无线、无源声表面波传感器系统中检波方案的实现

介绍了无源无线声表面波传感器系统,通过对声表面波的回波窄带信号的分析,阐述了基于数字方式解调回波窄带信号的数学原理.应用matlab仿真对回波窄带信号进行解调,分析相位误差产生的原因,论证了数字正交检波技术的优越性、可行性.在给出仪器系统硬件框图的基础上,根据虚拟仪器技术构建灵活、便携、开发成本低等优点,提出了应用LabVIEW实现数字正交检波技术的硬件方案.     

延迟线型无源声表面波压力传感器结构的研究

提出了一种新型无源声表面波压力传感器结构,在传统反射式延迟线型无源声表面波压力传感器的结构的基础上,加入了多条耦合器,使传统单声路结构变为双声路结构,利用二端口网络进行了分析,结果证明提高了回波的信噪比。在无线测量系统中,对回波信号的测量利用了正交相干检波的方式,用相位的检测代替了时延的检测,提高了测量精度。     

谐振型声表面波无线温度传感器

从声表面波振荡器的温度敏感机理,阐述了所提出的一种谐振型声表面波无源无线温度传感系统的结构和工作原理,并测量了该传感系统的温度———频率特性.实验结果表明,以L iNbO3为基片的谐振型声表面波无源无线温度传感系统具有较高的温频线性度和较高的温度灵敏度.     

高频声表面波传感器的仿真

根据声表面波传感器的特点,提出应用耦合矩阵模型仿真高频声表面波传感器的初值条件、边界条件,进行了高频反射栅延迟线型和谐振型声表面波传感器的频率响应仿真.仿真SAWS的频率响应与实际测试的频率响应的包络相吻合.实验结果表明,本文提出的声表面波传感器仿真初值条件和边界条件是正确的.     

声表面波瓦斯传感器高压电薄膜研究

我国煤矿瓦斯事故频发,造成大量人员伤亡和国有资源流失.声表面波瓦斯传感器体积小、工作稳定,能够有效提高煤矿瓦斯监、检能力,减少瓦斯事故.声表面波瓦斯传感器的灵敏度主要取决于压电薄膜的压电系数及机械品质因数,因而高压电系数、高机械品质因数的压电薄膜对于制备高性能声表面波瓦斯传感器具有重要意义.文中通过磁控溅射法沉积PMnN-PZT三元系铁电薄膜,所得薄膜具有高压电性及较高的机械品质因数,有望应用于声表面波瓦斯传感器制备.     

声表面波SO2传感器的研制

研究了不同材料对ＳＯ２气敏特性的影响，得到了性能优异的化学敏感界面材料。     

无线无源压力传感器信号传输的研究

对无线无源压力传感器的信号传输进行了研究。设计了一种平面螺旋天线,用于对远端传感器的数据进行读取。对所设计的读取天线进行阻抗计算并使用先进设计系统(ADS)软件构建阻抗匹配电路。通过搭建测试平台,对阻抗匹配前后的天线两端电压幅值以及传感器与天线的耦合距离进行测试,测试结果表明,通过对天线进行阻抗匹配能增大天线两端电压以及传感器与天线的耦合距离。     

一种新型声表面波无线测量系统

根据声表面波（SAW）器件的P矩阵模型，叉指反射栅外接负载阻抗不同导致声反射系数的变化。根据此原理，普通SAW器件的反射栅外接阻抗变化的常规传感器可方便地实现无线测量。通过制作相应的SAW器件并利用网络分析仪对此进行了实验验证。推导了无线测量系统的接收机信噪比与检测错误概率以及幅度分辩率的关系。发现了幅度测量存在的问题，提出采用相位法改进信号处理方法。     

基于声表面波传感的无线标签识别系统

构架了一种基于声表面波延迟线式的无线标签识别系统,该系统以不同的无源编码标签代表不同的对象,通过对标签的传感以达到目标识别的目的,介绍了标签传感器和系统的信号处理方法,基于实际应用,对同一型号的标签传感器进行不同的体外编码,并在实验中对标签编码进行了验证。     

声表面波谐振型气体传感器的研究

分析和设计了声表面波谐振型气体传感器的叉指换能器和反射栅的最佳结构,研制了ST切石英基底的双端对声表面波谐振型气体传感器,研制了一种高稳定性的振荡器电路。用所研制的ST切石英基底,谐振频率148.5 MHz,敏感薄膜为酞菁铜的双端对声表面波谐振型气体传感器进行了NO_2气体传感检测实验,检测了传感器声表面波振幅的变化,其优点是传感器的声表面波振幅的温度波动远小于通常传感器所检测的声速,提高检测温度稳定性。实验结果证明了所研制的器件具有很好的实用性。     

带有温度检测的声表面波气体传感器

设计并分析了一种新型多参量声表面波传感器.相比于传统的气体传感器,设计通过两组声路可以对气体与温度同时进行检测并直接显示被测数据.设计解决了不同温度下器件对气体敏感度不同而导致的测不准问题.实验中分别使用了中心频率为99.85 MHz和174.5 MHz的声表面波器件对气体和温度进行了检测.对理论及实验结果进行了讨论分析,实验数据与理论推导结果相吻合.     

无线声表面波传感信号的正交采样处理

声表面波(SAW)延迟线型无线传感器测量系统中，信号在反射栅上的延迟时间随着被测量的变化而发生改变．如何提取回波信号上的延时信息是提高传感器精度的关键．理论分析和实验都表明，以往采用的相干I、Q解调测量相位方法存在着较大的相位测量误差．为进一步减小这些误差，引入了基于多相滤波的正交变换方法对无线SAW信号进行检波处理，在数字域中实现整倍抽取和延迟校正滤波，实现信号的正交采样．仿真和实验结果表明，正交采样法能够消除模拟解调所带来的误差．这种方法既提高了相位检测精度．也保证系统容易实现．最后，给出了测试系统的硬件实现方案．     

声表面波SO2气体传感器敏感膜的研究

为了深入研究声表面波（ＳＡＷ）ＳＯ２气敏传感器频移与浓度之间的关系,对聚苯胺敏感膜的ＳＡＷ ＳＯ２传感器进行了试验与理论研究,并用双能谷模型推导了有关公式。解释了频移与浓度关系曲线中的拐点问题,为聚苯胺敏感膜的ＳＡＷ传感器应用提供了理论和实践依据。将有机物聚苯胺（ＰＡｎ）和硫化镉（ＣｄＳ）两者的气敏特性进行了对比,得出了ＳＯ２气敏膜具有双峰吸收的特点,并从理论上进行了论证,这对研究其他气敏膜也有指     

基于RSSI的无线传感器网络被动式无源感知研究

为研究无线传感器网络在特定区域内进行感知的表现,在目标区域内部署传感器节点,测出无人状态下和有人进入时各个节点的接收信号强度指示,并用一种基于中值滤波的被动式无源感知算法对结果进行分析。分析结果表明:无线传感器网络对部署环境要求不高,它可以应用于诸多不依赖于环境的领域;当有人进入监测区域时,必定会对区域内节点的接收信号产生影响,使接收信号强度有所波动,通过分析这种波动就可以实现感知;采用中值滤波的方式对被动式无源感知算法进行优化,该方法能有效地减少随机性和不稳定性带来的误差影响,使测量值更接近于真实值,也使感知算法的准确度有所提高。     

无线声表面波辨识标签最佳判决电平的确定

由于受到多次反射和传播损耗的影响，延迟线型声表面波辨识标签的每一位编码幅度的判决电平需要合理确定。推导了开关键控编码方式的辨识标签分别在编码为“0”和“1”时的误判率与接收信号信噪比、编码“0”和“1”的动态范围以及判决门限值的关系，得出了在大信噪比情况下，最佳判决电平与信噪比和编码动态范围之间的解析表达式，通过对不同接收距离下回波信号的实验验证，证明该最佳判别电平是有效的。     

胶层对声表面波扭矩传感器特性影响分析

为了研究胶层对声表面波（SAW）扭矩传感器特性的影响,建立了包括胶层在内的扭矩敏感模型。利用微扰理论得到扭矩载荷与SAW谐振器频率偏移量之间的关系,采用剪滞理论分析了胶层对SAW扭矩灵敏度的影响;根据Maxwell模型建立了胶层松弛时间谱,得到了应变传递响应时间,通过数值计算分析了不同弹性模量、不同胶层厚度的响应时间。...     

一种声表面波转矩传感器快速解调方法设计

针对多个谐振器组成的无线无源声表面波(SAW)转矩传感器阅读过程复杂、耗时长的问题,利用SAW谐振器的频率响应特性设计了一种基于时域的转矩传感器快速解调方法.分析了SAW谐振器的响应特性并设计了信号的截断与去噪声方法,以及周期计算方法.根据设定的高频与响应信号周期的关系确定各个谐振器谐振频率的范围,然后通过谱估计具有最大周期的信号以解调出频率.提出的扫描方法只需采集一路信号,即降低了阅读器硬件系统的复杂性,同时在时域中简化了信号解调算法.通过实验测试了该扫描方法,完成一次搜索过程只需521ms,而传统的2路正交信号(IQ)扫描方法需要828ms.实验结果表明:设计的算法与IQ法相比扫描速度提高了37.1%,验证了该算法的有效性.     

声表面波温度传感器研究

论述声表面波温度传感器的结构、原理及设计中的主要问题,研制了一种声表面波温度传感器,测试并分析了它的温度频率特性。     

声表面波传感器在制作过程中影响的主要因素

传感器是把客观世界中包含的各种信息通过载体转换出来。由于人们在认识和思维上有局限,却习惯接受和处理电磁信号携带的信息。因此,在以电磁信号为载体的信息社会迅速发展的今天,传感器就显得尤为重要。     

ZnO薄膜声表面波型SF6气体传感器的研究

提出了一种基于ZnO薄膜的声表面波型SF6气体传感器.将利用微乳液法制备的ZnO颗粒制作在声表面波器件上,形成了一种对SF6气体具有物理吸附和脱吸附作用的ZnO薄膜.应用小波函数加权的输入换能器和具有抑制体声波作用的多条耦合器到声表面波器件中,传感器的频率响应特性得到了提高.声表面波器件的双声路结构消除了因外界测量条件改变引起的测量误差,进一步提高了传感器的可靠性和准确性.实验结果表明,基于ZnO薄膜的声表面波型SF6气体传感器具有较好的重复性和较强的连续测量特性,在测量范围内对各种浓度的SF6气体具有好的响应特性,传感器在9(SF6)为0.5×10-6到20×10-6范围内的线性灵敏度大约为7.3 kHz/10-6,但对CO2、N2具有一定的交叉灵敏度.