聲表面波（SAW）角速率傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、且由于勿需懸浮的振動(dòng)結(jié)構(gòu)而具有較強(qiáng)的抗震動(dòng)能力等優(yōu)點(diǎn)而受到越來越多的關(guān)注。另外,相比于駐波模式的SAW角速率傳感器,基于行波模式的SAW角速率傳感器可以利用差分結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度等外界干擾的補(bǔ)償,并且其輸出信號(hào)為易于檢測的頻率信號(hào),因此在運(yùn)動(dòng)及軍用制導(dǎo)系統(tǒng)等方面顯示出廣闊的應(yīng)用前景。本文在研究了目前的行波模式SAW角速率傳感器的基礎(chǔ)上,針對(duì)靈敏度低的問題展開了較為深入的研究。主要的研究工作和結(jié)果如下:1、從理論上研究了SAW角速率傳感器中SAW傳輸區(qū)域的陀螺效應(yīng)。根據(jù)傳輸區(qū)域的不同,將其分為三個(gè)部分:首先是SAW經(jīng)過的自由表面。在這一部分中,主要利用旋轉(zhuǎn)介質(zhì)中的壓電耦合方程考慮了128°YX-LiNbO₃和ST-X石英晶體中的SAW陀螺效應(yīng),并通過理論計(jì)算和參考實(shí)驗(yàn)結(jié)果選定了128°YX-LiNbO₃作為SAW角速率傳感器的基片材料;其次是SAW在叉指換能器中的傳播。在這一部分中,對(duì)現(xiàn)有的耦合模（COM）模型進(jìn)行了拓展,利用此拓展的COM模型分析了SAW陀螺效應(yīng)和叉指換能器反射系數(shù)之間的關(guān)系,... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)對(duì)照表
縮略語對(duì)照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
第二章 SAW角速率傳感器中的SAW陀螺效應(yīng)
    2.1 非壓電介質(zhì)SAW陀螺效應(yīng)理論分析
    2.2 壓電介質(zhì)SAW陀螺效應(yīng)理論分析
        2.2.1 壓電效應(yīng)與壓電方程
        2.2.2 旋轉(zhuǎn)壓電介質(zhì)中的耦合波動(dòng)方程
        2.2.3 半無限旋轉(zhuǎn)壓電介質(zhì)耦合波動(dòng)方程的求解
        2.2.4 兩種常用壓電介質(zhì)中SAW的陀螺效應(yīng)
    2.3 叉指換能器中的SAW陀螺效應(yīng)
        2.3.1 三種常用的叉指換能器
        2.3.2 叉指換能器中SAW陀螺效應(yīng)的有限元法計(jì)算
        2.3.3 改進(jìn)的COM模型分析叉指換能器中的SAW陀螺效應(yīng)
    2.4 金屬點(diǎn)陣中的SAW陀螺效應(yīng)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 SAW器件設(shè)計(jì)模型研究
    3.1 SAW器件理論模型的發(fā)展
    3.2 耦合模模型
    3.3 有限元法提取耦合模參量
        3.3.1 坐標(biāo)變換與材料常數(shù)的處理
        3.3.2 有限元法建模
        3.3.3 COM參數(shù)提取過程
    3.4 P矩陣模型
    3.5 兩端對(duì)聲表面波器件模擬
    3.6 本章小結(jié)
第四章 行波模式SAW角速率傳感器的優(yōu)化設(shè)計(jì)
    4.1 SAW角速率傳感器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.2 SAW振蕩器的初步設(shè)計(jì)
        4.2.1 非抽指結(jié)構(gòu)延遲線
        4.2.2 抽指結(jié)構(gòu)延遲線
    4.3 SAW延遲線型振蕩器的頻率穩(wěn)定度
    4.4 低損耗、高單向性叉指換能器的單元結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.4.1 EWC/SPUDT的設(shè)計(jì)
        4.4.2 EWC/SPUDT單元結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    4.5 SAW振蕩器的精確設(shè)計(jì)
    4.6 行波結(jié)構(gòu)SAW陀螺儀的電路設(shè)計(jì)
        4.6.1 放大器
        4.6.2 混頻和濾波電路
        4.6.3 頻率采集模塊
    4.7 本章小結(jié)
第五章 SAW角速率傳感器的研制和性能測試
    5.1 傳感器系統(tǒng)研制
        5.1.1 SAW延遲線器件的研制
        5.1.2 SAW振蕩器及采頻模塊的研制
    5.2 SAW角速率傳感器的實(shí)驗(yàn)測試系統(tǒng)
        5.2.1 插入損耗的測試
        5.2.2 陀螺效應(yīng)的測試
    5.3 三種常用結(jié)構(gòu)SAW陀螺效應(yīng)試驗(yàn)研究
    5.4 優(yōu)化的SPUDT單元結(jié)構(gòu)插入損耗及單向性測試
    5.5 有金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的SAW陀螺儀陀螺效應(yīng)測試
        5.5.1 基于不同單元結(jié)構(gòu)的SAW角速率傳感器檢測靈敏度分析
        5.5.2 金屬點(diǎn)陣對(duì)SAW角速率傳感器檢測靈敏度的影響分析
        5.5.3 所研制的幾種SAW角速率傳感器的檢測靈敏度對(duì)比
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]多層結(jié)構(gòu)聲表面波傳播特性的理論研究[D]. 錢莉榮.天津理工大學(xué) 2009
[2]聲表面波陀螺效應(yīng)的研究[D]. 魏益群.北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院 2007



本文編號(hào)：3206289