Датчик на поверхностных акустических волнах

Союз Советскнк

Соцналнстнчесннв

Реслублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<„,792539 (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 1103 79 (21) 2 7 39 2 33/18-2 3 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет—

Опубликовано 3р128р Бюллетень Н9 48

Дата опубликования описания 301280 (51)М. Кл

Н 03 Н 9/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 534 511..1 (088.8) (72) Автор изобретения

И.Е. Сырмолотнов (71) Заявитель

Рязанский радиотехнический институт (54) ДАТЧИК HA ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ.-ВОЛНА>.==-,, "

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано как составная часть измерительных приборов для измерения давления, перемещения, деформации, теп-. лового расширения тел путем преобразования изменения перечисленных параметров в соответствующее измене;ние времени запаздывания поверхностных акустических волн, которое может быть непосредственно измерено или преобразовано в свою очередь в частотный, фазовый или другой выходной сигнал.

Известно устройство с переменныч коэффициентом передачи сигнала к нагрузке, содержащее подложку с входным и выходньм преобразователями акустических поверхностных волн. В устройстве предусмотрено средство для изгибания подложки, за счет чего изменяется фазовая скорость поверхностных волн и, следовательно, задержка выходного сигнала относительно входного (1) .

Недостатком иэ вест ного устрой ства является малый рабочий диапазон измерений иэ-за ограниченного предела прочности материала подложки.

Известен датчик на поверхностных акустических волнах. содержащий диэлектрическую подложку с размещенными на ней пьезоэлектрическими преобразователями встречно-штыревого типа (2) .

Недостатком известного датчика является невысокая точность и малый рабочий диапазон измерений.

1Р Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение рабочего диапазона.

Данная цель достигается тем, что, в датчик на поверхностных акусти15 ческих волнах, содержащий диэлектрическую подложку с размещенными на ней пьезоэлектрическими преобразователями встречно- штыревого типа, введена подвижная пластина, выполненная

20 иэ анизотропного материала и установленная над преобразователями параллельно плоскости их расположения °

На чертеже представлено устройство, вид сверху, 25 Датчик на поверхностных акустических волнах состоит из диэлектрической подложки 1 с нанесенными на нее встречно-штыревьми преобразователями 2,3,4,5 и подвижной пластины

Зр 6. Подвижная пластина 6 устанонле792539

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 9598/62 Тираж 995 Подписное

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул, Проектная, 4 на на неподвижной оси над преобразователями 3 и 4 параллельно плоскости их расположения. Преобразователи 2,3,4,5 представляют собой слой

7 и, 8 пьезоэлектрического вещества, выполненные на диэлектрической подложке 1, с нанесенной на них системой электродов.

Датчик работает следующим образом.

С помощью преобразователя 2 возбуждается поверхностная акустическая волна, которая распространяется вдоль поверхности пьезоэлектрического слоя

7 и достигает преобразователь 3, который возбуждает IIAB на поверхности подвижной пластины б. Преобразователь 4 принимает акустическую поверх.ностную волну от подВижной пластины и преобразует ее в ПАВ в пьезоэлектрическом слое 8. Эта волна распространяется вдоль поверхности пьезоэлектрического слоя 8, достигает преобразователь 5 и преобразуется в электрический сигнал. Возбуждение и прием

ПАВ в подвижной пластине б осуществляется контактньм образом или через воздушный зазор, размер которого определяется длиной волны поверхностных волн. Например, для частоты 15 MI ö длина IIAB пьеэокварца составляет примерно 200 мкм. С уменьшением зазора эффективность преобразования экспоненциально возрастае, поэтому нижнюю поверхность пластины следует обработать по 12-14 классу чистоты с целью уменьшения высоты неровностей.

Для некоторого среднего значения измеряемого параметра задается определенное угловое положение подвижной пластины. В этом случае ПАВ распространяется по траектории и имеет определенную фазовую скорость, соответствующую направлению траектории, Величина фазовой скорости в пластине определяет время задержки сигнала.

При изменении измеряемого параметра угловое положение пластины изменяется, то есть пластина поворачивается на некоторый угол. При изменении траектории распространения. ПАВ фазовая скорость в зависимости от направления поворота и выбранного начального положения увеличивается или уменьшается на значительную величину, что приводит к изменению времени задержки.

Для обеспечения температурной стабильности необходимо выбирать ма % териал диэлектрика с малым температурным коэффициентом расширения, а материал пьезоэлектрика и подвижной пластины с противоположным по знаку температурным коэффициентом фазоЯф вой скорости IIAH.

Датчик на поверхностных акустичесЯ ких волнах, содержащий диэлект,эическую подложку с размещенными на ней пьезоэлектрическими преобразователями встречно-штыревого типа, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью

ЗО повышения точности измерений и расширения рабочего диапазона, в датчик введена подвижная пластина, выполненная из анизотропного материала и установленная над преобразователями параллельно плоскости их расположения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CltlA 9 3888115,кл.73-88.5, 1975.

2. Патент CKA Р 3978731, кл.73-407, 40 1976.