[發明專利]一種MEMS開關切換的無源無線多參數傳感系統

在審

• 申請號: 201610033690.X
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105702011A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 王立峰;黃慶安;董蕾
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G08C17/06
• 分類號: G08C17/06
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種傳感系統，具體涉及一種MEMS開關切換的無源無線多參數傳感系統。

背景技術

無源無線傳感器可以進行無線傳感，而且內部不含電池。因此其具備兩個天然優勢：一 是不用連線；二是不需要更換電池，從而理論上具有無限壽命。正是由于這兩點本質上的優 勢，使得無源無線傳感器在某些應用環境下具有無可比擬的優勢，比如密閉環境、機械旋轉 結構等等。在應用過程中往往要求無源無線傳感器能同時監測多個參數。

已有的實現多個參數無源無線傳感的技術手段有兩種，一種每個傳感器連接一個電感， 形成多個電感電容諧振回路分別進行測試；另一種是是在傳感部分加入負載調制電路、分時 復用電路以及整流穩壓電路等形成一個復雜的分時調制系統，然后調制后的信號再由讀取部 分進行解調得到多個傳感器信號。

發明內容

發明目的：本發明提供了一種MEMS開關切換的無源無線多參數傳感系統，可以實現無源 無線多參數的傳感，系統簡單易實現。

技術方案：一種MEMS開關切換的無源無線多參數傳感系統，包括讀取部分和傳感部分； 所述讀取部分包括第一電感、信號源和網絡分析儀，所述第一電感串聯所述信號源，所述網 絡分析儀并聯所述第一電感；所述傳感部分包括MEMS開關、第一電容式傳感器、第二電容式 傳感器、第二電感；所述第二電感串聯所述第一電容式傳感器，所述MEMS開關與所述第二電 容式傳感器構成的串聯支路并聯在所述第二電容式傳感器兩端。

進一步的，所述MEMS開關為延時關閉開關。

控制所述信號源發出首次頻率信號后，所述傳感系統的使用步驟為：

第一步：所述信號源不輸出頻率信號，控制所述MEMS開關斷開，所述傳感部分的頻率信 號通過所述第二電感和第一電感的耦合作用反饋到所述讀取部分，所述網絡分析儀對從第二 電感接收到的頻率信號中分析得到此時所述第一電容式傳感器的電容值；

第二步：所述信號源輸出頻率信號，同時控制所述MEMS開關導通，所述信號源輸出的頻 率信號通過所述第一電感和第二電感的耦合作用發送到所述傳感部分；然后關閉所述信號源 并撤除所述MEMS開關的控制信號，在所述MEMS開關導通延時內，所述傳感部分的頻率信號 通過所述第二電感和第一電感的耦合作用反饋到所述讀取部分，所述網絡分析儀對從第二電 感接收到的頻率信號中分析得到此時第一電容式傳感器與第二電容式傳感器并聯的電容值；

第三步：用第二步中所述網絡分析儀測出的電容值減去第一步中所述網絡分析儀測出的 電容值，即為所述第二電容式傳感器的電容值；

第四步：第一步與第二步交替進行，實現對所述第一電容式傳感器與所述第二電容式傳 感器的連續檢測。

有益效果：本發明提供的一種MEMS開關切換的無源無線多參數傳感系統，通過控制MEMS 開關的通斷和利用MEMS開關的延時特性，可以分別對第一電容式傳感器與第二電容式傳感器 的數據進行讀取，實現無源無線多參數的傳感，系統簡單，易操作和實現。

附圖說明

圖1為本發明的原理圖；

圖2為本發明MEMS開關斷開時系統原理圖；

圖3為本發明MEMS開關導通時系統原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做更進一步的解釋。

如圖1所示，一種MEMS開關切換的無源無線多參數傳感系統，包括讀取部分和傳感部分； 讀取部分包括第一電感5、信號源6和網絡分析儀7，第一電感5串聯信號源6，網絡分析儀 7并聯第一電感5；傳感部分包括MEMS開關1、第一電容式傳感器2、第二電容式傳感器3、 第二電感4；第二電感4串聯第一電容式傳感器2，MEMS開關1與第二電容式傳感器3構成 的串聯支路并聯在第二電容式傳感器3兩端；MEMS開關1為延時關閉開關。

控制信號源6發出首次頻率信號后，傳感系統的使用步驟為：

第一步：信號源6不輸出頻率信號，控制MEMS開關1斷開，傳感部分的頻率信號通過第 二電感4和第一電感5的耦合作用反饋到讀取部分，網絡分析儀7對從第二電感4接收到的 頻率信號中分析得到此時第一電容式傳感器2的電容值；