[發(fā)明專利]基于縱橫應(yīng)力調(diào)整的SAW高溫壓力傳感器溫度補(bǔ)償方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110396986.5
• 申請(qǐng)日: 2011-12-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102435384A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉小軍;任姝;范彥平;韓韜;蔡萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01L19/04
• 分類號(hào): G01L19/04
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國(guó)中

1.一種基于縱橫應(yīng)力調(diào)整的SAW高溫壓力傳感器溫度補(bǔ)償方法，其特征在于，選擇SAW敏感基片切型，采用受力面為內(nèi)柱面形式的彈性結(jié)構(gòu)，控制SAW諧振器基片表面的縱橫應(yīng)力比，其中：

在選擇SAW敏感基片切型時(shí)，根據(jù)壓電晶體各向異性的特點(diǎn)，以傳感器實(shí)際工作的溫度范圍的中心點(diǎn)為參考，通過(guò)理論計(jì)算選擇具有較大機(jī)電耦合系數(shù)k和較小溫度延時(shí)系數(shù)TCD的切向作為SAW基片切割和傳播方向；

所述彈性結(jié)構(gòu)作為感受被測(cè)壓力的彈性敏感膜片，其上表面為平面、下表面為內(nèi)柱面形式。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于縱橫應(yīng)力調(diào)整的SAW高溫壓力傳感器溫度補(bǔ)償方法，其特征在于，所述基片切向范圍為：

φ＝8°～30°，θ＝24°～36°，ψ＝4°～25°；或者

φ＝30°～55°，θ＝144°～158°，ψ＝4°～28°。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于縱橫應(yīng)力調(diào)整的SAW高溫壓力傳感器溫度補(bǔ)償方法，其特征在于，φ＝34.1°，θ＝157.7°，ψ＝9°。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的基于縱橫應(yīng)力調(diào)整的SAW高溫壓力傳感器溫度補(bǔ)償方法，其特征在于，SAW敏感基片材料為耐高溫的硅酸鎵鑭晶體。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于縱橫應(yīng)力調(diào)整的SAW高溫壓力傳感器溫度補(bǔ)償方法，其特征在于，SAW基片切割和傳播方向，是利用求解壓電介質(zhì)中Christofel方程的方法，求解硅酸鎵鑭晶體在不同切割和包含傳播方向的波速、機(jī)電耦合系數(shù)、能流角、各向異性因子、有效介電常數(shù)在內(nèi)的表面波參數(shù)，再利用擾動(dòng)理論結(jié)合邊界條件計(jì)算包含頻率溫度系數(shù)、壓力敏感系數(shù)和壓力靈敏度溫度系數(shù)在內(nèi)的指標(biāo)來(lái)確定的。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的基于縱橫應(yīng)力調(diào)整的SAW高溫壓力傳感器溫度補(bǔ)償方法，其特征在于，根據(jù)SAW壓力傳感器的量程范圍和優(yōu)化選擇的SAW敏感基片切型的SAW特征，通過(guò)合理確定敏感基片包含半徑、厚度、柱面半徑在內(nèi)的幾何尺寸來(lái)控制基片表面的縱橫應(yīng)力。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于縱橫應(yīng)力調(diào)整的SAW高溫壓力傳感器溫度補(bǔ)償方法，其特征在于，對(duì)縱橫應(yīng)力比具體數(shù)值的確定，以實(shí)現(xiàn)在傳感器實(shí)際工作的溫度范圍內(nèi)盡可能平緩的TCD-溫度T曲線為約束。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的基于縱橫應(yīng)力調(diào)整的SAW高溫壓力傳感器溫度補(bǔ)償方法，其特征在于，采用結(jié)構(gòu)相同的兩個(gè)SAW諧振器，布置在彈性結(jié)構(gòu)上溫度相同、而壓力敏感系數(shù)符號(hào)相反的對(duì)稱位置，通過(guò)差動(dòng)方式輸出。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于縱橫應(yīng)力調(diào)整的SAW高溫壓力傳感器溫度補(bǔ)償方法，其特征在于，所述兩個(gè)SAW諧振器，其中，一個(gè)設(shè)置在中心位置以用于承受被測(cè)壓力產(chǎn)生的壓應(yīng)力，另一個(gè)設(shè)置在0.68R位置以用于承受被測(cè)壓力產(chǎn)生的拉應(yīng)力。