谐振式SAW压力传感器敏感元件研究与设计

量程和温度特性是传感器的两个主要指标,SAW压力传感器的量程由基片材料的结构尺寸决定,温度效应一般采用双端对谐振器来消除,目前关于两个谐振器的位置确定还没有一个确定的方法。通过力学分析得出了圆形石英膜片的半径、厚度、和最大载荷的关系;对石英圆形膜片的应力应变关系进行了有限元数值计算,得出了正负应力在圆形石英膜片的分界点,为设计SAW谐振式压力传感器的物理结构和合理的安排谐振器的位置提供了依据。

神经模糊控制在SAW压力传感器温度补偿中的应用

声表面波(SAW)压力传感器是一种高精度数字化传感器,通过对SAW压力传感器输入—输出特性分析,提出采用神经模糊控制方法解决温度补偿问题,此方法将模糊推理和神经网络自学习功能结合,足以满足误差精度要求,并实现SAW压力传感器的智能化,为使其更广泛应用到工程领域奠定基础。

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。

一种无源无线SAW压力传感器结构设计

根据无源无线SAW压力传感器的敏感特点,提出了一种具有较高灵敏度的压力传感器结构设计.传感器的受力敏感部分采用简支梁结构,通过分析找到梁的最大应变点,在梁的上下两侧最大应变区域中心对称分布了两个相同的单端口SAW谐振器.由两个SAW谐振器组成差动式测量结构,具有较高的灵敏度,并减少了温度对测量结果的影响,对迟滞效应带来的误差有一定的补偿作用.

双通道结构SAW压力传感器测量电路设计

针对声表面波(SAW)传感器输出的模拟信号难以准确变换和处理的问题,提出了延迟线型SAW压力传感器等效电路模型,设计了一种双通道结构模数混合测量电路,包括改进的SAW振荡器、混频器、低通滤波器、整形器、单片机等。通过ADS和Multisim仿真验证了测量电路的功能,其中改进的SAW振荡器中心频率为40MHz,采用双通道结构混频后,经过低通滤波器输出频率为1kHz的正弦波,再经过整形器将正弦波转换成频率为1kHz的方波。相对于单通道高频振荡信号,该测量电路不仅输出频率更准确,而且将高频模拟信号转换为低频数字信号更易于采用单片机处理。

声表面波压力传感器温度误差及补偿方法研究

要提高声表面波压力传感器的测量精确度 ,温度补偿是主要难题。尽管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SAW压力传感器进行温度补偿尚罕见报道。本文以CSF - 10型SAW压力传感器为研究对象 ,通过理论分析和实验 ,得到了SAW压力传感器的温度特性曲线 ,又经现场实际操作 ,BP神经网络对SAW压力传感器温度补偿的效果良好 。

基于Internet的嵌入式Web声表面波压力传感器研究

SAW压力传感器是一种新型的高精度准数字化传感器 ,是目前国内外在高精度测量与信息化方面的一个研究热点 ,但在国内却少见报道。介绍了SAW压力传感器的工作原理及采用神经网络技术实现传感器智能化的方法 ,并详细地论述了基于LPC2 10 4微处理器、uC/OS -II和LwIPTCP/IP协议实现嵌入式Web谐振式SAW压力传感器的技术。

具有单相单向换能器的水平剪切声表面波压力传感器插入损耗特性

为实现水平剪切声表面波压力传感器低损耗设计,系统研究了均匀叉指换能器(IDT)和单相单向换能器(SPUDT)器件的声波能量损耗性能。在确定最优反射系数的SPUDT结构的基础上,建立3D周期性有限元仿真模型,计算器件表面振动位移和双向输出电压瞬态响应。通过对电压信号进行傅里叶变换获得器件模型的插入损耗,并制备两种不同换能器的声学传感器,测试其频率特性和灵敏度。与均匀IDT相比,基于SPUDT器件插入损耗的仿真和实验结果分别降低了5.2 dB和5.6 dB,SPUDT器件灵敏度约为均匀IDT器件的两倍。结果表明,SPUDT能有效降低SH-SAW压力传感器声波能量的单向损耗,提高检测灵敏度,且构建的3D周期性有限元仿真模型有助于声学传感器的声波损耗分析,实现高精度和小型化的声学测量系统。

ST切型石英膜片的应力分析

通常石英膜片的应力分布是根据弹性力学薄板弯曲理论分析得到的,但所选模型及边界条件相对简单,不能满足实际工程的需要。文中的ST切型石英膜片的边界条件复杂,用弹性力学薄板弯曲理论是很难得出结果的,为此采用了有限元法对ST切型石英膜片进行应力分析,并根据其应力分布规律,得出合理安放SAW(表面波)谐振器的位置。