聲表面波傳感器及無源胎壓監(jiān)測模擬試驗研究.pdf

1、隨著汽車擁有量的迅速增長和人們對汽車安全駕駛要求的提高，胎壓監(jiān)測系統(tǒng)逐漸成為汽車的必備配置。 在研究目前國際市場上的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)優(yōu)缺點以及國內外聲表面波傳感器研究狀況的基礎上，提出了基于聲表面波傳感技術的無源無線胎壓監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可以同時監(jiān)測輪胎內部氣體的壓力和溫度，還有無源、體積小、分辨率高等優(yōu)點。本文對聲表面波傳感器的理論、設計、加工和封裝進行了深入研究，并通過模擬試驗對無源胎壓監(jiān)測方案進行了驗證。 論文首

2、先進行聲表面波傳感器的理論研究。通過研究聲表面波的傳播特性以及聲表面波傳感器的工作原理，推導了聲表面波速度變化的理論方程；研究了聲表面波器件石英基片的特性；并依據石英基片的壓力和溫度的靈敏度系數、聲表面波耦合系數和功率流等參數對傳感器基片進行了優(yōu)化選擇。 通過把叉指換能器的實際電場分布近似為縱、橫場交替的一維場分布，分別建立了橫場和縱場的等效電路模型，并在此基礎上建立了叉指換能器的等效電路模型和反射器的等效電路模型；然后在叉指換

3、能器和反射器等效電路模型的基礎上建立了單端對聲表面波諧振器的等效電路模型，為聲表面波諧振器的內阻抗設計和網絡匹配提供理論指導。 然后進行了聲表面波傳感器的設計、加工和封裝研究。在聲表面波傳感器理論研究的基礎上，設計了可以測量輪胎壓力和溫度兩個參數的雙通道聲表面波傳感器，并用有限元法對傳感器的諧振器進行了優(yōu)化；分析了聲表面波傳感器的結構設計參數，包括諧振腔長度、叉指換能器、反射器的參數以及金屬鍍膜設計等；并依據傳感器的等效阻抗特性

4、模型設計了壓力傳感器芯片參數。 研究了聲表面波傳感器的加工工藝流程，并依據相應的工藝加工了傳感器芯片；設計了低應力的兩層全石英封裝結構，并用超聲波設備制作了封裝的石英蓋板；通過對低溫玻璃焊料和環(huán)氧膠的鍵合工藝研究，為傳感器設計了不同鍵合形式的封裝；并利用氦質譜儀和六軸微力測試平臺分別對傳感器進行了泄漏率檢測實驗和剪切強度實驗。 其次進行了測試電路、天線和匹配網絡的研究。通過對傳統(tǒng)測量電路系統(tǒng)構成的分析，設計了一次變頻的系