[发明专利]一种差分式谐振器型的无线无源声表面波应变传感器

权利要求书

1.一种差分式谐振器型的无线无源声表面波应变传感器，其特征在于，包括：天线(1)、匹配电路(2)、封装管座(3)、柔性封装底片(4)和SAW传感器件(5)；

其中，所述天线(1)设置在所述匹配电路(2)上，所述匹配电路(2)通过信号引线(6)与所述SAW传感器件(5)连接；所述SAW传感器件(5)由所述封装管座(3)和柔性封装底片(4)进行封装；

所述SAW传感器件(5)包括参考器件(8)和感知器件(9)，所述参考器件(8)用于温度补偿；所述感知器件(9)用于应变检测；所述参考器件(8)纵向放置于所述柔性封装底片(4)上，所述感知器件(9)横向放置于所述柔性封装底片(4)上。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述参考器件(8)和所述感知器件(9)为两个基于相同压电基底材料的单端对SAW谐振器；

所述参考器件(8)包括：第一叉指换能器(10)、第一反射器(12)、第二反射器(13)和第一压电晶体(16)；其中，所述第一叉指换能器(10)采用半导体光刻工艺制作于所述第一压电晶体(16)之上；所述第一反射器(12)和所述第二反射器(13)分布于所述第一叉指换能器(10)两边；

所述感知器件(9)包括：第二叉指换能器(11)、第三反射器(14)、第四反射器(15)和第二压电晶体(17)；其中，所述第二叉指换能器(11)采用半导体光刻工艺制作于所述第二压电晶体(17)之上；所述第三反射器(14)和第四反射器(15)分布于所述第二叉指换能器(11)两边；

所述第一叉指换能器(10)、第一反射器(12)、第二反射器(13)、第二叉指换能器(11)、第三反射器(14)和第四反射器(15)采用余弦函数切指加权的形式。

3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述第一压电晶体(16)和所述第二压电晶体(17)采用绕Y向旋转0°～30°切割且沿X方向传播的石英晶体；所述第二压电晶体(17)的长度设置为8～15mm。

4.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述第一叉指换能器(10)和第二叉指换能器(11)分别设置有50对叉指电极；所述第一反射器(12)、第二反射器(13)、第三反射器(14)和第四反射器(15)分别设置有150对叉指电极；包括叉指电极和假指，其中假指不激发声表面波，但对声表面波的传播相位起补偿作用；所述叉指电极采用膜厚为100nm的铝电极，叉指电极之间的声孔径设置为100λ；

所述第一叉指换能器(10)与所述第一反射器(12)和第二反射器(13)的距离，以及第二叉指换能器(11)与所述第三反射器(14)和第四反射器(15)的距离分别设置为0.625λ。

5.根据权利要求1或2所述的传感器，其特征在于，所述参考器件(8)的工作频率设置为442MHz，所述感知器件(9)的工作频率设置为441MHz。

6.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述天线(1)选取微带天线、缝隙天线、环形天线或者直立天线。

7.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述匹配电路(2)由一个LC串并联电路组成，为保证所述参考器件(8)和所述感知器件(9)与所述天线(1)之间的阻抗匹配，使所述天线(1)获取最大的输入功率。

8.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述封装管座(3)选取金属材料或者陶瓷材料。

9.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述柔性封装底片(4)选取厚度为0.15～0.4mm的铝质或铁材料。