[工學(xué)]第1112講壓電式傳感器-資料下載頁
2025-01-19 11:41本頁面
【正文】 W 氣敏傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 SAW 氣敏傳感器的敏感機(jī)理隨吸附膜的不同而不同。當(dāng)薄膜是 絕緣 材料時，它吸附氣體引起 密度 的變化，進(jìn)而引起 SAW 振蕩器振蕩頻率改變；當(dāng)薄膜是 導(dǎo)體或金屬氧化物半導(dǎo)體 時，則主要是 電導(dǎo)率 的變化引起 SAW 振蕩器振蕩頻率的改變。 目前使用的吸附膜主要有三乙醇胺（敏感 SO2）、 Pd 膜（敏感 H2）、 WO3（敏感 H2S)、酞箐膜（敏感 NO2）等。 SAW 電力傳感器 當(dāng)電場作用于 SAW 傳播的路徑上時，壓電基片將發(fā)生應(yīng)變，使延遲時間發(fā)生變化。在一定范圍內(nèi)，此變化與施加電壓呈線性關(guān)系，即可構(gòu)成 電位 頻率 轉(zhuǎn)換器。 還有一種 電流 傳感器：在 SAW 延遲線中間安裝一個隨輸入電流而發(fā)熱的電阻，它和放大器、移相器一起構(gòu)成振蕩電路。傳感器的輸入電流引起 SAW 傳播路徑上溫度上升，從而導(dǎo)致振蕩頻率改變。 SAW 加速度傳感器 聲表面波加速度傳感器的 工作機(jī)理 當(dāng)外界加速度作用到敏感質(zhì)量上，根據(jù)牛頓第二定律： P＝ ma ，由敏感質(zhì)量將加速度轉(zhuǎn)換成力作用到懸臂梁或膜片上，從而使梁或膜片上各處的應(yīng)力發(fā)生變化。如若在梁或膜片上制備有 SAW 諧振器，那么，應(yīng)力的變化會改變 SAW的傳播速度，從而改變SAW 振蕩器的諧振頻率。外界加速度越大，諧振頻率變化就越大。通過頻率的測量，就可以知道外界加速度的大小。 SAW 加速度傳感器 圖 懸臂梁式 SAW 加速度傳感器結(jié)構(gòu)示意圖 SAW 流量傳感器 流量測量的方法很多。傳統(tǒng)的節(jié)流式流量計，橢圓齒輪流量計和渦輪流量計等，雖然簡單，但一般精度較低，體積大，而且要在流體流動的管道中設(shè)置一定的節(jié)流元件，這樣就會造成壓力損失，其至?xí)霈F(xiàn)堵塞或卡死現(xiàn)象；超聲流量計和多普勒流量計雖然不在管道中設(shè)置任何元件，然而與之相應(yīng)的檢測電路部分卻相當(dāng)復(fù)雜，成本也高。近年來，基于硅半導(dǎo)體和其他固態(tài)器件的微型流量傳感器的研究正在興起，其中有代表性的有熱絲風(fēng)速計、硅微機(jī)械橋式流量傳感器和 SAW 流量傳感器。熱絲風(fēng)速計的響應(yīng)很快，廣泛地用于測定紊流和流速的分布。硅微機(jī)械橋式流量傳感器是電壓或電流模擬量輸出，而 SAW流量傳感器則是準(zhǔn)數(shù)字 頻率輸出，頻率測量精度高，動態(tài)范圍寬，是一種很有發(fā)展前途的新型流量傳感器。 SAW 流量傳感器的 工作機(jī)理 圖 69是 SAW 流量傳感器的原理示意圖。其核心是 SAW 延遲線型振蕩器。在兩個又指換能器 (1DT)之間設(shè)置有加熱元件，將基片加熱至高于環(huán)境溫度的某一溫度值。當(dāng)有流體經(jīng)基體表面時，帶走部分熱量，從而降低了基片的溫度，使延遲器件的延遲時間發(fā)生變化，進(jìn)而引起 SAW 振蕩器振蕩頻率的偏移。通過檢測 SAW 振蕩器輸出頻率的變化來測量流體流速的大小，進(jìn)而計算出流量的大小。 圖 SAW 流量傳感器結(jié)構(gòu)示意圖
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