RU2357212C1 - Electronic gyro - Google Patents

Electronic gyro Download PDF

Info

Publication number
RU2357212C1
RU2357212C1 RU2007141973/28A RU2007141973A RU2357212C1 RU 2357212 C1 RU2357212 C1 RU 2357212C1 RU 2007141973/28 A RU2007141973/28 A RU 2007141973/28A RU 2007141973 A RU2007141973 A RU 2007141973A RU 2357212 C1 RU2357212 C1 RU 2357212C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
electrodes
surface acoustic
piezoelectric plate
plate
pair
Prior art date
Application number
RU2007141973/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Богословский (RU)
Владимир Сергеевич Богословский
Original Assignee
Владимир Сергеевич Богословский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Сергеевич Богословский filed Critical Владимир Сергеевич Богословский
Priority to RU2007141973/28A priority Critical patent/RU2357212C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2357212C1 publication Critical patent/RU2357212C1/en

Links

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

FIELD: instrument making.
SUBSTANCE: invention relates to instrument making and can be used in machine building for measuring angular velocities. The proposed gyro incorporates a piezo-electric material plate with interlocking-pin transducers (IPT) applied thereon, reflecting structures of the surface acoustic wave driver and electrodes of the potential difference transducer arranged in pairs outside the IPT at distances making, at least half the period of standing acoustic waves, and a parallel to the direction of the said waves' propagation. Note that one electrode of each pair nearby one of the aforesaid plate opposite edges. The electrodes located closer to the same edge of the aforesaid plate are electrically connected with one bus and under the acoustic oscillation absorbing layer, while the electrodes of one pair are located along one crest of the standing but closer to the opposite edges of the said plate. The terminal buses can be arranged on stiffening ribs arranged on the plate edges and in parallel to the main direction of of surface acoustic wave propagation.
EFFECT: higher accuracy of measurement of angular velocity.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к приборам ориентации, навигации и систем управления подвижными объектами, и предназначено для измерения угловой скорости в этих системах.The invention relates to the field of instrumentation, namely to instruments of orientation, navigation and control systems for moving objects, and is intended for measuring angular velocity in these systems.

Известные волоконно-оптические гироскопы и лазерные гироскопы широко используются в инерциальной навигации и в системах наведения. Преимуществом этих гироскопов является достаточно высокая точность. Недостатком этих гироскопов является достаточно высокая стоимость и относительно большие габариты. К областям применения, требующим гироскопов менее дорогих и меньшего размера, относятся: системы автомобильной безопасности (системы против скольжения, системы камер), потребительские товары (видеокамеры, GPS, спортивное оборудование), промышленные товары (роботы, управление оборудованием), медицинские изделия (хирургические инструменты) [Сарапулов С.Л., Скрипновский Г.Н., Рим Д.В. Инерциальные эффекты в поверхностных и объемных упругих волнах и возможности их использования в твердотельных микрогироскопах / XII Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. 23-25 мая 2005. С.275-283].Known fiber optic gyroscopes and laser gyroscopes are widely used in inertial navigation and in guidance systems. The advantage of these gyroscopes is a fairly high accuracy. The disadvantage of these gyroscopes is the relatively high cost and relatively large dimensions. Applications requiring less expensive and smaller gyroscopes include: automotive safety systems (anti-slip systems, camera systems), consumer products (video cameras, GPS, sports equipment), manufactured goods (robots, equipment control), medical products (surgical tools) [Sarapulov S.L., Skripnovsky G.N., Rome D.V. Inertial effects in surface and bulk elastic waves and the possibility of their use in solid-state microgyroscopes / XII St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems. May 23-25, 2005. S.275-283].

Известны микромеханические гироскопы на основе кремния [Сарапулов С.Л., Скрипновский Г.Н., Рим Д.В. Инерциальные эффекты в поверхностных и объемных упругих волнах и возможности их использования в твердотельных микрогироскопах / XII Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. 23-25 мая 2005. С.275-283]. Такие гироскопы представляют собой пластину, закрепленную на торсионах и совершающую вынужденные колебания на собственной резонансной частоте. Гироскоп приводится в колебательное движение путем подачи сигнала на драйвер (как правило, электростатический). При внешнем вращении микромеханического гироскопа возникает сила Кориолиса, создающая колебания относительно измерительной оси. При этом зазор между подвижной массой микромеханического гироскопа и основанием изменяется, что приводит к изменению расстояния между электродами и соответствующей емкости. Измеряя изменение величины емкости, можно определить изменение угловой скорости вращения микромеханического гироскопа.Silicon-based micromechanical gyroscopes are known [Sarapulov S.L., Skripnovsky G.N., Rome D.V. Inertial effects in surface and bulk elastic waves and the possibility of their use in solid-state microgyroscopes / XII St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems. May 23-25, 2005. S.275-283]. Such gyroscopes are a plate mounted on torsion bars and performing forced oscillations at their own resonant frequency. The gyroscope is driven into oscillatory motion by applying a signal to the driver (usually electrostatic). With the external rotation of the micromechanical gyroscope, the Coriolis force arises, creating oscillations about the measuring axis. In this case, the gap between the moving mass of the micromechanical gyroscope and the base changes, which leads to a change in the distance between the electrodes and the corresponding capacitance. By measuring the change in the value of the capacitance, it is possible to determine the change in the angular velocity of rotation of the micromechanical gyroscope.

Однако вышеуказанные гироскопы имеют низкую точность и низкую механическую прочность.However, the above gyroscopes have low accuracy and low mechanical strength.

Известен также Виброгироскоп (патент РФ №2123219, H01L 41/08, 1998.12.10.), содержащий твердотельный элемент из сегнетоэлектрической керамики с размытым фазовым переходом, в виде монолитного стержня с крестообразным поперечным сечением, с двумя парами сплошных и двумя парами встречно-штыревых электродов. Сплошные электроды соединены параллельно и подключены к выходу первого генератора. Встречно-штыревые электроды подключены к частотно-задающим цепям второго и третьего генераторов. Выходы второго и третьего генераторов подключены к входам смесителя, выход которого подключен к входу детектора, а выход детектора подключен к входу индикатора.Also known is a Vyrogiroscope (RF patent No. 2123219, H01L 41/08, 1998.12.10.) Containing a solid-state element made of ferroelectric ceramics with a diffuse phase transition, in the form of a monolithic rod with a cross-shaped cross section, with two pairs of solid and two pairs of interdigital electrodes. The solid electrodes are connected in parallel and connected to the output of the first generator. Interdigital electrodes are connected to the frequency-setting circuits of the second and third generators. The outputs of the second and third generators are connected to the inputs of the mixer, the output of which is connected to the input of the detector, and the output of the detector is connected to the input of the indicator.

Стабильность и помехоустойчивость позволяют применять виброгироскоп в компактных системах навигации и автоматического управления подвижными объектами.Stability and noise immunity allow the use of a vibroscope in compact navigation systems and automatic control of moving objects.

Однако виброгироскоп имеет ограничения по рабочим характеристикам из-за принципа действия, который основан на вибрации подвешенных механических структур. Кроме того, эта подвешенная механическая структура очень чувствительна к внешним ударам и вибрации, т.к. она не может быть жестко присоединена к подложке из-за резонансной вибрации. Это ограничивает диапазон его применения.However, the gyroscope has performance limitations due to the principle of operation, which is based on the vibration of suspended mechanical structures. In addition, this suspended mechanical structure is very sensitive to external shocks and vibrations, as it cannot be rigidly attached to the substrate due to resonant vibration. This limits the range of its application.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является гироскоп [Патент US №6,516,665. "Микро-электро-механический гироскоп"/ Varadan V.K., Pascal B., Xavier, William D. Suh, Jose A. Kollakompil, Vasundara V. Varandan. 2003].The closest in technical essence to the invention is a gyroscope [US Patent No. 6,516,665. "Micro-electro-mechanical gyroscope" / Varadan V.K., Pascal B., Xavier, William D. Suh, Jose A. Kollakompil, Vasundara V. Varandan. 2003].

Микро-электро-механический гироскоп включает в себя пластину пьезоэлектрика, на которую нанесены встречно-штыревые преобразователи (ВШП) драйвера поверхностных акустических волн (ПАВ), ВШП чувствительного элемента колебаний ПАВ и отражающие структуры, расположенные за пределами встречно-штыревых преобразователей.A micro-electro-mechanical gyroscope includes a piezoelectric plate on which an interdigital transducer (IDT) of a surface acoustic wave (SAW) driver, an IDT of a sensitive element of SAW oscillations, and reflective structures located outside the interdigital transducers are applied.

Принцип действия микро-электро-механического гироскопа основан на использовании поверхностной акустической волны, распространяющейся по пьезоэлектрической подложке. В отличие от других, этот гироскоп имеет планарную конфигурацию без подвешенных резонансных механических структур, вследствие чего является устойчивым и ударопрочным.The principle of operation of a micro-electro-mechanical gyroscope is based on the use of a surface acoustic wave propagating along a piezoelectric substrate. Unlike others, this gyroscope has a planar configuration without suspended resonant mechanical structures, as a result of which it is stable and shockproof.

Недостатком микро-электро-механического гироскопа является низкая точность и соответственно невозможность использования его для высокоточных применений вследствие того, что электроды ВШП чувствительного элемента колебаний ПАВ неизбирательно воспринимают изменения пьезоэлектрических потенциалов, возникающие при действии разнонаправленных сил Кориолиса, соответствующих разнонаправленным движениям частиц пьезоэлектрической пластины, участвующих в формировании ПАВ. Вышеизложенные факты приводят к снижению чувствительности и точности оценивания угловой скорости, что и является недостатками прототипа.The disadvantage of a micro-electro-mechanical gyroscope is its low accuracy and, therefore, the impossibility of using it for high-precision applications due to the fact that the IDT electrodes of the sensitive element of SAW vibrations do not selectively perceive the changes in piezoelectric potentials that occur under the action of multidirectional Coriolis forces corresponding to multidirectional movements of the particles of the piezoelectric plate involved in the formation of surfactants. The above facts lead to a decrease in the sensitivity and accuracy of estimating the angular velocity, which is the disadvantages of the prototype.

Задачей настоящего изобретения является повышение чувствительности и точности при измерениях угловой скорости вращения с использованием пьезоэлектрических устройств.The objective of the present invention is to increase the sensitivity and accuracy when measuring the angular velocity of rotation using piezoelectric devices.

Техническим результатом является повышение точности и чувствительности измерений.The technical result is to increase the accuracy and sensitivity of measurements.

Технический результат достигается тем, что в электронном гироскопе, содержащем пьезопластину, на которую нанесены встречно-штыревые преобразователи и отражающие структуры драйвера поверхностных акустических волн, согласно изобретению за пределами встречно-штыревых преобразователей драйвера поверхностных акустических волн параллельно направлению распространения поверхностных акустических волн дополнительно попарно, на расстояниях, между двумя соседними парами электродов, не меньших половины периода поверхностных акустических волн, размещены электроды чувствительного элемента разности потенциалов, по одному электроду каждой пары у одного из противоположных краев пьезопластины, причем те из электродов каждой пары, которые находятся ближе к одному и тому же краю пьезопластины, электрически соединены под слоем поглотителя акустических колебаний с одной и той же контактной шиной, а находящиеся в одной паре электроды размещены один напротив другого, но ближе к противоположным краям пьезопластины, выполненной из пьезоэлектрика или пьезополупроводника.The technical result is achieved by the fact that in an electronic gyroscope containing a piezoelectric plate on which interdigital transducers and reflective structures of a surface acoustic wave driver are applied, according to the invention, outside the interdigital transducers of a surface acoustic wave driver parallel to the propagation direction of surface acoustic waves is additionally paired, on distances between two adjacent pairs of electrodes not less than half the period of surface acoustic On the other hand, electrodes of the sensing element of the potential difference are placed, one electrode of each pair at one of the opposite edges of the piezoelectric plate, moreover, those of the electrodes of each pair that are closer to the same edge of the piezoelectric plate are electrically connected under the acoustic absorber layer to the same the same contact bus, and the electrodes located in one pair are placed opposite each other, but closer to the opposite edges of the piezoelectric plate made of a piezoelectric or piezoelectric semiconductor.

Драйвер поверхностных акустических волн создает поверхностные акустические волны на поверхности пьезопластины, что является первичным вибрационным перемещением для этого гироскопа. Силы Кориолиса и первичные поверхностные акустические волны определяют вторичное вибрационное перемещение (вторичные поверхностные акустические волны) в направлении, ортогональном к направлению первичных поверхностных акустических волн. При этом силы Кориолиса, возникающие при наличии внешнего вращения основания гироскопа и приложенные к частицам пьезоэлектрика или пьезополупроводника, движущимся в одном направлении, противоположны по направлению силам Кориолиса, приложенным к другим частицам пьезоэлектрика или пьезополупроводника, в тот же момент времени на соседнем участке поверхностных акустических волн, движущимся в противоположном направлении.The driver of surface acoustic waves creates surface acoustic waves on the surface of the piezoelectric plate, which is the primary vibrational movement for this gyroscope. Coriolis forces and primary surface acoustic waves determine the secondary vibrational movement (secondary surface acoustic waves) in a direction orthogonal to the direction of the primary surface acoustic waves. In this case, the Coriolis forces arising in the presence of an external rotation of the base of the gyroscope and applied to particles of a piezoelectric or piezoelectric semiconductor moving in one direction are opposite in direction to the Coriolis forces applied to other particles of a piezoelectric or piezoelectric semiconductor at the same time in an adjacent section of surface acoustic waves moving in the opposite direction.

В отличие от прототипа в электронном гироскопе измеряется не разность потенциалов, создаваемая под действием одновременно разнонаправленных сил Кориолиса всеми пучностями стоячей первичной ПАВ на электродах чувствительного элемента вторичной поверхностной акустической волны, а разность потенциалов, образованная под действием эффекта увлечения частиц пьезоэлектрика или пьезополупроводника одновременно однонаправленными силами Кориолиса, то есть при движении частиц пьезоэлектрика только вдоль тех участков первичной поверхностной акустической волны, которые находятся на расстояниях, кратных периоду поверхностных акустических волн, что позволяет повысить показатели чувствительности и точности при измерении угловой скорости пьезопластины.In contrast to the prototype, an electronic gyroscope does not measure the potential difference created under the influence of simultaneously multidirectional Coriolis forces by all antinodes of the standing primary SAW on the electrodes of the sensitive element of the secondary surface acoustic wave, but the potential difference formed by the effect of entrainment of particles of a piezoelectric or piezoelectric semiconductor by simultaneously unidirectional Coriolis forces that is, when the particles of a piezoelectric move only along those sections of the primary surface acoustic waves that are located at distances that are multiples of the period of surface acoustic waves, which allows to increase the sensitivity and accuracy when measuring the angular velocity of the piezoelectric plate.

Другим отличием от прототипа является то, что расстояния между электродами одной пары электродов чувствительного элемента разности потенциалов, образующими одну пару, примерно равны апертуре драйвера первичных поверхностных акустических волн, а не как у прототипа, у которого расстояния между электродами одной пары электродов встречно-штыревого преобразователя чувствительного элемента вторичной поверхностной акустической волны соответствуют четверти длины волны вторичной поверхностной акустической волны в той ее части, которая распространяется за пределами апертуры встречно-штыревого преобразователя драйвера первичных поверхностных акустических волн.Another difference from the prototype is that the distances between the electrodes of one pair of electrodes of the sensing element of the potential difference, forming one pair, are approximately equal to the aperture of the driver of the primary surface acoustic waves, and not like the prototype, in which the distances between the electrodes of one pair of electrodes of the interdigital transducer the sensitive element of the secondary surface acoustic wave corresponds to a quarter of the wavelength of the secondary surface acoustic wave in that part of which uted outside the aperture of an interdigital transducer primary driver of surface acoustic waves.

Технический результат достигается за счет того, что разности потенциалов вдоль одного из участков первичной поверхностной акустической волны образуются в некоторые моменты времени только под действием однонаправленных сил Кориолиса, что обеспечивает увеличение амплитуды совокупной разности потенциалов на контактных шинах и, тем самым, повышение точности и чувствительности измерений по сравнению с прототипом.The technical result is achieved due to the fact that potential differences along one of the sections of the primary surface acoustic wave are formed at some points in time only under the action of unidirectional Coriolis forces, which ensures an increase in the amplitude of the total potential difference on the contact buses and, thereby, increasing the accuracy and sensitivity of measurements compared to the prototype.

Проведенный заявителем анализ уровня техники установил, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественным всем признакам заявленного устройства, отсутствуют, следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна".The analysis of the prior art conducted by the applicant has established that there are no analogues characterized by sets of features identical to all the features of the claimed device, therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

В настоящее время автору не известны гироскопы, которые имели бы такую высокую чувствительность и динамический диапазон, подходящий для многих промышленных применений, которые обеспечивает предлагаемая конструкция гироскопа.Currently, the author does not know gyroscopes that would have such a high sensitivity and dynamic range suitable for many industrial applications, which provides the proposed design of the gyroscope.

Результаты поиска известных технических решений в данной и смежных областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники.Search results for known technical solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the claimed invention from the prototypes have shown that they do not follow explicitly from the prior art.

Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение указанного технического результата, следовательно, заявленное изобретение соответствует "изобретательскому уровню".From the prior art determined by the applicant, the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the specified technical result has not been revealed, therefore, the claimed invention corresponds to the "inventive step".

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена схема электронного гироскопа.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of an electronic gyroscope.

Электронный гироскоп состоит из основания и выполненных на нем встречно-штыревых преобразователей и отражающих структур.An electronic gyroscope consists of a base and interdigital transducers and reflective structures made on it.

Основанием электронного гироскопа на ПАВ служит прямоугольная пьезопластина 1, выполненная из пьезоэлектрика или пьезополупроводника, например из кварца, ниобата лития или из CdS, CdSe, слоистой структуры LiNbO3 - Si соответственно [1].The surfactant based electron gyroscope is based on a rectangular piezoelectric plate 1 made of a piezoelectric or piezoelectric semiconductor, for example, quartz, lithium niobate or CdS, CdSe, and the layered structure of LiNbO 3 - Si, respectively [1].

На двух противоположных краях поверхности прямоугольной пьезопластины 1 в направлении распространения первичной ПАВ сформированы отражающие структуры 4 и ВШП 5 драйвера ПАВ, а в ортогональном направлении по обе стороны от апертуры драйвера ПАВ вдоль направления распространения первичной ПАВ сформированы электроды чувствительного элемента разности потенциалов 6, поглотители акустических колебаний 3 с контактными шинами 2 в соответствующей последовательности.On the two opposite edges of the surface of the rectangular piezoelectric plate 1 in the direction of propagation of the primary surfactant, reflective structures 4 and IDT 5 of the surfactant driver are formed, and in the orthogonal direction on both sides of the aperture of the surfactant driver along the propagation direction of the primary surfactant, electrodes of the potential difference 6 sensing element are formed, acoustic absorbers 3 with contact bars 2 in the corresponding sequence.

Отражающие структуры 4 расположены за ВШП 5 драйвера ПАВ, а электроды чувствительного элемента разности потенциалов 6, поглотители акустических колебаний 3 и контактные шины 2 - между другими двумя противоположными краями пьезопластины 1 вдоль направления распространения первичной ПАВ. Поглотители акустических колебаний 3 выполняют функции поглощения ПАВ так, чтобы поверхность пьезопластины 1 за поглотителями акустических колебаний была нечувствительной к ПАВ, создаваемым ВШП 5 драйвера ПАВ, что позволяет аккумулировать на одной контактной шине потенциалы, одновременно сформированные на электродах чувствительного элемента разности потенциалов 6 под действием сил Кориолиса одного направления.Reflecting structures 4 are located behind the IDT 5 of the surfactant driver, and the electrodes of the sensing element of the potential difference 6, acoustic absorbers 3 and contact buses 2 are between the other two opposite edges of the piezoelectric plate 1 along the propagation direction of the primary surfactant. Acoustic vibration absorbers 3 perform the functions of absorbing surfactants so that the piezoelectric plate 1 behind the acoustic absorbers is insensitive to the surfactants created by the IDT 5 of the surfactant driver, which allows the potentials to be accumulated on one contact bus simultaneously generated on the electrodes of the potential difference element 6 under the action of forces Coriolis one direction.

Устройство работает следующим образом. На ВШП 5 драйвера ПАВ от внешнего генератора (не показан) подается электрический сигнал с заданной частотой. Если пьезопластина 1 выполнена из ниобата лития, то электрический сигнал может иметь частоту около 1 ГГц.The device operates as follows. At IDT 5, a SAW driver from an external generator (not shown) is supplied with an electrical signal with a given frequency. If piezoelectric plate 1 is made of lithium niobate, then the electrical signal may have a frequency of about 1 GHz.

Первичные ПАВ создаются на пьезопластине 1 встречно-штыревыми преобразователями 5 драйвера ПАВ и отражающими структурами 4. Поверхностные акустические волны распространяются по пьезопластине 1 в области, ограниченной поглотителями акустических колебаний 3. Распространяясь дальше, первичная ПАВ взаимодействует с отражающими структурами 4.Primary surfactants are created on piezoelectric plate 1 by interdigital transducers 5 of the surfactant driver and reflective structures 4. Surface acoustic waves propagate along piezoelectric plate 1 in the region bounded by absorbers of acoustic vibrations 3. Propagating further, the primary surfactant interacts with reflective structures 4.

При появлении внешнего вращения основания гироскопа к вибрирующим заряженным частицам материала пластины пьезоэлектрика 1 прикладываются силы Кориолиса. Напряжение на контактных шинах обусловлено поперечным акустоэлектрическим эффектом, возникающим под действием сил Кориолиса [3].When the external rotation of the base of the gyroscope appears, the Coriolis forces are applied to the vibrating charged particles of the material of the piezoelectric plate 1. The voltage on the contact tires is due to the transverse acoustoelectric effect arising under the action of Coriolis forces [3].

В результате действия сил Кориолиса вибрирующие заряженные частицы материала пластины пьезоэлектрика 1 смещаются в направлении действия силы Кориолиса, изменяя распределение электрического потенциала. Так возникает разность потенциалов между электродами чувствительного элемента разности потенциалов 6, размещенными у противоположных краев пластины пьезоэлектрика.As a result of the action of the Coriolis forces, the vibrating charged particles of the material of the piezoelectric plate 1 are displaced in the direction of the action of the Coriolis force, changing the distribution of the electric potential. So there is a potential difference between the electrodes of the sensing element of the potential difference 6, located at the opposite edges of the piezoelectric plate.

Вибрирующие частицы материала пластины пьезоэлектрика 1, смещенные вследствие действия сил Кориолиса, через электроды 6 изменяют потенциалы на контактных шинах 2. Разность потенциалов между контактными шинами 2 является высокочастотным сигналом и может быть измерена, например, анализатором спектра [1].The vibrating particles of the material of the piezoelectric plate 1, displaced due to the action of Coriolis forces, change the potentials on the contact buses 2 through the electrodes 6. The potential difference between the contact buses 2 is a high-frequency signal and can be measured, for example, by a spectrum analyzer [1].

Для обеспечения возможности суммирования на контактных шинах 2 разностей потенциалов одного знака между электродами 6 и контактными шинами 2 наносится слой поглотителя акустических колебаний 3 или контактные шины размещаются на ребрах жесткости (не показаны), нечувствительных к колебаниям поверхности пьезоэлектрической пластины. В качестве поглотителя акустических колебаний 3 могут использоваться резиноподобные клеи различных марок.To ensure the possibility of summing the potential differences of the same sign on the contact buses 2 between the electrodes 6 and the contact tires 2, an acoustic absorber layer 3 is applied or the contact buses are placed on stiffeners (not shown) that are insensitive to vibrations of the surface of the piezoelectric plate. As an absorber of acoustic vibrations 3, rubber-like adhesives of various grades can be used.

По разности потенциалов между контактными шинами 2 судят о величине угловой скорости вращения пластины пьезоэлектрика 1. Угловую скорость определяют, например, по градуировочной характеристике гироскопа. При отсутствии внешнего вращения основания гироскопа силы Кориолиса не возникают, поэтому не возникает и разность потенциалов между контактными шинами 2, которая в этом случае практически равна нулю.The potential difference between the contact tires 2 is used to judge the magnitude of the angular velocity of rotation of the piezoelectric plate 1. The angular velocity is determined, for example, by the calibration characteristic of the gyroscope. In the absence of external rotation of the base of the gyroscope, Coriolis forces do not arise, therefore, there is no potential difference between the contact tires 2, which in this case is practically zero.

Таким образом, приведенные сведения доказывают, что при осуществлении заявленного изобретения выполнены следующие условия:Thus, the above information proves that when implementing the claimed invention, the following conditions are met:

- средство, воплощающее устройство-изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в приборостроении, а именно в системах навигации динамических объектов, в системах управления, в том числе в автомобильной промышленности и робототехнике;- a tool embodying the device of the invention in its implementation, is intended for use in instrumentation, namely in navigation systems of dynamic objects, in control systems, including in the automotive industry and robotics;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных и других известных до даты подачи заявки средств;- for the claimed invention as described in the independent claim, the possibility of its implementation using the described and other means known prior to the filing date of the application has been confirmed;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить получение указанного технического результата.- a tool embodying the claimed invention in its implementation, is able to provide the specified technical result.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности "промышленная применимость".Therefore, the claimed invention meets the condition of patentability "industrial applicability".

Источники информацииInformation sources

1. Морган Д. Устройства обработки сигналов на поверхностных акустических волнах / Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1990.1. Morgan D. Devices for processing signals on surface acoustic waves / Per. from English M .: Radio and communications, 1990.

2. Физическая акустика / Под ред. У.Мэзона. М.: Мир, 1969.2. Physical Acoustics / Ed. W. Mason. M .: Mir, 1969.

3. Кмита А.М., Медведь А.В. Поперечный акустоэлектрический эффект в слоистой структуре LiNbO3 - Si. "Письма ЖТФ"б, 1971, т.14, в.8, с.455.3. Kmita A.M., Medved A.V. Transverse acoustoelectric effect in the layered structure of LiNbO 3 - Si. "Letters of ZhTF" b, 1971, v.14, v.8, p.455.

Claims (2)

1. Электронный гироскоп, содержащий пьезопластину, на которую нанесены встречно-штыревые преобразователи и отражающие структуры драйвера поверхностных акустических волн, отличающийся тем, что за пределами встречно-штыревых преобразователей драйвера поверхностных акустических волн параллельно направлению распространения поверхностных акустических волн дополнительно попарно, на расстояниях между двумя соседними парами электродов, не меньших половины периода поверхностных акустических волн, размещены электроды чувствительного элемента разности потенциалов, по одному электроду каждой пары у одного из противоположных краев пьезопластины, причем те из электродов каждой пары, которые находятся ближе к одному и тому же краю пьезопластины, электрически соединены под слоем поглотителя акустических колебаний с одной и той же контактной шиной, а находящиеся в одной паре электроды размещены один против другого, но ближе к противоположным краям пьезопластины.1. An electronic gyroscope containing a piezoelectric plate on which interdigital transducers and reflective structures of a surface acoustic wave driver are applied, characterized in that outside the interdigital transducers of a surface acoustic wave driver parallel to the direction of propagation of surface acoustic waves is additionally paired, at distances between two adjacent pairs of electrodes, not less than half the period of surface acoustic waves, placed the electrodes of the sensitive ele potential difference, one electrode of each pair at one of the opposite edges of the piezoelectric plate, and those of the electrodes of each pair that are closer to the same edge of the piezoelectric plate are electrically connected under the acoustic absorber layer with the same contact bus, and The electrodes located in one pair are placed one against the other, but closer to the opposite edges of the piezoelectric plate. 2. Электронный гироскоп по п.1, отличающийся тем, что контактные шины размещены на ребрах жесткости, находящихся на краях пьезопластины и параллельных основному направлению распространения поверхностных акустических волн. 2. The electronic gyroscope according to claim 1, characterized in that the contact tires are placed on stiffeners located on the edges of the piezoelectric plate and parallel to the main direction of propagation of surface acoustic waves.
RU2007141973/28A 2007-11-12 2007-11-12 Electronic gyro RU2357212C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007141973/28A RU2357212C1 (en) 2007-11-12 2007-11-12 Electronic gyro

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007141973/28A RU2357212C1 (en) 2007-11-12 2007-11-12 Electronic gyro

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2357212C1 true RU2357212C1 (en) 2009-05-27

Family

ID=41023556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007141973/28A RU2357212C1 (en) 2007-11-12 2007-11-12 Electronic gyro

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2357212C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
САРАПУЛОВ С.Л. и др. Инерциальные эффекты в поверхностных и объмных упругих волнах и возможности их использования в твердотельных микрогироскопах. XII Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. 23-25 мая 2005, с.275-283. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102706337B (en) Piezoelectric disc micromechanical gyroscope
JP2011196823A (en) Vibration gyro element, vibration gyro sensor, method of detecting angular velocity by vibration gyro sensor and electronic device
JPH08334330A (en) Wave gyroscope and rotational angular velocity-detecting method using the gyroscope
US6769304B2 (en) Reduced start time for MEMS gyroscope
RU2357212C1 (en) Electronic gyro
RU2389000C1 (en) Micro-acoustic-electromechanical gyroscope and operation method thereof
JP2005519296A (en) Noise source for starting MEMS gyroscope
RU2392625C1 (en) Angular velocity measurement method
RU2335739C1 (en) Sensitive element of gyroscope on surface acoustic waves
RU2387951C1 (en) Twist gyroscope
RU2381510C1 (en) Gyroscope accelerometre
RU2390729C2 (en) Piezoelectric gyroscope
RU2335738C1 (en) Sensitive element of resonant gyroscope on surface acoustic waves
RU2347189C1 (en) Resonant gyroscope on superficial ultrasonic waves with partitioning of frequencies
RU2310165C1 (en) Surface acoustic wave operated gyroscope
RU2426131C1 (en) Method and device to measure angular speed
Varadan et al. Conformal MEMS-IDT gyroscopes and their comparison with fiber optic gyro
RU2329466C1 (en) Gyroscope operating at acoustic surface waves
RU2345446C1 (en) Sensitive element of resonant gyroscope on surface acoustic waves with driver
US8549916B2 (en) Angular velocity sensor
JP3135721B2 (en) Excitation type light detection angular velocity sensor
RU2348902C1 (en) Vibrating gyroscope using superficial ultrasonic waves
RU2353903C1 (en) Integral micromechanical gyroscope
RU2390727C1 (en) Gyroscope operating on acoustic surface waves
RU2359276C1 (en) Electronic angular rate measuring method (versions)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091113