面向曲面应变监测的SAW应变传感单元的设计

高端装备的内部性能参数,如应变等的实时监测,对评估装备在各状态、各阶段的性能变化尤为重要。基于高端装备的应变无源无线监测需求,根据待测表面的曲面特性,设计了面向曲面应变传感的SAW传感芯片,并通过有限元方法对设计参数进行了仿真分析和优化设计,采用特殊结构设计以增加曲面应变监测效果及提升应变芯片灵敏度。采用MEMS加工方法制作了应变芯片样品,并使用矢量网络分析仪测量了芯片的工作频率。测试结果表明,所设计的应变传感芯片中心频率与仿真结果接近。最后搭建应变测试平台进行实验研究,结果表明,所设计的应变芯片灵敏度达到1500 Hz/με,并且在模拟曲面构建应用场景的实验装置中表现出良好的适用性,上述研究为SAW器件在曲面构件应变监测上的应用提供了参考。