无线无源声表面波温度传感器的标定.pdf

《无线无源声表面波温度传感器的标定.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第37卷第1期压电与声光Vol_37No．12015年O2月PIEZOELECTRICS＆ACOUSTOOPTICSFeb．2O15文章编号：1004—2474(2015)01—003504无线无源声表面波温度传感器的标定汪永为，韩宇林，韩韬(上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240)摘要：声表面波温度传感器由于其纯无源、长寿命等特性受到越来越广泛的关注和应用。制作好的声表面波温度传感器需进行精确而有效的标定，以保证传感器的准确性。由于传感器回波频率方差受无线信噪比的影响，用尽可能少的温度点来获得传感器回波频率和测量温度映射关系的方法是很重要的。该文利用蒙特卡洛

2、仿真法，结合回波信号频率统计分布特征，讨论了标定点位置与个数和标定精度之间的关系，实现了传感器满量程测温精度优于1。此外，还提出“一点校准”法来消除传感器在实际装配后由于位置变化而产生的影响，避免了设计差动结构的传感器。关键词：声表面波；蒙特卡洛；标定；温度传感器中图分类号：TN65文献标识码：ACalibrationofWirelessandPassiveSAWTemperatureSensorWANGYongwei。HANYulin。HANTao(SchoolofElectronicInformationandElectricalEngineering，Shanghai

3、JiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：DuetOitspassiveandlong—lifecharacteristic，surfaceacousticwave(SAW)temperaturesensorhasbeenwidelyconcernedandapplied．InordertOensuretheaccuracyoftheSAWtemperaturesensor，thepreciseandeffectivecalibrationshouldbeimplemented．Becausewirelesssigna

4、l—tO—noiseratiohasanimpactontheechofrequen—cyvariance，itisimportanttOacquiretheaccuratefunctionalrelationshipbetweentheresonatingfrequencyandtem—peratureusingtheminimaltemperaturepoint．Inthispaper，basedonfrequencystatisticalcharacteristicsoftheechosignal，therelationshipbetweenthecalibratio

5、naccuracyandthenumherandpositionoftemperaturepointisdis—cussedbyusingMonte-Carlosimulation；themeasurementaccuracyof1withinthefullscaleofsensorisrealized．Otherwise．a“one-pointcalibration’’methodisproposedtoeliminatetheinfluenceofpositionvariationbetweenthesensorreaderandthesensorafterinstal

6、lation．Keywords：surfaceacousticwave；Monte-Carlo；calibration；temperaturesensor0引言该二次曲线的3个参量并非仅取决于基片材料，与SAW器件的制作工艺参数也密切相关]。声表面波(SAw)技术的无线温度传感器因其根据SAw无线谐振式传感的原理，回波频率具有纯无源(传感器不需电源)、耐受恶劣环境(高、受到无线信噪比的影响。每个温度点对应回波频率低温和射线辐照)和长寿命等特点而受到普遍关注及得到初步应用l1]。特别是在电力系统等复杂环按特定分布在真实值附近。为准确得到传感器回波境中，SAW温度传感器的应用前

7、景广。LiNbo。基频率和温度间的映射关系，如何在全量程范围内采片具有高温度灵敏度，但在阵列式无线测温系统中，用尽可能少(多于3点)的温度点获取准确度高的标由于考虑到无线带宽和谐振器的品质因数(Q)等因定曲线是很重要的。本文利用蒙特卡洛仿真法，结素，仍多采用石英作为基片材料]。此时，SAW传合回波信号频率统计分布特征，选取尽可能少的温感器的温度一频率特性多为非线性二次曲线。表征度点对传感器进行标定，并保证了传感器测温精度收稿日期：2012-12-26基金项目：国家自然科学基金资助项目(60774052，514753