accelerations, the distance d between IDT 6 and 7 on the SE 2 and IDT 11 on the basis of 1 becomes larger than a quarter of the SAW wavelength, and the piezoelectric electric field does not excite the signal of the second SAW oscillator in IDT 11. But the distance between IDT 3 and 4 on the SE 2 and IDT 9 on the basis of 1 remains less than a quarter of the wavelength, which ensures the transmission of the signal of the first SAW oscillator to IDT 9.

Величина ускорения получается с кодового выхода, а знак ускорения - с знакового выхода реверсивного счетчика 20. The acceleration value is obtained from the code output, and the acceleration sign is obtained from the sign output of the reverse counter 20.

Измеряемое ускорение "а" пропорционально количеству импульсов N, получаемых с выход реверсивного счетчика 20,
a = K N, где К - коэффициент преобразования акселерометра.The measured acceleration "a" is proportional to the number of pulses N received from the output of the reversible counter 20,
a = KN, where K is the conversion coefficient of the accelerometer.

Claims

1. ACCELEROMETER ON SURFACE ACOUSTIC WAVES, containing a cantilever sensing element fixed to the base, a delay line with input and output interdigital transducers, additional measuring interdigital transducers, self-oscillators, each of which is formed by an amplifier connected between the input and output interdigital a pin line delay converter, an electronic device for the direct signal conversion circuit of additional measuring interdigital transducers a differential inverse transducer connected to the output of the electronic device, the elements of which are located on the sensitive element and the base, characterized in that the delay lines are made on both main surfaces of the sensitive element, an additional measuring interdigital transducer is formed at a distance of no more than a quarter of the wavelength from the opposite pin transducers of the sensing element on each surface of the base facing the main surface of the sensitive element In this case, the aperture of the output interdigital transducer is not less than the total aperture of the additional measuring interdigital transducer and the input interdigital transducer, the additional interdigital transducer and the input interdigital transducer are located on different sides relative to the axis of the wave beam of the output interdigital a pin converter within its aperture.

2. The accelerometer according to claim 1, characterized in that the additional interdigital transducer and the input interdigital transducer are located on one side of the output interdigital transducer.