集成铁氧体的LC应变传感器的设计及测试

针对金属环境下采用LC无线无源应变传感器出现电磁信号传输失效的问题,在传感器背面集成铁氧体材料,其原理是通过抑制电磁波在金属表面的涡流效应产生的感应电动势,实现在金属环境下的电磁信号耦合测试。通过HFSS软件进行仿真验证,在金属环境下LC无线无源传感器信号失效;在传感器基底背部集成铁氧体后,通过扫频得出铁氧体可以在金属环境下实现LC传感器的电磁信号传输。对铁氧体的厚度进行参数优化,最佳厚度为0.32 mm。搭建等强度悬臂梁测试平台,结果表明,金属环境下LC传感器可以通过铁氧体实现抗金属环境干扰,频率为37.7 MHz时,LC无线无源测试系统可以很好地实现信号传输,对应的S_(11)值为-25.6 dB。对悬臂梁施加外力使其发生应变,传感器在0~1300με的应变范围内灵敏度为61.54 Hz/με。测试结果表明,铁氧体有利于实现金属环境下的LC无线无源传感器应变测试。

基于柔性基底的LC无线无源温度传感器的研究

针对复杂恶劣环境监测,设计了一种叉指热敏可变电容和平面螺旋电感组成的无线无源温度传感器测试系统。传感器与电感构成了LC谐振电路,通过网络分析仪连接的天线与平面电感构成的遥测系统完成非接触读取信号工作。传感器介电常数随温度变化发生改变,实现敏感电容随温度变化,由此测得频率变化。柔性基底可以实现曲面共形,通过在弯曲表面进行实验可得到传感器在室温到120℃的环境内可以正常工作,灵敏度可达到-1.34 kHz/℃,实验表明可以作为无线无源温度传感器消除一些物理接触、供电需求等技术难题,突破了传统的有线连接的局限性,实现对恶劣环境的温度进行测量。