聲表面波陀螺效應(yīng)的研究.pdf

1、聲表面波是英國(guó)物理學(xué)家瑞利在19世紀(jì)80年代研究地震過(guò)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(guò)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(yīng)用的發(fā)展。 聲表面波在傳播過(guò)程中，外界的化學(xué)量或物理量的變化使聲表面波傳播路徑性質(zhì)發(fā)生改變，引起聲表面波傳播路徑邊界條件改變，從而導(dǎo)致聲表面波的頻率發(fā)生漂移，根據(jù)這種原理可以設(shè)計(jì)制作出敏感各種物理量和化學(xué)

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(jù)目前的文獻(xiàn)報(bào)道，已經(jīng)從理論上證明了旋轉(zhuǎn)載體上的聲表面波具有陀螺效應(yīng)，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(guān)系，而波速的變化可以直接通過(guò)聲表面波的頻率漂移表征出來(lái)，但是在實(shí)驗(yàn)中證明其存在的工作一直未見(jiàn)報(bào)道。 本文以Christoffel方程為基礎(chǔ)，利用MATLAB語(yǔ)言編制了求解聲表面波陀螺效應(yīng)的數(shù)值仿真程序，計(jì)算結(jié)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(gè)方向的表面波波速變化趨勢(shì)相反，根據(jù)這個(gè)計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)，從而產(chǎn)生兩束方向相反的表面波。加載角速度時(shí)，兩路信號(hào)的差頻信號(hào)作為敏感量。理論上，這種結(jié)構(gòu)可以減少溫度漂移帶來(lái)的影響，同時(shí)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(shè)計(jì)了混頻電路以產(chǎn)生差頻信號(hào)。同時(shí)，借助高速轉(zhuǎn)臺(tái)來(lái)檢驗(yàn)聲表面波的陀螺效應(yīng)。