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1.
针对硅酸镓镧声表面波压力传感器,提出了一种温度和压力的多参数解耦方法。理论上采用有限元方法与微扰理论结合,计算传感器在不同温度、压力下频率响应。根据计算结果,构造出传感器温度与压力的解耦公式。以一种基于LGS(0°,0°,100°)点压力式SAW传感器为例,理论计算得到其温度与压力解耦公式的具体参数,同时与在-55℃-125℃,0-1 MPa范围内的实验测试结果对比。理论分析和实验测试结果基本吻合,验证了温度压力多参量解耦方法的正确性。   相似文献   
2.
付琛  李红浪  何世堂 《应用声学》2011,30(4):248-253
基于有限元理论,给出了基于ANSYS提取单相单向换能器(Single Phase Unidirectional Transducers,SPUDT)耦合模参数的方法。首先,结合声表面波在压电介质中的传播原理,给出了压电有限元分析方程和对应的ANSYS分析步骤。然后针对SPUDT结构,给出了周期性近似分析的理论模型,利用耦合场分析对其进行模态分析和谐响应分析,最后结合两者的结果来计算SPUDT的耦合模参数。本文给出基底材料为压电晶体128°YX-LiNbO3和YZ-LiNbO3,电极材料为铝的三种不同SPUDT的计算结果,理论结果与Hashimoto和Hartmann文献报道的结果相吻合,并且和实验测试的结果基本一致。从而给出了提取SPUDT耦合模参数的一种通用、有效的方法。  相似文献   
3.
扇形换能器可以看成若干个沿孔径方向划分的均匀孔径换能器电端并联而成,根据梅森(Mason)等效电路模型以及由其延伸的混合场等效电路模型,推导出整个扇形换能器的导纳矩阵和频率响应,其中采用复阻抗模型考虑了叉指电极与自由表面的阻抗不连续的因素。本方法能够模拟指间反射、三次行程、指条寄生阻抗以及外围电路等对器件性能的影响;理论模拟与实验结果吻合。  相似文献   
4.
本对声表面波梯形谐振滤波器4级级联的5种不同级联结构进行了理论分析,计算出了其频响特性曲线。对5种不同结构的特性进行了比较,得出了不同结构在带宽、矩形系数、带外抑制等方面的特性,以期对以后实际器件的设计提供理论根据。  相似文献   
5.
宽温度范围SAW应变传感器温度与应变解耦研究*   总被引:1,自引:1,他引:0  
针对宽温度范围应变测量的温度干扰问题,提出并研究了基于双谐振器的声表面波应变传感器。理论上,结合微扰理论、有限元方法、有效介电常数法分析出双谐振器频率与应变、温度的关系公式,进而推导出应变与温度关于这两组谐振器频率变化的表达式。实验上,搭建宽温度范围的实验平台,在Y+34?切向的石英基片上制作该传感器芯片,测得传感器芯片在30?C~180?C下的频率响应,将测得的谐振器频率代入表达式计算得到温度与应变值,与实验中参考温度与应变的值基本吻合。  相似文献   
6.
对二维声表面波压电声子晶体在射频段的带隙特性,进行了时域有限差分法(FDTD)理论推导和计算,并提出实验方法对比验证。FDTD计算模型考虑了压电效应,引入周期边界条件以节省计算空间和时间,采用完全匹配层以解决声表面波在截断边界处的虚拟反射问题。实验上分别设计有/无二维压电声子晶体的两种宽频带延迟线结构,测量两种延迟线的传输系数取差值,得到了二维压电声子晶体的带隙;其中通过时域加窗函数保留一次传输信号,进行干扰信号的去除。以铝/128°YX-LiNbO3二维压电声子晶体为例,该FDTD方法、商业有限元软件COMSOL、实验方法均得到了100~500 MHz射频段内的多个带隙,三种带隙对比证明了FDTD计算带隙与实验测量带隙一致,比COMSOL计算的计算带隙精度更高。  相似文献   
7.
GaN的声表面波特性研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用金属有机物化学气相外延方法在(0001)面蓝宝石上生长了高质量、高阻的未掺杂(0001)面GaN薄膜。为精确测量GaN薄膜材料的声表面波特性,在GaN薄膜表面上沉积了金属叉指换能器,叉指换能器采用等叉指结构,叉指的数目为40对,叉指间距为15μm。采用脉冲法测量了声表面波在自由表面和金属表面上的速度,并通过计算得到了机电耦合系数(κ^2)。所测量的声表面波速度(ν)为5667m/s,机电耦合系数(κ^2)为1.9%。  相似文献   
8.
针对高速旋转环境下的谐振式声表面波(SAW)传感器信号快速检测,提出基于回波损耗测量原理的SAW谐振器谐振频率微妙级快速检测方法。对SAW谐振器进行线性扫频激励的过程中,将反射信号经功率检波与比较器转换为数字脉冲信号,使用计时器实时计算脉冲信号中心对应频率快速求得SAW传感器谐振频率。在8000 r/min转速范围内对SAW谐振器在700 kHz带宽内进行检测实验,最多用时35μs,相对于毫秒级的传统SAW谐振器谐振频率检测方法,速度提高了两个数量级。  相似文献   
9.
针对声表面横波(Surface Transverse Wave,STW)压力传感器,提出了一种考虑叉指电极质量负载的有限元和微扰理论结合分析方法。首先构建包含叉指电极的有限元模型,通过计算电极表面的面电荷得到器件的等效输入导纳,由导纳谐振点处提取STW传播声场,然后根据微扰理论,由STW传播声场以及压力引起的传感器结构的应力应变,得到包含电极质量负载影响的STW传感器的灵敏度。以一种基于ST-90°X石英材料的点压式STW压力传感器为例进行了理论计算,电极厚度为0.17 μm和0.21 μm时,计算灵敏度分别为-54.9 kHz/bar和-21.7 kHz/bar,说明电极质量负载对于传感器有较大影响。制作电极厚度为0.17 μm的传感器进行测试,得到-57 kHz/bar的压力灵敏度,实验结果和理论结果吻合,证明计算方法的有效性。   相似文献   
10.
本文主要研究了基于SnO2/CuO薄膜的声表面波(SAW)传感器(室温下,工作频率约为147.8 MHz)检测H2S气体的特性。以36°YXLiTaO3为基片制作声表面波器件,通过采用射频磁控溅射法在其表面淀积SnO2/CuO的复合薄膜制作出H2S气体传感器。由场发射电子扫描电镜观察薄膜,薄膜连续均匀且表面分布大量微气孔,因而具有良好的吸附性。然后本文在85℃~205℃范围内对传感器的吸附和脱附速率、灵敏度及选择性等进行了实验研究。实验结果表明,所制备的传感器在较低温度下同时具备快速吸附和脱附特性,工作在190℃时气体吸附和脱附速率最快,检测20ppm H2S的响应和恢复时间分别为30s、15s;工作在160℃时,传感器检测20ppmH2S的灵敏度最高,工作频率变化约230 kHz,且对于低浓度2 ppm H2S,频率变化可达45 kHz。同时,传感器也表现出良好的重复性和选择性。  相似文献   
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