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基于SAW原理的传感器技术研究

作　者: 赵博
导　师: 孙金玮
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 仪器科学与技术
关键词: 声表面波湿度传感器叉指换能器 ANSYS
分类号: TP212
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 6次
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内容摘要

自从SAW(Surface Acoustic Wave,声表面波)在1885年被英国物理学家瑞利发现以后,就引起了研究人员的高度重视,此后被广泛应用于通信、雷达、广播和电视等领域。SAW传感器是SAW技术的一个重要分支,是从十九世纪八十年代逐渐发展起来的传感技术,它具有高精度、高灵敏度、低成本、低功耗、稳定和轻巧等特点,并且易于实现对多种物理、化学和生物量的测量,因此在传感器的世界中正占有越来越重要的地位。本文针对SAW传感器技术进行了全面的研究,首先对SAW传感器技术的历史及其在国内外的发展状况进行了归纳总结,随后分析了SAW器件的工作原理,在此基础上进一步系统地论述了SAW传感器的一些基本概念,对SAW传感器进行了分类,对各类SAW基本原理进行了分析,比较了各类SAW传感器的主要结构类型并进行了举例说明,阐述了SAW传感器在物理和化学领域中的应用。同时,详细介绍了SAW传感器的制造工艺。在对SAW传感器技术进行研究的基础上,本文设计了一个SAW湿度传感器,包括IDT(叉指换能器)的设计、薄膜的设计以及频率测量系统的设计。对IDT各个参数以及薄膜的材料进行了仔细的选取,频率测量系统主要使用单片机和CPLD组成,单片机的程序使用高效的汇编语言实现,CPLD的程序使用VHDL语言实现,对频率测量系统进行了测试,效果令人满意。此外应用有限元分析软件ANSYS对SAW湿度传感器在低湿环境下的性能进行了仿真分析,取得了令人满意的结果。

基于SAW原理的传感器技术研究

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