SU1638636A1 - Алексерометр на поверхностных акустических волнах - Google Patents

Description

(21)4609600/10

(22)17.10088

(46) 30.03.91. Бюл. fr 12

(71)Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса

(72)В.Ю. Снитко

(53)531.768(088.8)

(56)Патент Франции № 2537726, кл. G 01 Р 15/08, 1982„

Патент Франции У 2528183, кл. G 01 Р 15/08, 1982„

(54)АКСЕЛЕРОМЕТР НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ

(57)Изобретение относитс  к низкочастотным линейным акселерометрам пр мого преобразовани . Цель изобретени  - повышение точности измерени  ускорений,, В процессе измерени  чувствительный элемент, несущий на себе оптическую фазовую решетку 15, прогибаетс . Световой поток от источника 5, модулированный по фазе решеткой 15, проходит через свето- прозрачную пьезоэлектрическую пластину 10, по которой распростран етс  поверхностна  акустическа  волна. Фаза сигнала с фотоприемника 9 по отношению к сигналу с генератора 12 зависит от угла между плоскост ми поверхности пластинки 10 и консоли при прогибе последнего под действием измерительных сил. 3 ил.

оэ

GO 00 О

со

О5

Изобретение относитс  к технике измерени  параметров движени , в частности к низкочастотным акселерометрам пр мого преобразовани  на поверхностных акустических волнах.

Цель изобретени  - повышение точности измерений.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого акселерометра; на фиг„ 2 - несуща  рама с консольным элементом; на фиг. 3 - временные диаграммы, по сн ющие работу акселерометра

Акселерометр на поверхностных акустических волнах (ПАВ) содержит корпус 1, прикрепленную к нему несущую раму 2 с консольным элементом

3,встречно-штыревой преобразователь

4,когерентный источник с плоскопараллельным фронтом излучени  - полупроводниковый диодный лазер 5 с линзой 6, фокусирующую линзу 7, диафрагму 8, фотодиод 9, светопрозрачную полированную с обеих сторон пьезоэлектрическую пластинку 10 с поглотител ми ft ПАВ, а также генератор 12

и последовательно соединенные фазометр 13 и блок 14 считывани . Выход генератора 12 параллельно соединен с встречно-штыревым преобразователем 4 ПАВ и вторым входом фазометра 13„ Несуща  рама 2 с консольным элементом 3 выполнена из светопрозрач7 ного материала с нанесенной оптической фазовой решеткой 15, представл ющей собой периодическую структуру полос с чередующимс  коэффициентом преломлени  света с шагом, равным длине ПАВ.

Акселерометр на ПАВ работает следующим образом.

При подаче возбуждающего напр жени  от генератора 12 на встречно- штыревой преобразователь 4 в свето- прозрачной полированной с обеих сторон пьезоэлектрической пластинке возбуждаетс  ПАВ, котора  распростран етс  вдоль пьезоэлектрической пластинки, в конце которой поглощаетс  поглотителем 11. Одновременно полупроводниковый диодный лазер 5 излучает поток световой волны 1 (фиг„ 3, а), плоский фронт которой формируетс  линзой 6 и проходит через светопрозрачную консоль 3 с нан сенной фазовой решеткой 15, где глубина фазовой модул ции равна /4, а шаг равен длине ПАВ Д пав (фиг. 3 б) „ При 3fOM предполагаетс , что

5

0

5

0

5

0

45

50

55

Claims (1)

1. распределение фазы в пространстве - посто нное и определ етс  профилем решетки. Далее модулированный по фазе световой поток Ф(1) проходит через светопроэрачную полированную с обеих сторон пьезоэлектрическую пластинку 10, по которой распростран етс  ПАВ. Момент t 0 показан на фиг,, 3, г„ После этого сфокусированный фокусирующей линзой 7 световой поток, пройд  диафрагму 8, ограничивающую паразитное освещение, попадает в фотодетектор 9, в котором, благодар  интерференции модулированных фазовой оптической решеткой и ПАВ световых лучей, получаетс  сигнал с минимальной амплитудой (фиг, 3, д). Через интервал Т/2, где Т - период ПАВ, ПАВ перемещаетс  на рассто ние ft/2, где Д - длина волны ПАВ, и получаетс  модулированный по фазе фронт световой волны (фиг. 3, е), после чего образуетс  сигнал с максимальной амплитудой (фиг. 3, ж). Так как ПАВ распростран етс  непрерывно, интенсивность освещени  и амплитуда выходного сигнала фотодетектора из-за интерференции мен ютс  периодически с частотой ПАВ (фиг0 3, з). Сигнал с фотодиода 9 (фиг„ 3, з) подаетс  на фазометр 13, на второй вход которого поступает сигнал от генератора 12„ Фаза сигнала (фиг. 3, з), сн того с фотодиода 9, по отношению к сигналу генератора 12, зависит от угла между плоскост ми поверхности пьезопластин- ки 10 и консоли 3, При наличии ускорени  консоль 3 под действием инерционных сил отклон етс  на угол, пропорциональный ускорению, вследствие чего пропорционально измен етс  фаза выходного сигнала фотодиода 9, котора  измер етс  фазометром 13 и фиксируетс  блоком 14 считывани . Дл  получени  максимального сигнала рассто ние L между консолью 3 и поверхностью пьезопластинки 10 выбираетс  из услови  L п-ft2/А, где А - длина световой волны; п - целое число Формула изобретени 

   Акселерометр на поверхностных акустических волнах, содержащий установленную в корпусе несущую раму с консольным чувствительным элементом и встречно-штыревой преобразователь поверхностных акустических волн, включенный в цепь генератора, о т личающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени , он снабжен когерентным источником с плоскопараллельным фронтом излучени , установленным в корпусе по одну сторону от консоли чувствительного элемента, светопрозрачной пьезоэлектрической пластинкой с поглотител ми поверхностных акустических волн, установленной в корпусе по другую сторону от чувствительного элемента, последовательно установленными по ходу излучени  источника фокусирующей

   линзой, диафрагмой и фотоприемником излучени , а также последовательно соединенными фазометром и блоком считывани , при этом встречно-штыревой преобразователь расположен на пьезоэлектрической пластинке с поглотителем , а чувствительный элемент выполнен из светопрозрачного мг триала с нанесенной на нем оптической фазовой решеткой, причем выход генератора подключен к одному из входов фазометра, к другому входу которого подключен выход фотоприемника.

   /5

   фиг. I

   а

   V V V V V U V V 1 V

   ФарЬа  решетка

   Lr jruTi j

   МЯЛОlfel.

   ф

   Л/Mfl

   Э

   tel

   II

   е

   ФШ

   .

   Ti t VWW-

   2 J-- №) Г«ЗД

   Ф(1ш)Д

   WW

   Ж

   (ФМ

   Ј1

   lfel.

   е

   14