Вимірювальний перетворювач кутових переміщень з використанням фазових набігань електричного поля поверхневих акустичних хвиль

Mykola Fedorovych Zhovnir

doi:10.20535/2523-4455.2017.22.5.99887

Т. 22 · № 5 · 2017 лис 6, 2017 Електронні системи

Вимірювальний перетворювач кутових переміщень з використанням фазових набігань електричного поля поверхневих акустичних хвиль

Mykola Fedorovych Zhovnir Відповідальний Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Україна

Сторінки20-28 Опублікованолис 6, 2017

PDF

ТОМ 22 · № 5 · 2017 Переглянути випуск

Анотація

Запропонований і теоретично обгрунтований метод однозначного вимірювання кутових переміщень з використанням фазових набігань на поверхні п’єзоелектричного хвилеводу електричного поля кількох поверхневих акустичних хвиль (ПАХ), що приймаються рухомим ПАХ-приймачем. Приведена оцінка потенційних метрологічних параметрів 3-х частотного перетворювача кутових переміщень в діапазоні 0…360 кут. град. з формуванням точної, проміжної та грубої вимірювальних шкал. Результати випробувань макету на базі п’єзоелектричного хвилеводу з структурою оксид цинку-плавлений кварц підтверджують можливість створення високочутливого вимірювального перетворювача кутових переміщень з роздільною здатністю та точністю, які близькі до параметрів індуктосинів, фотоелектричних перетворювачів та лазерних інтерферометрів, але можуть мати значно менші масогабаритні показники, вартість та складність конструкції. Бібл. 20, рис. 6.

Ключові слова

#Поверхнева акустична хвиля #вимірювальний перетворювач кутових переміщень #фазовий метод #п’єзоелектричний хвилевід #зустрічно-штировий перетворювач #interdigital transducer

Посилання

Y. I. Lepih, Y. O. Hordienko, S. V. Dziadevych and A. O. DruzhynIn, Stvorennia mIkroelektronnykh datchykIv novoho pokolInnia dlia Intelektualnykh system [Creation of new-generation microelectronic sensors for intelligent systems], Odessa: Astroprynt, 2010, p. 296.
M. F. Zhovnir, M. G. Cherniak, D. V. Chernenko and L. M. Sheremet, «VymIriuvalnI peretvoriuvachI fIzychnykh velichyn na poverkhnevykh akustychnykh khvyliakh [Measuring transducers of physical quantities on surface acoustic waves],» Electronics and Communications, vol. 15, no. 1 (60), pp. 153-157, 2011.
R. Fachberger and A. Erlacher, "Monitoring of the temperature inside a lining of a metallurgical vessel using a SAW temperature sensor," Procedia Chemistry, vol. 1, no. 1, pp. 1239-1242, September 2009. DOI: 10.1016/j.proche.2009.07.309
O. Bogdan, A. Orlov, O. Petrischev and V. Ulianova, "ZnO Nanostrctures as Sensing Element of Acoustic Wave Sensor," Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, no. 6/12 (60), pp. 16-22, 2012. URL: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/6021/5417
A. Zbrutsky, N. Chernyak and G. Skripkovsky, "Creation of low cost linear accelerometers for navigation and control systems," in Symposium Gyro Technology, 2005.
V. Kalinin, R. Lohr and A. Leigh, "Development of a calibration procedure for contactless torque and temperature sensors based on SAW resonators," in IEEE Ultrasonics Symposium, 2008. DOI: 10.1109/ultsym.2008.0459
M. F. Hribsek, D. V. Tosic and M. R. Radosavljevic, "Surface Acoustic Wave Sensors in Mechanical Engineering," FME Transactions, vol. 38, no. 1, pp. 11-18, 2010. URL: http://www.mas.bg.ac.rs/_media/istrazivanje/fme/vol38/1/02_mfhribsek.pdf
M. F. Zhovnir, O. O. Oliynik and L. D. Pisarenko, «Matematychni modeli sensoriv peremischen ta tysku na osnovi zburennia elektrychnoho polia poverkhnevykh akustychnykh khvyl [Mathematical models of displacement and pressure sensors based on the perturbation of the electric field of surface acoustic waves],» Journal of Nano- and Electronic Physics, vol. 8, no. 1, pp. 01024-01025, 2016. DOI: 10.21272/jnep.8(1).01024
M. F. ZhovnIr, M. V. Bitov and L. D. Pisarenko, «VymIriuvalnI peretvoriuvachI mIkroperemIshchen ta tysku na poverkhnevykh akustychnykh khvyliakh [Measuring transducers of micro-displacements and pressure on surface acoustic waves],» Electronics and Communications, vol. 21, no. 4 (93), pp. 49-57, 2016. DOI: 10.20535/2312-1807.2016.21.4.81907
M. F. Zhovnir, «Matematychna model pervynnoho peretvoriuvacha kutovykh peremishchen z kiltsevym pezoelektrychnym khvylevodom poverkhnevykh akustichnykh khvil [Mathematical model of the primary converter of angular displacements with a ring piezoelectric waveguide of SAW],» Visnyk NTU «KhPI». Seriya: «Mekhaniko-tekhnolohichni systemy ta kompleksy», no. 49 (1221), pp. 42-51, 2016.
M. F. Zhovnir, «Peretvoriuvach peremishchen z vykorystanniam fazovykh nabihan elektrychnoho polia poverkhnevykh akustychnykh khvyl [Transducer of displacements using phase surges of the electric field of surface acoustic waves],» Electronics and Communications, vol. 22, no. 1 (96), pp. 58-68, 2017. DOI: 10.20535/2312-1807.2017.22.1.90513
L. Reindl, "Wireless Passive Sensors: Basic principles and performances," in SENSORS, Lecce, Italy, 2008. DOI: 10.1109/icsens.2008.4716758
M. F. Zhovnir, O. M. Kuzmenko and S. I. Pokutnyi, "Radio SAW-Sensors for Physical Parameters Measurement," Journal of Applied Chemistry, no. 3 (1), p. 7–13, 2015.
E. Mackensen and L. Reindlж, "Wireless Passive SAW Identification Marks and Sensors," Smart Sensors and MEMS, no. 181, pp. 155-202, 2004. DOI: 10.1007/978-1-4020-2929-5_5
R. Matsuzaki, A. Todoroki, "Wireless Monitoring of Automobile Tires for Intelligent Tires," MDPI−Sensors, no. 8, p. 8123–8138, 2008. DOI: 10.3390/s8128123
D. Chernenko, M. Zhovnir, B. Tsyganok and O. Oliinyk, "Wireless Passive Sensor Using Frequency Coded SAW Structures," in 35th International Spring Seminar on Electronics Technology, Bad Aussee, Austria, 2012. DOI: 10.1109/isse.2012.6273174
D. Morgan, Ustroistva obrabotki sihnalov na poverkhnostnykh akusticheskikh volnakh [Devices for processing signals on surface acoustic waves], Moskow: Radio and communicaion, 1990, p. 416.
M. F. Zhovnir, «PezoelektrychnI plIvkovi khvylevody poverkhnevykh akustychnykh khvyl [Piezoelectric film waveguides of surface acoustic waves],» Journal of Nano-and Electronic Physics, vol. 8, no. 4 (1), pp. 04007-1-04007-7, 2016. DOI: 10.21272/jnep.8(4(1)).04007
A. A. Dvornikov, V. I. Ogurtsov and G. M. Utkin, Stabilnyie generatoryi s filtrami na poverhnostnyih akusticheskih volnah [Stable generators with filters on surface acoustic waves], Moskow: Radio and communication, 1983, p. 136.
V. S. Orlov and V. S. Bondarenko, Filtryi na poverhnostnyih akusticheskih volnah [Filters on surface acoustic waves], Moskow: Radio and communications, 1984, p. 272.

Попередня у випуску Оцінка фрактальної розмірності та передавальної функції хмар Наступна у випуску Застосування методу активної компенсації хроматичної дисперсії для підвищення пропускної здатності волоконно-оптичного лінійного тракту

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

Лабораторний тестер сонячних елементів з динамічною реконфігурацією вимірювальної схеми

Viktor Fedorovich Zavorotnyi, Olexander Vasylovych Borisov

Пропонується експрес-тестер характеристик фотоелектричних сонячних елементів на основі програмованої системи на кристалі PSoC5 і персонального комп'ютера. Не зважаючи на…

#сонячний елемент #вимірювання #експрес-тестер #система на кристалі

с. 23-29

10.20535/2523-4455.2018.23.1.104069

Оцінка фрактальної розмірності та передавальної функції хмар

Kateryna Serhiivna Osypenko, Valerii Yakovych Zhuikov

В наведеній статті запропоновано методику знаходження фрактальної розмірності проекції області хмарного покриву на ділянку сонячної електростанції та передавальної…

#сонячна електростанція #відбір максимальної енергії #фрактальна розмірність #S-подібна крива

с. 13-19

10.20535/2523-4455.2017.22.5.106578

Квазістатична ідентифікація структури затінення сонячних панелей за методом векторів кардинальних чисел

PhD, доц. Олена Олегівна Абакумова, д-р техн. наук, проф. Валерій Якович Жуйков, Микола О. Лук'янов

У статті розглянуто проблему ідентифікації структури затінення сонячних панелей. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю швидкої та адекватної реконфігурації…

#Сонячні панелі #Фотоелектрична поверхня #Моделювання структури тіней #Квазістатична ідентифікація

с. 362283.1-362283.7

10.20535/2523-4455.mea.362283

Схожі статті

Yaroslav Ivanovych Starovoit, Oleksandr Hryhorovych Leiko, Механічні поля циліндричного п’єзокерамічного випромінювача силової конструкції в присутності акустичного екрана , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 22 № 6 (2017)
Yaroslav Ivanovych Starovoit, Serhii Viktorovych Kurdiuk, Oleksandr Hryhorovych Leiko, Фізичні поля циліндричних гідроакустичних антен з екраном і циліндричними п’єзокерамічними випромінювачами з радіальною поляризацією , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
Maksim Oleksiiovych Korzhyk, Serhii Viktorovych Kurdiuk, Oleksii Volodymyrovych Korzhyk, Імпедансні характеристики плоско-паралельного акустичного хвилеводу з комбінуванням межами при порушенні його двочастотних сигналом , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 3 (2018)
Valerij Kostyantynovych Bohushevych, Lidiya Mykolayivna Zamarenova, Hlib Mykhaylovych Kotov, Mykhailo Ivanovych Skipa, Прецизійні ультразвукові вимірювачі рівня рідини в закритих резервуарах , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 1 (2019)
д-р техн. наук, проф. Сергій Анатолійович Найда, д-р техн. наук, доц. Олександр Іванович Дрозденко, канд. техн. наук, доц. Павло Васильович Попович, PhD, Assoc. Prof. Kateryna Serhiivna Drozdenko, канд. техн. наук Олександр Ігорович Нижник, канд. техн. наук Ярослав Іванович Старовойт, Акустична локалізація повітряних об’єктів та практична оцінка її точності , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 1 (2026)
Максим Олексеевич Коржик, Sergii Viktorovich Kurdiuk, Olexiy Volodymyrovych Korzhyk, Імпедансні характеристики пласко-паралельного акустичного хвилеводу з акустично м`якими границями при збудженні його двохчастотним сигналом , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 4 (2018)
Анастасія Володимирівна Паренюк, PhD Дмитро Володимирович Паренюк, PhD, дослідник Катерина Л. Руденька, Практичний метод оцінювання безпечних звуків для осіб із ПТСР , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 2 (2026)
Liubomyr Mykolaiovych Korolevych, Natalia Maksimchuk, Oleksandr Vasyliovych Borysov, Вплив методів отримання тонких плівок оксиду церію на вольт-фарадні характеристики МДН-структур , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 24 № 3 (2019)
Oleksandr Viktorovich Machulianskyi, Оптичні властивості наночастинок нікелю в системах зі статистично неоднорідною структурою , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 23 № 1 (2018)
PhD, доц. Олена Олегівна Абакумова, д-р техн. наук, проф. Валерій Якович Жуйков, Микола О. Лук'янов, Квазістатична ідентифікація структури затінення сонячних панелей за методом векторів кардинальних чисел , Мікросистеми, Електроніка та Акустика: Том 31 № 2 (2026)

1-10 з 233 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] Y. I. Lepih, Y. O. Hordienko, S. V. Dziadevych and A. O. DruzhynIn, Stvorennia mIkroelektronnykh datchykIv novoho pokolInnia dlia Intelektualnykh system [Creation of new-generation microelectronic sensors for intelligent systems], Odessa: Astroprynt, 2010, p. 296.

[2] M. F. Zhovnir, M. G. Cherniak, D. V. Chernenko and L. M. Sheremet, «VymIriuvalnI peretvoriuvachI fIzychnykh velichyn na poverkhnevykh akustychnykh khvyliakh [Measuring transducers of physical quantities on surface acoustic waves],» Electronics and Communications, vol. 15, no. 1 (60), pp. 153-157, 2011.

[3] R. Fachberger and A. Erlacher, "Monitoring of the temperature inside a lining of a metallurgical vessel using a SAW temperature sensor," Procedia Chemistry, vol. 1, no. 1, pp. 1239-1242, September 2009. DOI: 10.1016/j.proche.2009.07.309

[4] O. Bogdan, A. Orlov, O. Petrischev and V. Ulianova, "ZnO Nanostrctures as Sensing Element of Acoustic Wave Sensor," Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, no. 6/12 (60), pp. 16-22, 2012. URL: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/6021/5417

[5] A. Zbrutsky, N. Chernyak and G. Skripkovsky, "Creation of low cost linear accelerometers for navigation and control systems," in Symposium Gyro Technology, 2005.

[6] V. Kalinin, R. Lohr and A. Leigh, "Development of a calibration procedure for contactless torque and temperature sensors based on SAW resonators," in IEEE Ultrasonics Symposium, 2008. DOI: 10.1109/ultsym.2008.0459

[7] M. F. Hribsek, D. V. Tosic and M. R. Radosavljevic, "Surface Acoustic Wave Sensors in Mechanical Engineering," FME Transactions, vol. 38, no. 1, pp. 11-18, 2010. URL: http://www.mas.bg.ac.rs/_media/istrazivanje/fme/vol38/1/02_mfhribsek.pdf

[8] M. F. Zhovnir, O. O. Oliynik and L. D. Pisarenko, «Matematychni modeli sensoriv peremischen ta tysku na osnovi zburennia elektrychnoho polia poverkhnevykh akustychnykh khvyl [Mathematical models of displacement and pressure sensors based on the perturbation of the electric field of surface acoustic waves],» Journal of Nano- and Electronic Physics, vol. 8, no. 1, pp. 01024-01025, 2016. DOI: 10.21272/jnep.8(1).01024

[9] M. F. ZhovnIr, M. V. Bitov and L. D. Pisarenko, «VymIriuvalnI peretvoriuvachI mIkroperemIshchen ta tysku na poverkhnevykh akustychnykh khvyliakh [Measuring transducers of micro-displacements and pressure on surface acoustic waves],» Electronics and Communications, vol. 21, no. 4 (93), pp. 49-57, 2016. DOI: 10.20535/2312-1807.2016.21.4.81907

[10] M. F. Zhovnir, «Matematychna model pervynnoho peretvoriuvacha kutovykh peremishchen z kiltsevym pezoelektrychnym khvylevodom poverkhnevykh akustichnykh khvil [Mathematical model of the primary converter of angular displacements with a ring piezoelectric waveguide of SAW],» Visnyk NTU «KhPI». Seriya: «Mekhaniko-tekhnolohichni systemy ta kompleksy», no. 49 (1221), pp. 42-51, 2016.

[11] M. F. Zhovnir, «Peretvoriuvach peremishchen z vykorystanniam fazovykh nabihan elektrychnoho polia poverkhnevykh akustychnykh khvyl [Transducer of displacements using phase surges of the electric field of surface acoustic waves],» Electronics and Communications, vol. 22, no. 1 (96), pp. 58-68, 2017. DOI: 10.20535/2312-1807.2017.22.1.90513

[12] L. Reindl, "Wireless Passive Sensors: Basic principles and performances," in SENSORS, Lecce, Italy, 2008. DOI: 10.1109/icsens.2008.4716758

[13] M. F. Zhovnir, O. M. Kuzmenko and S. I. Pokutnyi, "Radio SAW-Sensors for Physical Parameters Measurement," Journal of Applied Chemistry, no. 3 (1), p. 7–13, 2015.

[14] E. Mackensen and L. Reindlж, "Wireless Passive SAW Identification Marks and Sensors," Smart Sensors and MEMS, no. 181, pp. 155-202, 2004. DOI: 10.1007/978-1-4020-2929-5_5

[15] R. Matsuzaki, A. Todoroki, "Wireless Monitoring of Automobile Tires for Intelligent Tires," MDPI−Sensors, no. 8, p. 8123–8138, 2008. DOI: 10.3390/s8128123

[16] D. Chernenko, M. Zhovnir, B. Tsyganok and O. Oliinyk, "Wireless Passive Sensor Using Frequency Coded SAW Structures," in 35th International Spring Seminar on Electronics Technology, Bad Aussee, Austria, 2012. DOI: 10.1109/isse.2012.6273174

[17] D. Morgan, Ustroistva obrabotki sihnalov na poverkhnostnykh akusticheskikh volnakh [Devices for processing signals on surface acoustic waves], Moskow: Radio and communicaion, 1990, p. 416.

[18] M. F. Zhovnir, «PezoelektrychnI plIvkovi khvylevody poverkhnevykh akustychnykh khvyl [Piezoelectric film waveguides of surface acoustic waves],» Journal of Nano-and Electronic Physics, vol. 8, no. 4 (1), pp. 04007-1-04007-7, 2016. DOI: 10.21272/jnep.8(4(1)).04007

[19] A. A. Dvornikov, V. I. Ogurtsov and G. M. Utkin, Stabilnyie generatoryi s filtrami na poverhnostnyih akusticheskih volnah [Stable generators with filters on surface acoustic waves], Moskow: Radio and communication, 1983, p. 136.

[20] V. S. Orlov and V. S. Bondarenko, Filtryi na poverhnostnyih akusticheskih volnah [Filters on surface acoustic waves], Moskow: Radio and communications, 1984, p. 272.