无源无线应变传感器中压电材料接触力学模型研究 被引量：2

1

作者 李子帆 邹希岳 +1 位作者 梁晓瑜 胡斌 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期243-251,共9页

针对现有无源无线传感器存在稳定性差,抗干扰能力不强,传输距离过短的问题,提出一种新型无源无线应变传感器。该传感器由两个线圈和一个体声波传感器组成,体声波传感器包括传力结构和石英晶片,其可将被测表面的应变转化为可检测的石英... 针对现有无源无线传感器存在稳定性差,抗干扰能力不强,传输距离过短的问题,提出一种新型无源无线应变传感器。该传感器由两个线圈和一个体声波传感器组成,体声波传感器包括传力结构和石英晶片,其可将被测表面的应变转化为可检测的石英谐振频率偏移。首先,建立了半椭圆接触模型,研究接触力、激励电压、接触元件形状对石英的影响,以提高传感器性能;其次,设计了石英加载装置,实现石英表面微力加载研究;最后,搭建了无源无线应变传感系统,传输距离可达5 cm,分辨率约为4.2 Hz/με,应变测量范围为600με,重复性实验显示RSD为5.47%。实验结果表明,该传感系统具有良好性能,在未来将与无人机结合为大型结构应变测量提供有效的解决方案。 展开更多

关键词 体声波 无源无线传感器 应变测量 接触力学

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无线无源力/热传感器与测试技术研究现状 被引量：2

2

作者 谭秋林 刘佳佳 +3 位作者 王宁 樊磊 张磊 冯瑞 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期419-430,614,共13页

针对力热传感器多数采用有线有源的技术方案,难以适用于高温、高压、强振以及机械动力旋转部件等环境下的力热参数原位测试问题,阐述了进行无线无源传感器件研究的重要意义,并对声表面波(surface acoustic wave,简称SAW)传感器、LC谐振... 针对力热传感器多数采用有线有源的技术方案,难以适用于高温、高压、强振以及机械动力旋转部件等环境下的力热参数原位测试问题,阐述了进行无线无源传感器件研究的重要意义,并对声表面波(surface acoustic wave,简称SAW)传感器、LC谐振互感耦合传感器以及超材料传感器等3类无线无源力热传感器进行了总结及现状分析。首先,描述了无线无源力热传感器的需求情况;其次,介绍了3类传感器的工作原理、传感性能及其在独特场景下的具体应用;最后,讨论了无线无源传感器发展过程中的瓶颈问题,指出了未来可能改善和提升的发展方向。 展开更多

关键词 无线无源传感器 高温环境 高旋环境 振动测量

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基于LC谐振的无线无源应变传感器研究 被引量：12

3

作者 豆刚 蒋洪川 +1 位作者 张万里 彭斌 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第12期1687-1690,共4页

研究一种平面螺旋电感和叉指电容并联结构的LC谐振无线无源应变传感器,利用LC谐振回路的谐振频率对不同应变的响应来表征传感器的应变特性,采用电感耦合的方式来实现无线检测。结果显示LC应变传感器的谐振频率随外加张应变增加而降低,... 研究一种平面螺旋电感和叉指电容并联结构的LC谐振无线无源应变传感器,利用LC谐振回路的谐振频率对不同应变的响应来表征传感器的应变特性,采用电感耦合的方式来实现无线检测。结果显示LC应变传感器的谐振频率随外加张应变增加而降低,沿电容电极长度方向谐振频率变化对应变的响应灵敏度约为0.3 kHz/με,垂直于电容电极长度方向约为0.2 kHz/με。 展开更多

关键词 无源无线传感器 应变 无线检测 平面螺旋电感 叉指电容 灵敏度

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声表面波谐振器型无源无线温度传感器 被引量：12

4

作者 李平 文玉梅 黄尚廉 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期403-405,共3页

介绍了一种新型的单端口声表面波谐振器构成的无源无线温度传感器。分析了间歇正弦信号无线激励的单端口声表面波谐振器的响应特性。该响应为幅度衰减的振荡信号 ,振荡的中心频率为声表面波器件固有频率。设计并构造了高效、快速、较远... 介绍了一种新型的单端口声表面波谐振器构成的无源无线温度传感器。分析了间歇正弦信号无线激励的单端口声表面波谐振器的响应特性。该响应为幅度衰减的振荡信号 ,振荡的中心频率为声表面波器件固有频率。设计并构造了高效、快速、较远距离自动无线遥测温度的实验系统 。 展开更多

关键词 声表面波 无源无线传感器 遥感测量 温度传感器 谐振器

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基于LTCC的无线无源压力传感器的研究 被引量：12

5

作者 康昊 谭秋林 +3 位作者 秦丽 李晨 丁利琼 张献生 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期498-501,共4页

设计了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)的无线无源压力传感器,利用传感器谐振频率对不同应变的响应来表征传感器的应变特性,采用互感耦合的方式对传感器的谐振频率进行读取。搭建了压力测试平台,通过对天线特征参数的测试获取传感器的谐振频... 设计了一种基于低温共烧陶瓷(LTCC)的无线无源压力传感器,利用传感器谐振频率对不同应变的响应来表征传感器的应变特性,采用互感耦合的方式对传感器的谐振频率进行读取。搭建了压力测试平台,通过对天线特征参数的测试获取传感器的谐振频率,测试结果表明,基于LTCC的无线无源压力传感器的谐振频率随外界压力的增大而减小,谐振频率随压力的变化近似于线性变化,灵敏度约为543.12 kHz/bar。 展开更多

关键词 无线无源传感器 压力传感器 互感耦合 LTCC 谐振频率

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一种LC谐振无线无源温度传感器的研究 被引量：18

6

作者 王渊朝 彭斌 黄武林 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1341-1344,共4页

无线无源传感器在工业领域具有重要的应用。设计了一种基于高介电常数陶瓷基板的无线无源LC谐振温度传感器,采用电感耦合的方式无线测试了传感器在不同温度下的特性。测试结果表明所制作的无线无源温度传感器谐振频率为1.2 MHz,随着温... 无线无源传感器在工业领域具有重要的应用。设计了一种基于高介电常数陶瓷基板的无线无源LC谐振温度传感器,采用电感耦合的方式无线测试了传感器在不同温度下的特性。测试结果表明所制作的无线无源温度传感器谐振频率为1.2 MHz,随着温度的升高其谐振频率线性降低,灵敏度为2.3 kHz/℃。制作的器件实现了非接触式的温度测量,可以在比较恶劣的环境下使用。 展开更多

关键词 无线无源传感器 温度 无线检测 LC谐振

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时域加窗技术改进无源无线SAW传感器测试研究 被引量：5

7

作者 邓森洋 张万里 +3 位作者 彭斌 郭珂君 蒋中东 曾义红 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第3期8-10,14,共4页

无源无线声表面波(SAW)传感器能工作在十分恶劣的环境中监控温度、应变、扭矩等因素的变化。利用无线测试传感器的群时延特性能方便地获得SAW传感器的谐振频率。但在一些复杂的环境中无线测试时会遇到环境反射的问题,此时测试的群时延... 无源无线声表面波(SAW)传感器能工作在十分恶劣的环境中监控温度、应变、扭矩等因素的变化。利用无线测试传感器的群时延特性能方便地获得SAW传感器的谐振频率。但在一些复杂的环境中无线测试时会遇到环境反射的问题,此时测试的群时延曲线会产生畸变,不利于提取SAW传感器的谐振频率。利用测试群时延特性的方法搭建了测试系统,对测试结果使用了时域加窗技术。结果表明:时域加窗技术能够有效抑制环境反射对群时延的影响,这对于提高无源无线SAW传感器实际应用中的信噪比具有重要的意义。 展开更多

关键词 无源无线SAW传感器 时域加窗 群时延 环境反射

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耦合系数对无线无源传感器信号读取的影响 被引量：5

8

作者 罗涛 杨明亮 +5 位作者 谭秋林 熊继军 纪夏夏 王晓龙 张洋 李超 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期327-330,共4页

研究了耦合系数对无线无源传感器信号读取的影响。通过建立无线无源LC传感器的集总电路耦合模型,对其进行理论分析,推导出了天线端阻抗参数的理论表达式,结合MATLAB软件仿真,从理论上得出,通过天线端阻抗参数提取出来的传感器谐振频率... 研究了耦合系数对无线无源传感器信号读取的影响。通过建立无线无源LC传感器的集总电路耦合模型,对其进行理论分析,推导出了天线端阻抗参数的理论表达式,结合MATLAB软件仿真,从理论上得出,通过天线端阻抗参数提取出来的传感器谐振频率变化量受耦合系数的影响,并得到实验验证。理论分析和实验测试表明,在进行无线无源传感器耦合系统设计时,应选取合适的耦合系数,来提高测量灵敏度。 展开更多

关键词 无线无源LC传感器 耦合系数 互感耦合 阻抗参数 谐振频率

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基于高温烧结氧化铝陶瓷的无线无源温度传感器 被引量：4

9

作者 任重 谭秋林 +3 位作者 李晨 郑庭丽 蔡婷 熊继军 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期654-657,共4页

通过高温烧结技术获得了总体尺寸为28 mm×28 mm×0.47 mm的氧化铝陶瓷基板,结合厚膜技术在该基板上印刷无源LC串联谐振电路,设计并制备了一种基于氧化铝陶瓷的无线无源温度传感器。在18℃~300℃的温度范围内实现了传感器的无... 通过高温烧结技术获得了总体尺寸为28 mm×28 mm×0.47 mm的氧化铝陶瓷基板,结合厚膜技术在该基板上印刷无源LC串联谐振电路,设计并制备了一种基于氧化铝陶瓷的无线无源温度传感器。在18℃~300℃的温度范围内实现了传感器的无线测试,测试结果表明该温度传感器呈现出了良好的线性特征,线性范围大且非线性误差小,其谐振频率对温度的灵敏度约为2.75 kHz/℃,可应用于高温恶劣环境下的温度检测。 展开更多

关键词 无线无源传感器 温度 高温烧结 氧化铝陶瓷 谐振频率

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基于声表面波谐振器和延迟线的编码型无源无线阵列传感器 被引量：1

10

作者 李平 文玉梅 +2 位作者 王军峰 刘双临 黄尚廉 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2003年第2期15-16,共2页

提出了一种新型延迟编码式谐振声表面波无源无线传感系统。该传感单元由单端口谐振器和延迟线组成 ,激励信号采用间歇正弦脉冲串信号。响应为一变化的振荡波形 ,该信号的频率与声表面波器件固有频率相等。该传感阵列系统利用不同延迟线... 提出了一种新型延迟编码式谐振声表面波无源无线传感系统。该传感单元由单端口谐振器和延迟线组成 ,激励信号采用间歇正弦脉冲串信号。响应为一变化的振荡波形 ,该信号的频率与声表面波器件固有频率相等。该传感阵列系统利用不同延迟线构成编码器不仅有谐振式无源无线传感器距离远的优点 ,而且 ,还具有延迟型大规模编码的优势。该方法提高了传感系统遥感测量的距离、灵敏度和信噪比 。 展开更多

关键词 声表面波谐振器 无源无线编码传感器阵列 延迟线

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RFID无源无线温度传感器与空心电抗器的融合设计与试验 被引量：7

11

作者 周玮 雷雨秋 +4 位作者 董勤晓 李会兵 张德金 任孝武 周加斌 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期144-153,共10页

空心电抗器的内部温度一直缺乏有效的监测手段。在其内部安装无源无线温度传感器可以有效解决空心电抗器内部温度监测问题。文中将RFID无源无线温度传感器安装在空心电抗器内部,对信号屏蔽,绝缘,涡流温升,电磁干扰等融合问题进行了全面... 空心电抗器的内部温度一直缺乏有效的监测手段。在其内部安装无源无线温度传感器可以有效解决空心电抗器内部温度监测问题。文中将RFID无源无线温度传感器安装在空心电抗器内部,对信号屏蔽,绝缘,涡流温升,电磁干扰等融合问题进行了全面的仿真、计算和实验研究,结果表明:RFID无源无线温度传感器可以克服空心电抗器屏蔽,实现正常通信;空心电抗器绝缘裕度足够,通过了雷电冲击耐受试验和匝间过电压试验考核;在温升试验中,改进后的传感器涡流温升很小,不影响对空心电抗器温度的测量;RFID无源无线温度传感器温度测量值与空心电抗器本体温度接近。空心电抗器不产生高频电磁场干扰,不影响传感器正常工作。综上所述,在空心电抗器内部安装RFID无源无线温度传感器可以有效地监测其内部温度。 展开更多

关键词 无源无线传感器 空心电抗器 融合 温度监测

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基于等效局域表面等离激元的无源无线温度传感器 被引量：3

12

作者 陈文彬 庞建民 +3 位作者 郑利斌 李新军 李文琪 周永金 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第6期18-20,24,共4页

温度是电力系统中设备运行状态的关键参数,高压变电器、电缆接头等电力设备故障的发生常伴随着温度异常升高。对电力设备的温度进行无线实时监测,可以快速发现温度异常变化,有效防止事故发生。无源无线传感器不采用电池供电,有利于降低... 温度是电力系统中设备运行状态的关键参数,高压变电器、电缆接头等电力设备故障的发生常伴随着温度异常升高。对电力设备的温度进行无线实时监测,可以快速发现温度异常变化,有效防止事故发生。无源无线传感器不采用电池供电,有利于降低成本和提高系统的鲁棒性和稳定性。基于等效局域表面等离激元(ELSPs)的无源无线温度传感器,对环境温度变化敏感,可实现对温度变化的实时监测。仿真结果表明:该无源无线温度传感器可有效感知温度变化,保障电力系统安全运行。 展开更多

关键词 等效局域表面等离激元 无源无线传感器 温度测量

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MEMS无线无源电容压力传感器结构设计及制备

13

作者 李颖 梁庭 +2 位作者 林斯佳 喻兰芳 崔海波 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期827-830,共4页

摘要：设计了一种无线无源电容压力传感器。传感器采用MEMS工艺由硅-玻璃浆料-硅键合而成，独特的三层结构设计用以实现高温环境下的测量。应用有限元分析软件对传感器结构进行了仿真分析，并详细介绍了其加工工艺；引进了一种新型的非... 摘要：设计了一种无线无源电容压力传感器。传感器采用MEMS工艺由硅-玻璃浆料-硅键合而成，独特的三层结构设计用以实现高温环境下的测量。应用有限元分析软件对传感器结构进行了仿真分析，并详细介绍了其加工工艺；引进了一种新型的非接触无源测量技术，用于检测传感器压敏电容极板间距的变化。测试结果表明，传感器可以实现外界压力信号与谐振频率信号之间的转化，传感器在0～200kPa压力下，谐振频率随压力变化近似成线性关系且谐振频率随压力的增大逐渐减小，灵敏度约为10．6kHz／kPa。 展开更多

关键词 无线无源传感器 压力传感器 MEMS 非接触测量 谐振频率

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LC无源无线气体传感器的制备及对NH_3气敏特性的研究 被引量：3

14

作者 郭晓威 谭秋林 +2 位作者 郭彦杰 周天浩 翟成瑞 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1643-1646,共4页

采用酸化后的碳纳米管与聚苯胺掺杂作为传感器的气敏材料。通过丝网印刷技术将无铅铝浆印刷在氧化铝陶瓷基板上形成电感线圈,并将制备好的气敏材料涂覆到电感线圈上,制备出LC谐振式无源气体传感器。制作成气体传感器后在NH3气氛中进行... 采用酸化后的碳纳米管与聚苯胺掺杂作为传感器的气敏材料。通过丝网印刷技术将无铅铝浆印刷在氧化铝陶瓷基板上形成电感线圈,并将制备好的气敏材料涂覆到电感线圈上,制备出LC谐振式无源气体传感器。制作成气体传感器后在NH3气氛中进行测试分析,实现了在密闭环境下的非接触测量。重点分析了在室温下NH3气体的浓度对传感器谐振频率f0的变化及响应恢复时间的影响,结果表明气体浓度在300×10-6时,传感器的灵敏度为4.499 MHz。 展开更多

关键词 无线无源传感器 碳纳米管 气敏特性 LC谐振

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一种声表面波无线传感器的小型化微带天线 被引量：10

15

作者 郭珂君 彭斌 张万里 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1453-1456,共4页

声表面波(SAW)无源无线传感器常用于检测复杂环境下的物理参数。针对SAW无线无源传感器天线对低轮廓、小尺寸天线的要求,同时采用短路加载技术和贴片开槽技术,设计了一款小型化的低轮廓微带天线,天线贴片尺寸仅为21.4 mm×21.3 mm,... 声表面波(SAW)无源无线传感器常用于检测复杂环境下的物理参数。针对SAW无线无源传感器天线对低轮廓、小尺寸天线的要求,同时采用短路加载技术和贴片开槽技术,设计了一款小型化的低轮廓微带天线,天线贴片尺寸仅为21.4 mm×21.3 mm,高度仅1 mm。测试结果表明,天线,在小型化、低轮廓与增益之间取得良好折中。利用制作的天线,实现了SAW无源无线传感器的检测。 展开更多

关键词 微带天线 小型化 短路针 贴片开槽 SAW无源无线传感器

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双层结构的无线无源柔性压力传感器设计 被引量：2

16

作者 娄文涛 杨林 +1 位作者 于仕辉 董和磊 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期1079-1084,共6页

本文设计了一种双层结构的基于平面螺旋电感与叉指电容并联结构的LC谐振式无线无源柔性压力传感器。该传感器利用平面LC谐振回路的谐振频率随着外界应力的变化而改变的特性,采用电磁耦合的方式来实现对外部压力的无线测量。通过高频电... 本文设计了一种双层结构的基于平面螺旋电感与叉指电容并联结构的LC谐振式无线无源柔性压力传感器。该传感器利用平面LC谐振回路的谐振频率随着外界应力的变化而改变的特性,采用电磁耦合的方式来实现对外部压力的无线测量。通过高频电磁仿真软件HFSS的建模与仿真,表明:该双层结构的传感器具有良好的压力测量特性,其有效测量距离达到了35 mm,高于单层结构的测量距离(25 mm),且可恢复性和重复性能良好,在电子皮肤和智能穿戴领域有着广阔的应用前景。 展开更多

关键词 无线无源传感器 压力测量 LC谐振回路 柔性 测量距离

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声表面波无源无线温度传感系统研究 被引量：8

17

作者 李平 文玉梅 黄尚廉 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2002年第4期44-49,共6页

本文提出了一种单端口声表面波无源无线温度传感系统。该传感系统采用间歇正弦脉冲串信号作为无线激励信号 ,而反射波是一调幅信号 ,该调幅信号的包络频率为激励信号频率与声表面波器件固有频率的差。

关键词 声表面波 无源无线传感器 遥感测量 温度传感器

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一种声表面波传感器的Minkowski分形微带天线 被引量：4

18

作者 周婷婷 何怡刚 +2 位作者 张楠 苏娜 况璟 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第6期66-68,共3页

针对声表面波(SAW)无源无线传感器天线对轮廓和尺寸的要求,采用Minkowski分形算法和短路加载技术,设计了一种Minkowski分形微带贴片天线。工作频率为915 MHz,尺寸仅24.6 mm×24.6 mm×1.2 mm,具有较好的尺寸缩减特性,天线的尺... 针对声表面波(SAW)无源无线传感器天线对轮廓和尺寸的要求,采用Minkowski分形算法和短路加载技术,设计了一种Minkowski分形微带贴片天线。工作频率为915 MHz,尺寸仅24.6 mm×24.6 mm×1.2 mm,具有较好的尺寸缩减特性,天线的尺寸和性能皆满足声表面波无源无线传感器的要求。 展开更多

关键词 微带天线 小型化 分形 MINKOWSKI 声表面波无源无线传感器

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编码式谐振SAW无源无线温度传感阵列系统 被引量：3

19

作者 李平 文玉梅 +2 位作者 刘双临 王军峰 黄尚廉 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期551-554,共4页

提出了一种新型编码式谐振声表面波无源无线温度传感系统。该传感系统采用间歇正弦脉冲串信号作为无线激励信号 ,而经谐振式声表面波器件延迟后的反射波是一瞬时变化的振荡波形 ,该反射信号的频率与声表面波器件固有频率相关。温度改变 ... 提出了一种新型编码式谐振声表面波无源无线温度传感系统。该传感系统采用间歇正弦脉冲串信号作为无线激励信号 ,而经谐振式声表面波器件延迟后的反射波是一瞬时变化的振荡波形 ,该反射信号的频率与声表面波器件固有频率相关。温度改变 ,其反射信号的频率也发生变化。该传感阵列系统利用不同延迟线构成编码器 ,可实现大规模的传感器构造。该方法不仅有谐振式无源无线传感器距离远的优点 ,而且 ,还具有延迟型大规模编码的优点。 展开更多

关键词 声表面波谐振器 无源无线编码传感器阵列 遥感测量 延迟线 目标识别 温度传感器

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LTCC高温压力传感器温漂特性研究 被引量：3

20

作者 罗涛 谭秋林 +4 位作者 熊继军 纪夏夏 王晓龙 薛晨阳 张文栋 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期190-193,共4页

研究了利用杜邦951 LTCC材料制备的无线无源压力传感器的温漂特性。通过搭建高温测试系统，对传感器0~600℃内的高温特性进行了测试，结果表明传感器存在较大温度漂移。通过制作无腔传感器和LTCC基片上螺旋电感进行高温特性测试，通过... 研究了利用杜邦951 LTCC材料制备的无线无源压力传感器的温漂特性。通过搭建高温测试系统，对传感器0~600℃内的高温特性进行了测试，结果表明传感器存在较大温度漂移。通过制作无腔传感器和LTCC基片上螺旋电感进行高温特性测试，通过对比分析，确定了造成传感器温漂的主要原因是LTCC材料相对介电常数的变化。结合测试数据和公式推导，得出了600℃时杜邦951 LTCC材料的相对介电常数由常温7.8增大到9.04。 展开更多

关键词 无线无源压力传感器 相对介电常数 谐振频率 温度漂移

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