Учёные петербургского ЛЭТИ разработали прототип навигационного датчика, который использует поверхностные акустические волны на пьезоэлектрической пластине. В отличие от распространённых микроэлектромеханических систем (МЭМС), новое устройство не имеет подвижных частей и способно работать в условиях экстремальных перегрузок, включая высокоточную закладку свай или на промышленных линиях. В перспективе датчик оснастят антенной для автономного энергоснабжения и беспроводной передачи данных.
Сейчас в навигации чаще всего используют МЭМС-датчики — они маленькие, точные и лёгкие, поэтому подходят для смартфонов, беспилотников и автоматики. Но у этих устройств есть минус: из-за хрупкой конструкции они не выдерживают больших перегрузок. Например, для высокоточной закладки свай или навигации на промышленных линиях они уже не подходят.
Учёные ЛЭТИ предложили другое решение. Их датчик работает на поверхностных акустических волнах. Внутри него — пластинка из пьезоэлектрика: она превращает электрический сигнал в колебания и обратно. Когда пластина колеблется, она чутко реагирует на ускорение, давление и другие внешние воздействия. По изменениям сигнала можно точно определить, как движется объект. Подвижных частей в датчике нет, поэтому он выдерживает высокие нагрузки и при этом не теряет ни в точности, ни в компактности.
Разработчики намерены сделать устройство полностью автономным — добавить миниатюрную антенну, чтобы датчик сам получал энергию и передавал данные по радиоволнам. Если это удастся, такие датчики станут основой для навигации там, где обычная электроника, как правило, ломается.
«Мы разработали прототип нового класса датчиков для систем навигации. Благодаря тому, что в конструкции устройства заложены отличные от МЭМС-датчиков принципы, такие датчики смогут выдерживать гораздо более высокие нагрузки. При этом компактность, точность работы и малый вес сохранятся», — передаёт ТАСС слова заведующего кафедрой прикладной механики и инженерной графики, доцента кафедры лазерных измерительных и навигационных систем (ЛИНС) СПбГЭТУ ЛЭТИ Александра Кукаева.