SU1483250A1 - Акустоэлектронный датчик угла поворота - Google Patents
Акустоэлектронный датчик угла поворота Download PDFInfo
- Publication number
- SU1483250A1 SU1483250A1 SU874316734A SU4316734A SU1483250A1 SU 1483250 A1 SU1483250 A1 SU 1483250A1 SU 874316734 A SU874316734 A SU 874316734A SU 4316734 A SU4316734 A SU 4316734A SU 1483250 A1 SU1483250 A1 SU 1483250A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- cylinders
- semi
- stationary
- cylinder
- piezostructures
- Prior art date
Links
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к контрольно - измерительной технике и может быть использовано дл прецизионного измерени угла поворота объекта в робототехнике, гибких производственных модул х и системах управлени . Целью изобретени вл етс расширение диапазона измерений. Акустоэлектронный датчик угла поворота содержит три коаксиально расположенных пьезоэлектрических цилиндра, разделенных воздушным зазором, величина которого не превышает четверти периодов решетки встречно - штыревых преобразователей (ВШП), расположенных на внешней поверхности неподвижного среднего цилиндра. Второй и третий цилиндры состо т из двух разнородных полуцилиндров, собранных на фланце, и имеют возможность поворачиватьс относительно неподвижного цилиндра, закрепленного в основании корпуса. Толщина стенок неподвижного цилиндра не превышает двух периодов решетки ВШП. В стенках цилиндров выполнены прорези вдоль оси вращени . Одна пара полуцилиндров выполнена из материала, в котором скорость ПАВ больше, а друга пара - из материала со скоростью ПАВ меньше, чем в материале неподвижного цилиндра. ВШП образуют две линии задержки со звукопроводами, образованными подвижными цилиндрами, при повороте которых измен етс врем задержки за счет увеличени или уменьшени длины участков полуцилиндров с разной скоростью акустической волны. 2 з.п. ф - лы, 3 ил.
Description
Изобретение относитс к технике, св занным с определением углового положени объекта с одной степенью свободы, а также взаимной ориентации детали и инструмента , и может быть использовано в робототехнике, обрабатывающих центрах, системах управлени
Цель изобретени - расширение диапазона измерений.
На фиг 1 представлен датчик дл значени измер емого угла поворота, равного 90°, вертикальный резрез, на фиг 2 - разрез Б-Б на фиг. 1, на фиг 3 - вид А на фиг 1
Акустоэлектронный датчик угла поворота содержит корпус 1 цилиндрической формы с калиброванным отверстием, в котором установлен первый неподвижный пьезоэлектрический цилиндр 2. Толщина стенок цилиндра 2 не превышает двух периодов решетки встречно-штыревых преобразователей (ВШП) 3, 4 и 5, 6, которые образуют две линии задержки акустических волн и размещены на внешней поверхности цилиндра 2 вдоль диаметрально противоположных образующих Вблизи от места креплени расположены группы контактных площадок 7, которые соединены с конJSb
00 СО IsD СЛ
тактными штыр ми 8 и гермовводами 9, расположенными в центральной области крышки 10 корпуса 1. С тыльной стороны ВШП 3, 4 и 5, б выполнены сквозные прорези, на кромках которых нанесен звукопоглотитель 11 и 12. Прорези ориентированы вдоль оси цилиндра 2 и параллельно Электродам ВШП, но по разные стороны относительно входных ВШП 3 и 5.
Внутри и снаружи неподвижного цилиндра 2 коаксиально с ним размещены второй и третий тонкостенные пьезоэлектрические цилиндры, состо щие из двух полуцилиндров 13, 14 и 15, 16 соответственно , разделенных до половины зазора- ми, в которых помещен акустический демпфер . Полуцилиндры выполнены из пьезо- электриков, в которых скорости акустических волн неодинаковы: в полуцилиндрах
13,15 - меньше, а в полуцилиндрах
14,16 - больше, чем скорость одно- типной волны, например поверхностной, в неподвижном цилиндре 2. Полуцилиндры собраны в единый узел на фланце 17. Внешн поверхность второго и внутренн поверхность третьего цилиндров раз- делены с соседними поверхност ми неподвижного цилиндра 2 фиксированным воздушным зазором, величина которого не превышает четверти периода решетки ВШП. Фланец 17 поворачиваетс относительно корпуса 1 без люфта. Прокладка 18 предо- хран ет сопр женные поверхности корпуса 1 и фланца 17, а также внутреннюю полость устройства, от вли ни внешней среды. Со стороны внешней поверхности фланца 17 выполнены калиброванные отверсти дл контактных штиф- тов.
Неподвижный цилиндр может быть изготовлен из пьезокварца, ось 7. кристалла направлена вдоль оси цилиндра. Левые половины подвижных цилиндров могут быть изготовлены из ниобата лити , а правые - из парателлурита, оптические оси которых ориентированы параллельно оси вращени .
Датчик работает следующим образом.
Входной преобразователь 3 возбуждает первую акустическую волну во втором и третьем цилиндрах, котора распростран етс по часовой стрелке и достигает выходного ВШП 4. Одновременно второй входной ВШП 5 возбуждают вторую акустическую волну, котора распростран етс во втором и третьеим цилиндрах против часовой стрелки и достигает выходного ВШП 6. Врем задержки первой акустической волны: Т LI , L-LI
V- V -VT (1)
где LI -длина траектории первой волны в полуцилиндрах 13 и 15; L - длина траектории волн, рассчитанна по длине
0
0 5 0 5
полуокружности среднего цилиндра между ВШП 3 и 4; L-LI - длина траектории первой волны в полуцилиндрах 14 и 16; Vi, Ґ2 - скорости акустических волн в материале полуцилиндров 13, 15 и 14, 16 соответственно.
Врем задержки второй акустической волны определ етс аналогично:
T VT+V2 (2)
где L-Li - длина траектории второй акустической волны в полуцилиндрах 13, 15; LI - длина траектории второй волны в полуцилиндрах 14, 16.
Волны, которые возбуждаютс ВШП 3 и 5 в противоположных направлени х, не проход т через воздушный зазор и рассеиваютс насечками.
Дл положени подвижных цилиндров, когда угол поворота равен нулю дл первой волны и дл второй волны:
,Ј и , v,v2.
i г.
Врем задержки первой акустической волны - минимально, а второй - максимально . Дл угла поворота, равного 180° Т| - максимально и Т2 - минимально по величине. Промежуточным значени м угла поворота соответствуют значени времени задержки
L
При дифференциальном включении линий задержки отношение разности фаз Аф прин тых сигналов к рабочей частоте ш составит:
(3)
,-Т2 .
Подставив (1) и (2) в (3), получим:
(L-2L, )Ј-Ј-.
У./,
Температурные изменени фазы в первой и второй лини х задержки одинаковы по знаку и близки по величине, следовательно, в значительной степени компенсируютс в дифференциальной схеме.
Техническими преимуществами датчика вл ютс высока точность измерени углов (до 0,001 градуса) в диапазоне от 0 до 180° и широкий диапазон рабочих температур .
Claims (3)
1. Акустоэлектронный датчик угла поворота , содержащий корпус, установленные в нем три пьезоструктуры, одна из которых подвижна , а друга - неподвижна , и две пары встречно-штыревых преобразователей , одна из которых расположена на
неподвижной пьезоструктуре, пьезострукту- ры расположены на фиксированном рассто нии между ними, не превышающем четверти периода решетки встречно-штыревых преобразователей, отличающийс тем, что, с целью расширени диапазона измерений, треть пьезоструктура выполнена подвижной , пьезоструктуры выполнены в виде концентрических цилиндров, встречно-штыревые преобразователи размещены попарно вдоль диаметрально противоположных образующих на внешней поверхности неподвижной пьезоструктуры, толщина стенки которой не превышает двух периодов решетки встречно-штыревых преобразователей , кажда из подвижных пьезоструктур выполнена из двух полуцилиндров и имеет в месте стыков по два зазора длиной до половины ее высоты, зазоры расположены на противоположных стыках полу0
цилиндров у их противоположных торцовых поверхностей одна пара полуцилиндров подвижных пьезоструктур выполнена из материала , в котором скорость поверхностной акустической волны больше скорости поверхностной акустической волны в материале неподвижной пьезоструктуры, а друга пара - из материала, в котором скорость меньше.
2.Датчик по п. , отличающийс тем, что в неподвижной пьезоструктуре параллельно ее оси выполнены пазы, равные по длине апертуре встречно-штыревых преобразователей и расположенные по разные стороны от них, а на кромки пазов нанесен звукопоглотитель.
3.Датчик по п. 1, отличающийс тем, что зазоры в подвижных пьезоструктурах выполнены с насечкой на кромках и заполнены звукопоглотителем.
8v
М V Ч 77 77 72 5 16
6
Фиг.1
6 12у „
17
5-Б
75
/2
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874316734A SU1483250A1 (ru) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Акустоэлектронный датчик угла поворота |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU874316734A SU1483250A1 (ru) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Акустоэлектронный датчик угла поворота |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1483250A1 true SU1483250A1 (ru) | 1989-05-30 |
Family
ID=21331885
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU874316734A SU1483250A1 (ru) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Акустоэлектронный датчик угла поворота |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1483250A1 (ru) |
-
1987
- 1987-10-15 SU SU874316734A patent/SU1483250A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1093891, кл. G 01 В 17/00, 1984 Авторское свидетельство СССР № 1104656, кл G 01 В 17/00, 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE8307226D0 (sv) | Forfarande for att bestemma acceleration | |
JP2008286521A (ja) | 回転速度検知ユニット、及び回転速度センサ | |
SU1483250A1 (ru) | Акустоэлектронный датчик угла поворота | |
US4705979A (en) | Stress and temperature compensated surface acoustic wave devices | |
RU2683810C1 (ru) | Интегральный микромеханический гироскоп-акселерометр | |
RU2039996C1 (ru) | Акселерометр | |
SU1552106A1 (ru) | Датчик ускорени | |
RU2335738C1 (ru) | Чувствительный элемент резонансного гироскопа на поверхностных акустических волнах | |
SU1179106A1 (ru) | Устройство дл измерени линейных перемещений | |
Meitzler et al. | SAW interferometers using micromachined silicon plates | |
SU1104656A1 (ru) | Датчик угла поворота | |
SU888045A1 (ru) | Датчик ускорений | |
SU1167452A1 (ru) | Датчик силы | |
SU1638637A1 (ru) | Дифференциальный пьезорезонансный кварцевый измерительный преобразователь | |
SU1093891A1 (ru) | Датчик угла поворота на поверхностных акустических волнах | |
SU1646994A1 (ru) | Устройство дл измерени скорости поверхностных акустических волн в пьезокварцевых пластинах ST-среза | |
Sorvina | Concentric Topology for Sensitive Elements of Surface Acoustic Wave Devices | |
SU1134889A1 (ru) | Устройство дл измерени усилий | |
SU1642286A1 (ru) | Датчик давлени | |
SU513276A1 (ru) | Пьезоэлектрическое устройство дл измерени статических усилий | |
SU798501A1 (ru) | Емкостной вибропреобразователь | |
SU759860A1 (ru) | Акустический частотный датчик 1 | |
SU1578537A1 (ru) | Электрокинетический преобразователь акустических колебаний | |
SU668031A1 (ru) | Вибродвигатель | |
RU2345446C1 (ru) | Чувствительный элемент резонансного гироскопа на поверхностных акустических волнах с драйвером |