Abstract
The change in characteristics of ultrasonic waves’ transmittion in solid rotating media is the basis for the operation of acoustic angular velocity sensor. The transmission coefficient of the sensing element (SE) of the acoustic path deter-mines the level of angular velocity sensor informative signal based on detecting changes in characteristics of bulk acoustic waves in solid media. In this regard, the efforts aimed at obtaining maximum transmission coefficient are relevant and represent an important stage in the design of such devices. The sensitive element of the acoustic path consists of radiating and receiving plate piezoelectric transducers, propagation medium (acoustic duct), contact layers and electrical load. The coefficient is identical to the path of ultrasonic delay lines on bulk acoustic waves. Although, many sources present the theoretical analysis of the path of this type, they carry out the analysis in so-called one-dimensional approximation, i.e. they perform the analysis without taking into account the limited transverse dimensions, whereas the path of the sensing element should have limited lateral dimensions, which can affect the value of transmission coefficient. The above-mentioned sources do not present the results of experiments. Thus, it is necessary to conduct a complex of simulation and experiments to analyze the acoustic path transmission coefficient of the angular velocity sensor. Authors of the paper developed a pathmodeling program in Mathcad software to perform simulation. For implementation of the experiment, authors created the installation, as well as a number of proto-types with transducers made of piezoelectric quartz and piezoelectric ceramics. The results demonstrate that fundamental statements developed for one-dimensional approximation one can use to determine the transmission coefficient of the acoustic path with limited dimensions. Besides, the use of the matched electrical load gives the opportunity to increase the transmission coefficient. For example, in case of Y-cut piezoelectric quartz converter prototype the increase reached 20 dB.
Highlights
The change in characteristics of ultrasonic waves’ transmittion in solid rotating media is the basis for the operation of acoustic angular velocity sensor
The results demonstrate that fundamental statements developed for one-dimensional approximation one can use to determine the transmission coefficient of the acoustic path with limited dimensions
Some results on finite amplitude elastic waves propagating in rotating medium // Acta Mechanica. 2004
Summary
Информативный выходной сигнал ДУС вне зависимости от предлагаемых концепций определяется следующим соотношением: Uвых Uвх Kг Kак , где Uвх – напряжение, подаваемое на ИП; Kг – коэффициент передачи гироскопической составляющей, определяемый концепцией построения датчика [6]; Kак – коэффициент передачи акустического тракта датчика; Ω – угловая скорость вращения ЧЭ. Исследования по оптимизации конструкции акустического тракта, обеспечивающей максимальный коэффициент передачи, представляют неотъемлемую часть работ по созданию рассматриваемого типа ДУС. Что теоретические соотношения были получены для так называемого одномерного приближения, т. Используемые для анализа акустического тракта соотношения были получены для так называемого одномерного приближения, т. Е. без учета ограниченности поперечных размеров среды распространения и преобразователей, в то время как ЧЭ ДУС имеет ограниченные размеры. 3. Целью проводимого анализа для большинства случаев было достижение широкой полосы пропускания акустического тракта, что обусловливалось необходимостью использования коротких импульсов, обеспечивающих высокую разрешающую способность (преобразователи дефектоскопов), а также большую информационную емкость УЛЗ. В связи с этим возникла необходимость проведения комплекса экспериментальных исследований по определению влияния конструктивных элементов акустического тракта ЧЭ ДУС на коэффициент передачи. Изучение влияния ограниченности поперечных размеров акустического тракта на Kак проведено для оценки допустимости одномерного приближения.
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Free) 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a call
