Розробка пристроїв на ПАХ для вимірювання лінійних та кутових переміщень. Частина 1

Abstract

Розглядаються вимірювальні перетворювачі (ВП) на поверхневих акустичних хвилях (ПАХ) для вимірювання лінійних та кутових переміщень з формуванням точної, проміжної та грубої шкал на основі фазового набігання ПАХ на різних частотах. Описані конструктивні особливості складових елементів перетворювачів. Для демонстрації метрологічної цінності розроблених ВП приведені результати розрахунків чутливості, похибок, роздільної здатності та інших метрологічних параметрів. Результати описаних підходів вимірювання фазового зсуву можуть бути використані для подальшого проектування прецизійних пристроїв та систем позиціонування, а також перетворювачів з широким динамічним діапазоном лінійних та кутових надмалих переміщень.

Measuring transducers (MT) based on the surface acoustic waves (SAW) for measuring linear and angular displacements are described. They are operating on a fine, intermediate and rough scales based on measuring the phase shift between the signals. It is described structural components of MT and their principles of operation. To demonstrate the metrological value of the developed MT the calculation results of sensitivity, accuracy, resolution, and other metrological parameters are presented. Described approaches for the phase shift measurement the can be used to further research and development of precision devices and positioning systems as well as sensors with a wide dynamic range of linear and angular displacements. Considered transducers have a high performance, reliability and parameters stability. The proposed method is lock-in detecting allowed to increase resolution of phase shift measurement in 4-5 orders over traditional phases meters. This paper describes the system of parameters of SAW transducer in precision scale mode and demonstrates the metrological suitability of in precision mechanics and electronics technologies.