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1、2015年第34卷第4期傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)45DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)04--0045-04高靈敏度SAW紗線張力傳感器研究雷冰冰，盧文科，趙春鋒(東華大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，上海201620)摘要：靈敏度是聲表面波(SAW)紗線張力傳感器成功檢測紗線張力的關(guān)鍵。通過對SAW紗線張力傳感器的靈敏度和基片應(yīng)變率之間關(guān)系的研究，提出了通過增加基片應(yīng)變率來提高傳感器靈敏度的理論。以該理論為指導(dǎo)，給出了通過靈活設(shè)計(jì)基片尺寸來獲得最佳基片應(yīng)變率的設(shè)計(jì)
2、方案。為了得到最佳基片應(yīng)變率對應(yīng)的基片尺寸，建立了基片應(yīng)變率和基片尺寸之間昀數(shù)學(xué)模型，提出了求解最大基片應(yīng)變率所對應(yīng)基片尺寸的線性規(guī)劃模型，即最佳靈敏度所對應(yīng)基片尺寸實(shí)驗(yàn)表明：該方法可以有效提高SAW紗線張力傳感器的靈敏度，靈敏度達(dá)3132．4Hz／gf。關(guān)鍵詞：聲表面波；靈敏度；紗線張力傳感器；基片應(yīng)變率；線性規(guī)劃中圖分類號：TP212文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000-9787(2015)04-0045-04Researchonhigh-sensitivitySAWyarntensionsensorLEIBing-bing，LUWen—ke，Z
3、HAOChun-feng(SchoolofInformationScienceandTechnology，DonghuaUniversity，Shanghai201620，China)Abstract：SensitivityisthekeyinprocessofsuccessfuldetectiononyarntensionusingSAWyarntensionsensor．BystudyingrelationshipbetweensensitivityofSAWyarntensionsensorandsubstratestrainrateofS
4、AWyamtensionsensor，proposeatheory，whichcanimprovesensorsensitivitythroughincreasingshbstratestrainrate．Basedonthetheory，aschemeisgiventoobtaintheoptimalsubstratestrainratethroughflexiblydesignsubstratesize．Inordertoobtainsubstratesizecorrespondingtotheoptimalsubstratestrainra
5、te，mathematicalmodelbetweensubstratestrainrateandsubstratesizeisestablished；alinearprogrammingmodelisproposedtosolvethesubstratesizecorrespondingtothemaximumsubstratestrainrate，thafisthesubstratesizecorrespondingtotheoptimalsensitivity．Experimentalresultsconfirmthatthemethodc
6、ansignificantlyincreaseSAWyarntensionsensorsensitivityupto3132．4Hz／gf．Keywords：SAW；sensitivity；yarntensionsensor；substratestrainrate；linearprogramming0引言力傳感器的靈敏度。聲表面波(surfaceacousticwave，SAW)傳感器對其基1傳感器結(jié)構(gòu)與原理片表面或者附近的物理、化學(xué)特性敏感。對SAW傳感SAW紗線張力傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，主要由器來說，外界的擾動會引起其傳輸媒質(zhì)和波的傳輸
7、特性的金屬底座、石英墊片、傳感器基片、導(dǎo)紗環(huán)、吸聲材料構(gòu)成。改變。目前，SAW傳感器已廣泛地應(yīng)用于對物理量l4J、化點(diǎn)P為導(dǎo)紗環(huán)和傳感器基片之間的粘接點(diǎn)，并且點(diǎn)P位于學(xué)量的檢測。采用SAW傳感器測量紗線張力具有高點(diǎn)和點(diǎn)z的正中。定義SAW紗線張力傳感器基片長為精度、高靈敏度、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。其中，靈敏度作為衡、寬為，石英墊片長為、寬為，基片頂邊到叉指換能器頂端的距離為d，基片左邊到叉指換能器最左端的距離量SAW紗線張力傳感器的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)，是判定SAW紗線張力傳感器檢測紗線張力成功與否的關(guān)鍵。為d。為了提高SAW紗線張力傳感器的靈敏度，本文
8、分析改SAW紗線張力傳感器使用42。Y—X石英基片，采用光變SAW紗線張力傳感器基片應(yīng)變率對于靈敏度產(chǎn)生的影刻法制成SAW延遲線型傳感器
