无线、无源声表面波传感器

<正> 在传统的传感器阵列中,各个传感器之间是通过导线连接在一起的,阵列的输出也是用导线引出,这就限制了阵列传感器的应用。为此,提出了用多个无线、无源声表面波传感器构成阵列系统。     

声表面波无源传感器及其遥测系统的研究

本文研究设计了一声表面波无源传感器及其遥测系统，通过实验证实，这种传感器及其系统是一种完全可行的方案，它具有较高的灵敏度，能应用于普通传感器所无法应用的特殊场合，具有广阔的应用前景。     

无源无线声表面波压力传感器研究

无源无线传感器可对快速移动或旋转等环境下的物体进行参数测量,具有无源无线等优势。为此,采用声表面波(SAW)技术和无线射频技术研究实现了一种结构简单的无源无线声表面压力传感器。基于CC1101无线射频模块实现对SAW压力传感器感知信息的无线接收。推导出CC1101射频收发模块的阻抗匹配网络的传递函数,通过MATLAB和Multism软件进行分析和仿真,确定了匹配网络的元件参数,使射频模块工作频率可调;设计并实现了传感器样机。试验结果表明,该无源无线SAW压力传感器具有精度高,稳定性好的特点,为其工程化提供了依据。     

差分负载式无线无源声表面波应变传感器研究

在用声表面波(SAW)传感器直接测量应变时,易受到环境温度的干扰,将不可避免地产生力温耦合效应。针对该问题,该文提出了一种新型的外接应变传感器负载,并采用了差分结构的无线无源SAW应变传感器设计方法。传感器采用双通道SAW反射型延迟线作为无线传感系统的应答器,其中一个通道外接力容性应变片作为外接负载传感器以感知应变量,另外一个通道则外接参考负载以差分抵消测试环境温度变化的影响。该文结合耦合模理论,仿真了负载容性应变传感器电容变化引起的SAW传感系统响应特性。最后通过实验验证了这种差分负载式SAW应变传感器的可行性与有效性。     

声表面波无线传感系统设计

无线和无源化的声表面波传感器适用于许多特殊场合,其测量系统的设计与基于调制解调的无线传感器相比有许多特殊性,在介绍该类型传感器的测量原理的基础上,结合时域采样的延迟线型声表面波无线传感器,分析了无级信道特征、正交相位解调、本振等要素对无线声表面波传感器测量系统的测量产生的影响,为系统设计提供了依据。     

阻抗型无线无源声表面波传感器的研究

介绍了一种新型的阻抗负载型无线无源传感器,该传感器由声表面波器件与作为负载的外接传感器构成,采用声表面波器件进行信号传输。在工作时,外接传感器阻抗值的变化使声表面波器件反射回波特性也得到改变,通过检测该回波特性的变化,实现无线无源传感。基于耦合模模型的分析方法,得出了其级联P矩阵形式。针对电阻型和电容型两种不同类型的负载,分别对传感器进行了仿真分析和实际测试。试验结果表明,当电容型传感器作为负载时,可以以相位作为探测基准。     

声表面波气压传感器的研究

本文介绍一种具有数字信号输出的声表面波气压传感器。它具有灵敏度高、非线性误差小、重复性好等特点;详细介绍了样品SAW气压传感器的工作原理、结构设计;给出了性能测试结果,并进行了分析讨论;提出了进一步改进性能的设想。     

无线无源声表面波传感器的天线匹配方法

针对无源无线声表面波传感器无线信号的有效传输,提出了一种无线无源声表面波传感器的天线阻抗匹配方法。该方法根据声表面波传感器的阻抗特性,可直接进行天线设计,并使天线的输入阻抗与声表面波传感器的输出阻抗共轭匹配。实践中,利用声表面波传感器的梅森(Mason)等效电路模型,及由微带传输线和分布式电容构成的匹配网络,在传感器谐振点附近频率段内,对传感器和天线进行共轭匹配及性能优化。对比共轭匹配前、后的仿真结果可知,声表面波传感器得到了最大的功率传输。     

声表面波压力传感器的研制

本文简单介绍了声表面波压力传感器的结构设计与原理;给出了试样的初步测试结果以及分析讨论;提出了进一步改进性能的措施。     

基于LGS的高温无线声表面波传感系统的研究

高温环境下供电和导线联接困难，一般电子元件难以正常工作，因此高温环境下温度、压力等物理量的监测一直是一项较难解决的技术难题。新兴的硅酸钾镧(LGS)压电晶体具有良好的压电和高温特性，为声表面波(SAW)传感器的高温应用提供了可能。该文分析了新兴LGS压电晶体的高温及SAW特性，讨论了它在高温无线无源传感方面的应用途径和关键问题。初步的实验证明了基于LGS的高温SAW无线无源传感系统的可行性。     

声表面波CO气体传感器温度误差补偿方法研究

要提高声表面波(SAW)气体传感器的测量精确度,温度补偿是主要难题.目前有许多补偿方法,但其效果不佳.采用软件方法进行温度补偿的研究在国内外已成热点,但选用神经网络对声表面波气体传感器进行温度补偿罕见报道.该文以西北工业大学研发的声表面波CO气体传感器为研究对象,通过理论分析和实验,得到了声表面波CO气体传感器的温度特性曲线.提出了一种利用BP人工神经网络对声表面波CO气体传感器温度误差进行修正的新方法.计算机仿真和试验结果表明,该法能有效改善传感器的输出特性,且速度快,精度高,鲁棒性强,便于用硬件实现,具有较高的推广应用价值.     

声表面波射频识别无源电子标签

简述声表面波射频识别无源标签的原理与特点,介绍了434 MHz和915 MHz标签的试验结果:工作频率915 MHz、434 MHz,码容量>1 000,读写距离0.5~5 m。讨论了声表面波标签研究过程中的一些技术关键。     

基于无线SAW压力传感器的FADS研究

嵌入式大气数据系统(FADS)是先进的大气数据系统。由于SAW压力传感器能进行无线测量,将无线SAW压力传感器应用于FADS,与MIMU相结合使之成为廉价的微型组合导航系统。研究了FADS的基本原理、无线双单端SAW谐振器压力传感器的基本原理以及相关应用电路模块,并利用HP Esoft软件和SAW谐振器等效电路对无线SAW压力传感器进行了仿真。研究表明,无线SAW传感器能应用到先进的大气数据系统,具有重要的应用价值。     

基于无线SAW压力传感器的FADS研究

嵌入式大气数据系统（FADS）是先进的大气数据系统。由于SAW压力传感器能进行无线测量，将无线SAW压力传感器应用于FADS，与MIMU相结合使之成为廉价的微型组合导航系统。研究了FADS的基本原理、无线双单端SAW谐振器压力传感器的基本原理以及相关应用电路模块，并利用HP Esoft软件和SAW谐振器等效电路对无线SAW压力传感器进行了仿真。研究表明，无线SAW传感器能应用到先进的大气数据系统，具有重要的应用价值。     

基于延迟线理论的无源声表面波气体传感器

针对单输入、单输出及双输入、双输出换能器构成的声表面波(SAW)气体传感器存在的缺陷,研究一种无线无源、温度可测的气体传感器。基于声表面波的延迟线理论,利用叉指换能器的转换能量原理,对叉指换能器及反射器进行合理布局,并使3个反射器之间互为参考反射器,获得一种新型的声表面波气体传感器。该设计减少了传感器中信号间及环境温度等因素对测量的干扰,提高了传感器的灵敏度和测量准确度。该传感器具有结构简单、无线无源等特点,适合在不宜接触的复杂工程环境下工作。     

微机械叉指换能器声表面波陀螺

回顾了声表面波(SAW)陀螺发展史，总结了声表面波陀螺设计思想的变迁，重点介绍了一种新型微机械-叉指换能器(MEMS—IDT)声表面波陀螺。它具有适合标准IC工艺生产的简单二维结构，具备体积小、成本低、便于批量生产以及不用真空封装的特点。由于没有普通微机械陀螺的悬浮机构，抗冲击及振动的能力较普通微机械陀螺显著提高。同时，提出了一些迫待解决的问题。     

谐振型SAW无线无源传感器的测试系统研究

采用一种低成本、高效率的电路系统实现对谐振型无线无源声表面波(SAW)传感器的测试。该电路利用直接数字频率合成(DDS)技术产生不同频率的射频信号用以激励SAW传感器。在接收端采用功率探测器检测回波信号的包络,通过包络的变化得到待测物理化学参量的变化。该测试系统产生的激励信号功率最高可达10dBm,测试时间约为0.5s,与矢网测试结果相比,其测试相对误差仅为0.002 4%。实验结果表明,该系统能够稳定、可靠地实现谐振型SAW传感器的快速检测。     

气体声表面波传感器的研究进展

主要从声表面波(SAW)结构和敏感膜的角度综述了SAW气体传感器的研究现状。重点分析了国外出现的换能器新型结构,对其优点进行了初步分析,并和传统的SAW气体传感器结构做了比较,指出这些新结构尽管存在一些缺点,目前还不能取代传统的通用式结构,但是在某些特殊场合具有传统结构所不具备的优点。在敏感膜方面,主要从新材料方面入手,分析了目前主要使用的敏感膜材料,并结合SAW气体传感器的发展趋势,总结出敏感膜的发展方向。同时,对SAW气体传感器的其他组成部分如衬底材料和信号处理电路也作了简单的回顾,最后结合国内外研究成果对SAW气体传感器的发展做了展望。