聲表面波陀螺效應的研究.pdf

1、聲表面波是英國物理學家瑞利在19世紀80年代研究地震過程中發(fā)現(xiàn)的一種能量集中于地表傳播的聲波，隨著研究的深入，特別是R．M．white和F．M．Voltmov發(fā)明了能過接收和激發(fā)聲表面波的叉指換能器后，大大加速了聲表面波研究和應用的發(fā)展。 聲表面波在傳播過程中，外界的化學量或物理量的變化使聲表面波傳播路徑性質發(fā)生改變，引起聲表面波傳播路徑邊界條件改變，從而導致聲表面波的頻率發(fā)生漂移，根據這種原理可以設計制作出敏感各種物理量和化學

2、量的傳感器，如溫度、角速度、加速度、壓力和氣相／液相傳感器等。 根據目前的文獻報道，已經從理論上證明了旋轉載體上的聲表面波具有陀螺效應，在哥氏力和離心力的作用下，聲表面波波速與角速率存在近似的線性關系，而波速的變化可以直接通過聲表面波的頻率漂移表征出來，但是在實驗中證明其存在的工作一直未見報道。 本文以Christoffel方程為基礎，利用MATLAB語言編制了求解聲表面波陀螺效應的數值仿真程序，計算結果表明，兩束沿相反

3、方向傳播的聲表面波在哥氏力的作用下，兩個方向的表面波波速變化趨勢相反，根據這個計算結果，設計了一種一字形的雙通道聲表面波延遲線振蕩器作為敏感機構，從而產生兩束方向相反的表面波。加載角速度時，兩路信號的差頻信號作為敏感量。理論上，這種結構可以減少溫度漂移帶來的影響，同時可以使靈敏度加倍。 以LiNbO<,3>作為基片材料制作出了器件，并搭建了完整的振蕩電路，設計了混頻電路以產生差頻信號。同時，借助高速轉臺來檢驗聲表面波的陀螺效應。