导读:本文包含了声表面波温度传感器论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:声表面波,铌酸锂,温度,压力
声表面波温度传感器论文文献综述
张利威[1]（2019）在《基于铌酸锂的无线无源温度/压力集成声表面波传感器研究》一文中研究指出飞行器在飞行过程中往往伴随着高温、高旋、高压等恶劣环境,尤其是高超音速飞行器表面、航空发动机以及燃气轮机等关键部位,局部温度甚至超过几千度,因此,在恶劣环境下温度、压力等参数的原位实时获取,对于飞行器的材料选型、结构设计以及防护措施等具有重要意义。目前,传统无线无源传感器由于结构单一以及传输距离短等缺点,限制了其在恶劣环境中多参数的测试能力。针对在航空航天器和发动机等高温和高转速等恶劣环境中对温度/压力双参数的实时现场测试要求,本文提出一种基于声表面波原理和铌酸锂压电材料的双参数敏感单元集成式新型无线无源传感器结构。本文的研究工作为:1、研究了声表面波的传播机理及声表面波传感器的类型分类,介绍了声表面波传感器的基本结构构成,建立了传感器结构参数与传感器性能之间的对应关系。2、分析了基于声表面波传感器的理论模型,探讨了传感器结构各参数对声表面波传感器性能的影响。利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件模拟金属电极材料对传感器谐振频率的影响。3、通过分析声表面波传感器温度敏感原理和压力敏感原理,提出了一种基于铌酸锂的温度/压力双参数集成传感器结构,设计并制备了并联式谐振型双参传感器。4、对制备的声表面波传感器分别进行了温度测试和高温压力测试。温度的测试范围为25℃~325℃,分别测得温度谐振器的温度灵敏度为1.34kHz/℃,压力谐振器的温度灵敏度为1.35kHz/℃;对传感器进行不同温度下的压力测试,测试范围为0~1000gf,测得最高压力敏感度为10.5kHz/100gf。(本文来源于《中北大学》期刊2019-05-30）
王一博,张志刚,刘士峰,白树芸,妥生慧[2]（2019）在《声波表面波无源无线温度传感器在开关柜测温中的研究与应用》一文中研究指出针对声波表面波无源无线温度传感器在开关柜测温中的应用进行了分析。(本文来源于《科学技术创新》期刊2019年05期）
喻恒,彭斌,李凌,张万里[3]（2018）在《LGS声表面波双模温度传感器研究》一文中研究指出该文研究了基于硅酸镓镧(La3Ga5SiO14,LGS)压电衬底的声表面波(SAW)谐振器的瑞利波模式谐振频率和体声波模式谐振频率的温度特性,并利用这两种模式构建了一种宽温度范围的具有线性输出特性的温度传感器。研究结果表明,基于LGS衬底的谐振器的瑞利波模式和体波模式的谐振频率均与温度成二次函数关系,且二阶频率温度系数接近,利用此特性构建的双模温度传感器测试结果和热电偶测试结果基本一致。该文提出的这种双模温度传感器可获得全温度范围的线性输出特性,可应用于LGS高温SAW温度传感器。(本文来源于《压电与声光》期刊2018年05期）
邓富成,赵嫣菁,张辰,杨阳,范彦平[4]（2018）在《声表面波温度传感器抗干扰技术研究》一文中研究指出目的设计一种声表面波(SAW)温度传感器抗干扰技术,以提高温度测量的稳定性。方法分析SAW谐振器(SAWR)回波特性,建立SAWR回波信号熵能量模型,发现SAWR回波信号的衰减过程与熵能量的上升过程对应。当回波信号达到噪声水平时,熵能量的单调上升过程消失。为了抑制正弦干扰设计一种改进型自相关算法,利用该算法对信号进行去噪的同时使谐振器回波信号的衰减特性和正弦干扰的等幅特性得到保持。结果根据模拟仿真结果设置了SAWR回波信号的检测阈值(V_(thre)=1),并对该阈值进行了蒙特卡罗仿真实验。仿真结果表明,当信号信噪比大于4dB时,SAWR回波信号的检测率达到86%,而正弦干扰误检率小于0.5%。最后应用该算法对实际的正弦信号和SAWR回波信号进行了检测,得到的误检率接近于0。结论实验结果显示,所设计的算法可以用作声表面波温度传感器的抗干扰技术。(本文来源于《包装工程》期刊2018年19期）
赵一宇,李红浪,程利娜,柯亚兵,郭霄鹏[5]（2018）在《硅酸镓镧声表面波传感器的压力温度多参数解耦分析》一文中研究指出针对硅酸镓镧声表面波压力传感器,提出了一种温度和压力的多参数解耦方法。理论上采用有限元方法与微扰理论结合,计算传感器在不同温度、压力下频率响应。根据计算结果,构造出传感器温度与压力的解耦公式。以一种基于LGS(0°,0°,100°)点压力式SAW传感器为例,理论计算得到其温度与压力解耦公式的具体参数,同时与在-55℃～125℃,0～1 MPa范围内的实验测试结果对比。理论分析和实验测试结果基本吻合,验证了温度压力多参量解耦方法的正确性。(本文来源于《声学学报》期刊2018年05期）
李莺歌[6]（2018）在《氮化铝薄膜声表面波温度质量双参数传感器研究》一文中研究指出温度和质量检测在环境、生物、能源等领域有着非常重要的作用。本文在研究声表面波传播理论基础上仿真、设计和制备了双端口延迟线型基于氮化铝(AlN)压电薄膜的温度质量双参数声表面波(SAW)传感器,对其温度和质量的敏感特性进行了原理性研究和实验表征,对双参数传感器信号提取方法及相关接口电路进行了研究与设计。论文主要完成了以下工作:一、结合压电理论与波动方程分析氮化铝薄膜的延迟线型SAW传感器各结构参数对SAW传感器性能的影响,基于IDT的函数模型仿真分析了叉指对数对SAW传感器输出幅频特性的影响;对IDT厚度、金属化率、AlN压电薄膜厚度等参数对SAW振型及SAW传感器输出特征频率变化的影响进行了仿真研究。结果表明SAW传感器输出特征频率与叉指换能器(IDT)的金属化率呈线性正相关的关系、与IDT厚度呈线性负相关的关系、而随着AlN压电薄膜厚度增加总体呈阶段性非线性升高的趋势。二、基于仿真结果,优化设计了Al/AlN/Si(100)结构的延迟线型声表面波温度质量双参数传感器。其结构参数为:均匀IDT结构,指条宽度和指间距均为10μm,声孔径为4mm,叉指对数为50对,输入输出IDT中心间距为4.5mm,Al IDT厚度为0.2μm,AlN压电薄膜厚度为1μm。叁、在研究温度与应力应变的对应关系基础上,对设计的SAW温度质量双参数传感器分别进行了温度及质量加载作用的敏感特性的仿真分析以及耦合场的数值模拟。数值分析的结果表明SAW温度质量双参数传感器的输出特征频率与衬底温度在0~200℃范围内呈负线性相关关系,与质量加载在0~0.001μg/μm范围内也呈负线性相关关系。四、利用与标准CMOS工艺兼容的直流磁控溅射法等半导体工艺完成了基于铝(Al)IDT、氮化铝(AlN)薄膜、硅(Si(100))衬底结构的SAW温度质量双参数传感器的制备。SEM微观结构表征结果显示制备的传感器具有良好的精度和表面平整度。五、对制备的SAW传感器在0~150℃温度范围内进行了温度敏感特性的实验分析,得出传感器的输出特征频率与温度呈良好的负线性相关关系,其温度灵敏度为-4.3KHz/℃,表明该传感器可用于温度的精确检测。提出并采用通过原子层沉积的方法在制备出的SAW传感器的质量敏感区域沉积Al_2O_3薄膜获得微质量的加载,实验获得该薄膜型SAW传感器质量沉积效应的频率响应特性,得出该传感器的输出特征频率与质量呈良好的负线性相关关系,其灵敏度为296GHz?cm/g,优于目前国内报道的SAW质量传感器。实验结果为以后拓展其作为生物传感器等多参量传感器的应用打下基础。六、基于STM32F103RTC6单片机,结合AD9854产生高频信号源设计了相位差和频率差检测电路。其中创新性的设计了STM32单片机结合MC1496模拟乘法器芯片测量传感器输入输出信号频率差的硬件电路和软件程序,与AD8302组成的SAW传感器相位差检测电路,结合软件算法为延迟线型SAW温度质量双参数传感器输出信号的检测提出了新的解决方法。论文创新点:一、提出了采用原子层沉积Al_2O_3作为微质量加载产生微重力的方法对SAW传感器进行质量敏感特性表征的实验手段;二、提出了声表面波温度质量双参数传感器的优化设计方法,并有效地进行了声表面波传感器的设计;叁、成功制备了AlN薄膜声表面波温度质量双参数传感器,该传感器温度及质量灵敏度较高,工程应用意义较大,目前国内未见类似报道。(本文来源于《青岛科技大学》期刊2018-04-20）
喻恒[7]（2018）在《LGS声表面波双模温度传感器研究》一文中研究指出传感器在现代工业生产、交通运输、电子信息、航空航天等众多领域中都是不可或缺的重要部分。传感器提供精确测量信息和获得即时讯息的能力,可以提高系统的效率以及保障系统的稳定性。研发制造能在恶劣环境下应用的小型化传感器是一个非常重要的方向。由于声表面波谐振器集设计简单、体积小、可进行无源无线测试等优点于一体,使其在不同领域都有着广泛的应用。本文首先利用COMSOL软件仿真了不同线宽和不同衬底厚度的条件下,谐振器的瑞利波模式和体声波模式的振动和频率特性。得到如下结论:体声波与瑞利波的谐振频率随器件叉指线宽的变化成比例的变化,且体声波模式各阶谐振峰间隔随线宽的增加而增加;瑞利波的振动主要集中在压电衬底表面,而体声波模式的振动分布于整个压电衬底内部。同时,在衬底厚度为500μm的条件下,线宽越大体声波各阶模式之间间隔越大。线宽为2μm时,体声波前叁阶差值为0.15MHz,线宽为10μm时,体声波前叁阶差值为0.813MHz。其次探究了基于硅酸镓镧(LGS,La_3Ga_5SiO_(14))晶体的谐振器瑞利波模式和体声波模式的温度频率特性。设计了叉指对数为100对的,线宽分别为2μm、3μm、6μm、10μm的器件。基于MEMS工艺将其制作成实物,并测试了它们双模的温度频率特性。研究表明,双模的谐振频率均和温度成二次函数关系,且双模的二阶频率温度系数接近相等。所以利用双模谐振频率做差,可构建一种宽温度范围的具有线性输出特性的温度传感器。而利用双模差值进行温度测试,从室温加热至400℃后再自然冷却,其和热电偶的测试结果基本一致,这表明了这种双模温度传感器的切实可行性。双模谐振峰峰值的强度影响着器件的性能。为了探究同一衬底厚度下线宽和叉指对数对双模谐振峰值的影响,分别设计制作了线宽3μm、6μm、10μm,以及叉指对数分别为1对、5对、20对、50对和100对的器件,并测试了他们的性能。得出随着线宽加大,体声波各阶模式之间的间隔加大。在同一线宽同一衬底厚度条件下,随着叉指对数的增多,瑞利波模式和体声波模式的绝对强度都在增加,但瑞利波谐振峰值增加量远大于体声波模式谐振峰值的增加值。同时叉指对数为100对,线宽2μm时体声波群时延达-114.57ns,线宽3μm时体声波群时延为-6.84ns,线宽6μm时体声波群时延为-22.81ns,线宽10μm时体声波群时延达-104ns。(本文来源于《电子科技大学》期刊2018-03-30）
李敬,潘海曦,郭振,李传宇,姚佳[8]（2017）在《Parylene增强型声表面波传感器及其温度响应》一文中研究指出针对声表面波(SAW)传感器对品质因数、寿命和成本的要求,研制了Parylene增强型SAW传感器。根据金属剥离工艺要求,利用LOR剥离胶和AZ5214光刻胶双层胶旋涂工艺制作了梯形结构;在传统光学光刻条件下制作了2μm的超细叉指电极。传感器制作过程利用了MEMS工艺,不仅实现了传感器的微型化,还可以批量化生产,得到的以石英为基底的传感器谐振频率达到249.077 953 MHz。最后在传感器的表面镀制Parylene聚合物薄膜以提高基底温度灵敏度。实验对比了未增强型(未镀Parylene)和增强型SAW传感器(镀Parylene)的温度灵敏度。结果显示:未增强型SAW传感器温度灵敏度为2.048kHz/℃,Parylene增强型SAW传感器温度灵敏度为2.855kHz/℃,比前者提高了0.807kHz/℃,且镀Parylene之后谐振频率变化量与温度具有较好的线性度,线性相关系数达到0.996 15。实验证明,Parlene增强型SAW传感器的性能优于未增强的SAW传感器。(本文来源于《光学精密工程》期刊2017年12期）
姚祺[9]（2017）在《冷凝式声表面波气体传感器温度控制设计》一文中研究指出进入二十一世纪以来国内外恐怖活动高发,而利用简易自制爆炸物进行人肉或汽车炸弹爆炸是恐怖活动的主要方式。高灵敏度、低误报率的便携式爆炸物检测器成为近年来的研究热点。声表面波(Surface acoustic wave,SAW)气体传感技术作为一项高灵敏度的气体检测技术,在爆炸物探测方面具有很大的应用潜力。传统的SAW气体传感器需要在压电基片或薄膜上涂覆敏感膜,但敏感膜的引入带来了响应速度慢、交叉干扰、长期稳定性差等方面的问题。本课题不再采用敏感膜,而是利用低温将气体分子冷凝在SAW器件的表面,构成冷凝式的SAW气体传感器。据称该种新型的SAW气体传感器比常规的有敏感膜的SAW气体传感器的灵敏度提高了1000倍。在冷凝式SAW气体传感器中,精确的温度控制技术是关键,本论文围绕冷凝式SAW气体传感器的精确温度控制技术而展开。本文首先回顾了SAW气体传感技术的发展现状,阐述了冷凝式SAW气体传感器的工作原理,分析了温度波动对SAW器件本身的频率漂移和冷凝吸附量的影响。然后对相关文献中采用的温度控制方法进行了总结,并对SAW气体传感器常用的温度控制元件半导体热电制冷器(Thermal Electric Cooler,TEC)和测温元件温度传感器进行了详细的介绍,研究了基于TEC的高精度温度控制技术。本文对温度控制的设计包含两方面。一方面是高精度温度控制电路的设计:由于声表面波气体传感器对表面扰动的温度极为敏感,所以实际工作中的恒温精度和温度稳定性是温度控制电路的两个十分重要的指标。本文基于TEC控制芯片MAX1978和微型控制单元STC89C52进行了硬件电路的设计,制作了温度10℃到30℃可调,温度控制精度±0.03℃的温度控制电路。该电路调温过程稳定后20s内的短期温度稳定性为0.05℃。将封闭气室中的声表面波气体传感器从27℃降低到15℃仅需要3s。另外一方面,本文对温控电路与声表面波气体传感器电路的集成方式进行了研究,完成了对气体吹扫方式的优化,并设计了“开放式”和“封闭式”两种气室结构。由于爆炸物采购与合成难度大,本文仅测试了在温度控制系统恒温控制下的冷凝式声表面波气体传感器基线,并将其与环境温度下的传感器基线进行对比,得出在恒温条件下传感器基线稳定度更高,稳定速度更快的结论。(本文来源于《电子科技大学》期刊2017-04-05）
崔亦霖[10]（2017）在《LGS声表面波传感器温度应变特性研究》一文中研究指出声表面波(Surface acoustic wave,SAW)器件因为其具有体积小、品质因数高、响应快、成本低、可以无线无源工作等优点,因此非常适合高温高压、高速移动或旋转、有毒有害等恶劣环境中进行传感。随着对航空航天、工业制造等领域的结构健康监控(Structure health monitor,SHM)的需求日益增多,能无源无线传感的SAW传感器有着广泛的应用前景。因此展开在恶劣环境下进行温度、应变等物理量进行传感的SAW传感器的研究有着十分重要的意义。本文采用了一种具有优秀的高温应变特性的新型压电基底材料硅酸镓镧(Langasite,LGS)来制备SAW温度应变传感器。设计出的SAW传感器为谐振器结构,叉指对数为100对,叉指宽度为2μm,金属化比率为0.5,孔径长度为100λ,其中叉指换能器(IDT)与反射栅(Reflector bank)之间的距离为6μm。并利用COMSOL Multiphsycs软件对所设计的器件进行了仿真计算。本文选用的LGS基底的欧拉角为(0°,138.5°,26.6°),采用微电子工艺在基底材料上制作SAW谐振器。并对工艺参数进行了优化,得到了性能优异的SAW传感器。本文对所制得的LGS声表面波传感器进行了温度性能测试,温度测试范围为20℃~400℃。在不同温度下LGS传感器均保持了良好的SAW特性,其谐振频率随着温度的升高而降低,经过线性拟合,我们计算出了基于欧拉角为(0°,138.5°,26.6°)的LGS传感器的其一阶和二阶温度频率系数的值分别为-4.229×10~(-4)和-2.034×10~(-5)。为了验证LGS声表面波传感器的温度重复性,我们对其进行了温度循环测试,测试结果表明循环测试下传感器的温度重复性良好,其最大误差为2.39%,满足测试需求。本文还对20℃~250℃下LGS传感器的应变特性进行了研究。通过悬臂梁结构测试了LGS的频率应变特性,测试表明LGS传感器的谐振频率随着应变的增加呈线性降低,应变灵敏度为-162.94Hz/με,应变频率系数为-0.488ppm/με。通过温度应变测试可知,随着温度的升高,传感器的应变灵敏度逐渐降低,到250℃时,灵敏度为-120.75Hz/με,应变频率系数为-0.363 ppm/με。本文还研究了SAW传播方向与应变方向夹角的关系。通过不同角度粘接传感器的方式,改变传感器的SAW传播方向与应变的夹角,研究了其应变特性。粘接器件的角度分别为0°,30°,60°,90°,测试结果表明,SAW的传播方向与应变方向的夹角发生改变时,传感器谐振频率对应变的响应也随之发生改变,夹角为30°,60°,90°时,其谐振频率会随着应变的增加而增加,其灵敏度分别为179.17 Hz/με,325.09 Hz/με,162.48 Hz/με。频率应变系数分别为0.536 ppm/με,0.973 ppm/με,0.486 ppm/με。另外还对这些传感器进行了不同温度下的应变测试,其灵敏度亦随着温度的上升而降低。最后,本论文对LGS传感器进行了应变误差分析.计算了传感器的相对线性误差,在全温测量范围内,相对误差范围为0.22%~1.68%,表明传感器具有良好的线性度。为了研究应变滞后误差,对传感器进行了应变循环测试,测试结果显示,在常温下所有器件的应变之后误差均在3%以内,随着温度的升高,应变滞后误差开始升高,在10%以内。(本文来源于《电子科技大学》期刊2017-03-16）
声表面波温度传感器论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
针对声波表面波无源无线温度传感器在开关柜测温中的应用进行了分析。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
声表面波温度传感器论文参考文献
[1].张利威.基于铌酸锂的无线无源温度/压力集成声表面波传感器研究[D].中北大学.2019
[2].王一博,张志刚,刘士峰,白树芸,妥生慧.声波表面波无源无线温度传感器在开关柜测温中的研究与应用[J].科学技术创新.2019
[3].喻恒,彭斌,李凌,张万里.LGS声表面波双模温度传感器研究[J].压电与声光.2018
[4].邓富成,赵嫣菁,张辰,杨阳,范彦平.声表面波温度传感器抗干扰技术研究[J].包装工程.2018
[5].赵一宇,李红浪,程利娜,柯亚兵,郭霄鹏.硅酸镓镧声表面波传感器的压力温度多参数解耦分析[J].声学学报.2018
[6].李莺歌.氮化铝薄膜声表面波温度质量双参数传感器研究[D].青岛科技大学.2018
[7].喻恒.LGS声表面波双模温度传感器研究[D].电子科技大学.2018
[8].李敬,潘海曦,郭振,李传宇,姚佳.Parylene增强型声表面波传感器及其温度响应[J].光学精密工程.2017
[9].姚祺.冷凝式声表面波气体传感器温度控制设计[D].电子科技大学.2017
[10].崔亦霖.LGS声表面波传感器温度应变特性研究[D].电子科技大学.2017