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基于矢量阅读器的声表面波传感器频率估计优化
1
作者 卢铭瑞 徐静宁 +2 位作者 蔡飞达 张勇斌 赵万生 《压电与声光》 北大核心 2025年第2期238-245,共8页
在进行无线无源声表面波(SAW)传感器测量时,谐振频率估计的稳定性不佳会限制声表面波阅读器测量系统的性能。为提高频率估计的稳定性,基于传统功率谱频率估计方法引入了相位检波技术,设计了一种矢量阅读器架构以获取矢量频谱,并提出了... 在进行无线无源声表面波(SAW)传感器测量时,谐振频率估计的稳定性不佳会限制声表面波阅读器测量系统的性能。为提高频率估计的稳定性,基于传统功率谱频率估计方法引入了相位检波技术,设计了一种矢量阅读器架构以获取矢量频谱,并提出了一种结合相位测量和滤波处理的优化方法。该方法采用逆快速傅里叶变换(IFFT)和有限冲激响应(FIR)滤波方法提升回波信号的信噪比,并结合多种模型拟合方法,针对不同峰型特征的谐振频率进行优化估计。为验证该方法的有效性,构建了SAW传感器无线无源测试平台,并开展了无线频率测试实验。采集多组SAW回波信号数据进行处理。实验结果表明,经过滤波处理后,回波信号的信噪比提升了约17 dB,而结合拟合方法优化后,谐振频率估计的标准差低于0.5 kHz。该方法能有效提高声表面波阅读器系统的频率估计灵敏度和稳定性。 展开更多
关键词 声表面波 谐振频率估计 无线无源矢量阅读器 有限冲激响应滤波 信号拟合方法
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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
2
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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声表面波谐振型无源无线温度传感器硬件系统 被引量：9
3
作者 王军峰 李平 +2 位作者 周志坤 郑敏 杨进 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第1期1-4,共4页
介绍了一种基于声表面波谐振器的无源无线温度传感系统,系统采用一次变频的构成方式,解决了传统传感系统存在电路结构复杂和控制灵活性差的缺点,给出了系统的具体构成、工作原理和天线的设计。与传统系统构成相比,本系统的构成更简洁,... 介绍了一种基于声表面波谐振器的无源无线温度传感系统,系统采用一次变频的构成方式,解决了传统传感系统存在电路结构复杂和控制灵活性差的缺点,给出了系统的具体构成、工作原理和天线的设计。与传统系统构成相比,本系统的构成更简洁,操作性和灵活性更强。实验验证了本系统构成方式的可行性和天线设计的优点。 展开更多
关键词 声表面波 谐振器 无源无线传感 系统构成
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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
4
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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谐振型声表面波无源无线温度传感器件优化 被引量：2
5
作者 崔柏乐 王文 +1 位作者 单长锁 曲波 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第12期1563-1570,共8页
本文利用有限元方法开展了一种基于声表面波(surface acoustic wave, SAW)的单端对谐振型温度传感器件的优化设计。利用参数化扫描方法,对YX石英晶体(YX-Quartz)表面SAW传播模态、导纳特性等进行分析,得到电极相对膜厚为1.5%时,器件具... 本文利用有限元方法开展了一种基于声表面波(surface acoustic wave, SAW)的单端对谐振型温度传感器件的优化设计。利用参数化扫描方法,对YX石英晶体(YX-Quartz)表面SAW传播模态、导纳特性等进行分析,得到电极相对膜厚为1.5%时,器件具有最小损耗。同时结合等效电路模型,提取优化后器件的电学参数。在此基础上,实验制备出工作频率为436.56 MHz的谐振型SAW温度传感器件,测试品质因子达9 000,其频率温度系数为9.009 kHz/℃,线性度为5.506 9×10^(-5)%。结合射频读取模块,搭建了无源无线温度测试平台。实验结果显示全温范围(-20℃~120℃)内测温精度优于±2℃。 展开更多
关键词 声表面波 谐振器 有限元方法 等效电路 无源无线测温
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一种谐振型声表面波传感器 被引量：4
6
作者 蔡萍 马伟方 施文康 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2000年第7期4-5,共2页
文中阐述了一种谐振型声表面波传感器的结构和工作原理 ,介绍其测试机理和数据处理方法。通过实验证明了其在理论和技术上的可行性。
关键词 声表面波 谐振 传感器 测试装置 数据处理
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基于延迟线理论的新型无源声表面波传感器研究 被引量：4
7
作者 李天利 郑亮 胡泓 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期757-760,共4页
基于声表面波的延迟线理论,设计出一款新型的无线无源SAW温度和压力混合传感器。该传感器中温度对信号的影响掺杂在检测压力变化的信号中,通过引入权重因子,把压力信号从温度和压力共同影响的混合信号中分离出来,从而达到温度和压力同... 基于声表面波的延迟线理论,设计出一款新型的无线无源SAW温度和压力混合传感器。该传感器中温度对信号的影响掺杂在检测压力变化的信号中,通过引入权重因子,把压力信号从温度和压力共同影响的混合信号中分离出来,从而达到温度和压力同时检测的目的。此设计充分利用了IDT的转换能量,减少了信号之间的干扰,并对IDT及反射器进行优化设计,提高了传感器的灵敏度。此传感器具有无线无源等特点,适合在复杂环境下工作。 展开更多
关键词 声表面波 无源传感器 权重因子 叉指换能器
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谐振器型声表面波加速度传感器的研究
8
作者 王生江 董永贵 +1 位作者 李源 冯冠平 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 1998年第5期4-6,10,共4页
利用压电石英晶体设计并制作了一种谐振器型声表面波加速度传感器，并对其性能进行了测试和分析。试验结果表明，采用声表面波谐振器制作成的谐振器型声表面波加速度传感器具有灵敏度高、线性度好的特点，测量精度及短期稳定性等指标均... 利用压电石英晶体设计并制作了一种谐振器型声表面波加速度传感器，并对其性能进行了测试和分析。试验结果表明，采用声表面波谐振器制作成的谐振器型声表面波加速度传感器具有灵敏度高、线性度好的特点，测量精度及短期稳定性等指标均已达到战术级惯性仪器对加速度计的要求，具有很好的发展前景。 展开更多
关键词 石英晶体 声表面波 加速度计 传感器 谐振器
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阻抗型无线无源声表面波传感器的研究
9
作者 房丽丽 章传芳 +1 位作者 刘子薇 唐浚峰 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期1-4,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 无源无线 耦合模模型 阻抗负载型 声表面波 传感器
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新型声表面波谐振式压力传感器的研制
10
作者 范东远 陈明 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 1998年第1期7-10,22,共5页
本文介绍了一种新型的声表面波谐振式压力传感器，压力敏感元件为声表面波谐振器，并组成差动电路形式进行温度补偿。敏感膜片采用全石英一体化封装技术，消除了传统粘贴式封装结构所带来的迟滞、重复性等误差，极大的提高了压力测量的... 本文介绍了一种新型的声表面波谐振式压力传感器，压力敏感元件为声表面波谐振器，并组成差动电路形式进行温度补偿。敏感膜片采用全石英一体化封装技术，消除了传统粘贴式封装结构所带来的迟滞、重复性等误差，极大的提高了压力测量的精度。由于声表面波器件采用半导体工艺制作，易于批量生产，降低了成本，具有极大的实际应用价值和意义。文中介绍了该传感器的工作原理，并给出了具体的性能指标。 展开更多
关键词 声表面波谐振器 传感器 压力传感器
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球拍型悬臂梁光纤Fabry-Perot腔声传感器的研究
11
作者 殷泽轩 《光通信技术》 北大核心 2025年第4期19-24,共6页
为提高光纤法布里-珀罗(F-P)腔声传感器的灵敏度,设计了一种球拍型悬臂梁光纤F-P腔声传感器。首先,基于COMSOL仿真软件对悬臂梁进行模态分析和尺寸优化;其次,采用激光加工技术制备了304不锈钢材质的球拍型悬臂梁光纤F-P腔声传感器,并通... 为提高光纤法布里-珀罗(F-P)腔声传感器的灵敏度,设计了一种球拍型悬臂梁光纤F-P腔声传感器。首先,基于COMSOL仿真软件对悬臂梁进行模态分析和尺寸优化;其次,采用激光加工技术制备了304不锈钢材质的球拍型悬臂梁光纤F-P腔声传感器,并通过显微测量验证了加工精度;最后,搭建声学测试系统,在20~3000 Hz频率范围内对传感器的性能进行测试。实验结果表明:该传感器的谐振频率为1750 Hz,在400~3000 Hz范围内灵敏度均高于350 mV/Pa;在1400 Hz工作频率下,0.01~0.17 Pa声压范围内的灵敏度达到3619.57 mV/Pa,线性度为0.9998,信噪比(SNR)为49.1 dB,最小可检测声压(MDP)为15.03μPa/Hz1/2。 展开更多
关键词 法布里-珀罗腔 声传感器 球拍型悬臂梁 谐振频率 最小可检测声压
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基于新型声表面波单端对谐振器的生物传感器 被引量：3
12
作者 齐晓琳 刘建生 +1 位作者 何世堂 梁勇 《压电与声光》 CAS 北大核心 2020年第2期159-162,共4页
该文设计并制作了一种基于新型声表面波(SAW)单端对谐振器的金黄色葡萄球菌生物传感器,该传感器采用了叉指电极中间内置敏感区域的谐振器结构。首先基于微扰理论分析了SAW生物传感器的响应机理。然后结合耦合模理论分析,得到了该谐振器... 该文设计并制作了一种基于新型声表面波(SAW)单端对谐振器的金黄色葡萄球菌生物传感器,该传感器采用了叉指电极中间内置敏感区域的谐振器结构。首先基于微扰理论分析了SAW生物传感器的响应机理。然后结合耦合模理论分析,得到了该谐振器的频率响应曲线。通过网络分析仪测量,实际制作的SAW谐振器的频率响应与仿真结果一致,且具有高品质因数的优点。实验中采用该结构对金黄色葡萄球菌进行初步检测,结果表明检测结果线性度较好,为下一步实现SAW传感器特异性实时检测金黄色葡萄球菌奠定了基础。 展开更多
关键词 声表面波传感器 单端对谐振器 敏感区域 高品质因数 金黄色葡萄球菌
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一种高精度声表面波扭矩传感器 被引量：1
13
作者 周硕 高孜航 +2 位作者 肖强 王为标 范彦平 《压电与声光》 北大核心 2024年第6期865-870,877,共7页
扭矩测量是衡量动力系统输出功率是否满足运行指标的重要手段,是动力设备运行状态和故障预警的关键信息来源。声表面波(SAW)传感器无源无线的特点有利于旋转工况下的转轴扭矩测量,避免了有源扭矩传感器在扭矩测量中能量和信号难以传输... 扭矩测量是衡量动力系统输出功率是否满足运行指标的重要手段,是动力设备运行状态和故障预警的关键信息来源。声表面波(SAW)传感器无源无线的特点有利于旋转工况下的转轴扭矩测量,避免了有源扭矩传感器在扭矩测量中能量和信号难以传输的问题。为实现高精度的声表面波扭矩传感,从压电基底材料选择、高品质因数(Q)值谐振器设计以及高精度SAW传感器回波信号频率解调算法三方面考虑,设计了一种高精度声表面波扭矩传感器。对所设计的声表面波扭矩传感器进行测试,结果表明,扭矩传感器的加载非线性误差为0.183%,卸载非线性误差为0.160%,加载重复性为0.260%,卸载重复性为0.103%,迟滞为0.299%,实现了一种高精度的无源扭矩传感。 展开更多
关键词 声表面波 扭矩传感器 谐振器设计 有限元 频率解调算法
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声表面波无线无源传感器 被引量：18
14
作者 韩韬 吉小军 +2 位作者 李平 文玉梅 施文康 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1314-1323,共10页
无线无源赋予声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器的显著特点使其在物联网、智能电网、智慧城市等领域日益受到关注.综述了上海交通大学在SAW基础理论、器件精确仿真分析建模、传感器无线阅读装置设计、信息获取及处理算法以及... 无线无源赋予声表面波(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器的显著特点使其在物联网、智能电网、智慧城市等领域日益受到关注.综述了上海交通大学在SAW基础理论、器件精确仿真分析建模、传感器无线阅读装置设计、信息获取及处理算法以及应用等方面的研究成果,详细介绍了面向智能化配网中压开关柜动静触头温度、环网柜电缆终端头温度以及配网变压器油温/油位监测的声表面波无线无源温度传感器研发与应用情况,同时介绍了耐高温声表面波无线无源传感器研发进展以及在炼铝电解槽温度监控中的应用. 展开更多
关键词 声表面波 无线无源 传感器 智能化配网 耐高温
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无源无线声表面波压力传感器研究 被引量：4
15
作者 张朋 常静 +1 位作者 范福玲 杨益 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2015年第5期737-741,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 无源无线 声表面波(SAW)谐振器 CC1101 阻抗匹配 压力传感器
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基于穴番-A敏感膜的新型声表面波瓦斯传感器 被引量：2
16
作者 王文 胡浩亮 +2 位作者 何世堂 潘勇 张彩红 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2016年第6期6-9,23,共5页
针对现有瓦斯检测与报警技术难以实现瓦斯气体现场检测与报警的现状，利用笼形超分子材料穴番-A在常温下对甲烷分子包封特性，研制了一种以穴番-A作为敏感膜材料的声表面波瓦斯传感器．传感器由具有高频率稳定度的300MHz双通道差分式谐... 针对现有瓦斯检测与报警技术难以实现瓦斯气体现场检测与报警的现状，利用笼形超分子材料穴番-A在常温下对甲烷分子包封特性，研制了一种以穴番-A作为敏感膜材料的声表面波瓦斯传感器．传感器由具有高频率稳定度的300MHz双通道差分式谐振器型振荡器以及涂覆于传感通道器件表面的穴番-A敏感膜构成．通过两步合成法制备的穴番．A以点涂法镀膜于传感器件表面．试验结果显示，所研制的新型声表面波瓦斯传感器表现出快速响应（〈10s）、高灵敏度（184Hz／％）、较低检测下限（理论可达0．05％）以及宽动态范围内（0-5％）良好的线性特性等特点，在煤矿井下瓦斯监测与报警中极具应用潜力． 展开更多
关键词 声表面波 瓦斯传感器 穴番-A 谐振型振荡器
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声表面波传感器中单端谐振器的匹配电路仿真 被引量：3
17
作者 江城 倪世宏 常迁榛 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2008年第1期6-8,共3页
声表面波(SAW)传感器主要通过SAW延迟线及谐振器对各种物理量进行敏感。由于谐振器有很高的品质因数(Q),SAW谐振器特别适合无线无源测量。为了能有效地对无线信号进行应答,必须建立相应的匹配电路。基于SAW单端谐振器的等效电路,对单端... 声表面波(SAW)传感器主要通过SAW延迟线及谐振器对各种物理量进行敏感。由于谐振器有很高的品质因数(Q),SAW谐振器特别适合无线无源测量。为了能有效地对无线信号进行应答,必须建立相应的匹配电路。基于SAW单端谐振器的等效电路,对单端谐振器的匹配电路进行仿真,并分析了匹配电路元件对谐振器频率特性的影响。仿真结果表明,在匹配电路中,电容对谐振频率的影响显著。 展开更多
关键词 声表面波传感器 单端谐振器 匹配电路 仿真
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基于声表面波器件的无源传感器的研究 被引量：2
18
作者 程卫东 董永贵 +3 位作者 王生江 潘海峰 李源 冯冠平 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2000年第6期1-3,13,共4页
利用声表面波器件的高频压电转换特性 ,研究设计了一种可实现无线访问的时间延迟型无源传感器。为提高回波信号的信噪比 ,在SAW器件的设计中 ,采用了一种并联式的新型结构以替代传统的共线式结构。利用一套射频访问系统 ,本文重点针对... 利用声表面波器件的高频压电转换特性 ,研究设计了一种可实现无线访问的时间延迟型无源传感器。为提高回波信号的信噪比 ,在SAW器件的设计中 ,采用了一种并联式的新型结构以替代传统的共线式结构。利用一套射频访问系统 ,本文重点针对器件的力敏特性进行了实验研究。实验表明 ,合理地设计器件中ID -Tag与反射栅的参数 ,可稳定地测出器件上SAW的传播参数 ,测量结果不受器件与访问系统间距离的影响。利用这一原理 。 展开更多
关键词 无源传感器 无线访问系统 声表面波器件
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基于辨识标签原理的无源声表面波传感器技术要点与发展趋势 被引量：6
19
作者 韩韬 施文康 《传感技术学报》 CAS CSCD 2000年第4期326-329,共4页
本文在讨论基于辨识标签原理的无源声表面波传感器的原理的基础上 ,分析了衰减损耗和尺寸、交叉敏感、反射极排列和信号处理等传感器技术要点的当前存在问题以及发展趋势 .
关键词 无源声表面波传感器 辨识标签 尺寸 衰减损耗
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一种超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器 被引量：2
20
作者 郑敏 文玉梅 李平 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1747-1751,共5页
设计了一种新的超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器.该传感器将超磁致伸缩材料在磁场中产生的应力应变传递到声表面波谐振器上,改变其谐振频率,通过对谐振频率的检测进行磁场测量.该传感器可以用于静态和动态磁场测量,... 设计了一种新的超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器.该传感器将超磁致伸缩材料在磁场中产生的应力应变传递到声表面波谐振器上,改变其谐振频率,通过对谐振频率的检测进行磁场测量.该传感器可以用于静态和动态磁场测量,并且可用作无源、无线磁传感器.主要分析了该结构用于静态磁场测量的原理,给出了实验结果.传感器谐振频率的变化对于静态磁场变化的灵敏度可达132 Hz/Oe,谐振频率测量分辨率在1 Hz时,磁场测量分辨率可达10-7T数量级. 展开更多
关键词 超磁致伸缩材料 声表面波 谐振器 磁传感器
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