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无线声表面波传感检测系统的设计研究

王学俊  
【摘要】:声表面波传感器具有灵敏度高、体积小、功耗低和结构简单等众多优点,特别是它可以设计成无源无线的传感检测方式,从而对在密闭、恶劣和复杂环境下进行的无线遥测有着较为明显的优势。 本文首先从单端口谐振型声表面波传感器原理入手,对传感器的设计及制造流程作了简要的阐述;接着对射频质询方式工作的无线声表面波传感检测系统的架构和工作原理进行了详细的分析研究,并完成了相应软硬件系统的设计和制作;同时,作为无线声表面波生物医学传感检测技术的一种应用,本文针对生物体内温度测量这一实际应用的需求,设计了基于中频无线供能的无线声表面波温度传感检测方案,并且利用NI虚拟仪器射频通讯模块构建了相应的无线温度检测系统;最后,在功能单元测试的基础上,完成了上述系统的综合测试和联调。通过与标准计量设备的比对表明:在20℃~50℃时,基于温度植入子和NI虚拟仪器的无线温度检测系统具有小于0.1℃的测量精度;系统在20 dbm(~4.3mW/cm2)的发射功率下检测距离可达到1 m。上述实验结果较好地验证了本文系统设计的可行性。 本文的研究工作为声表面波无线遥测技术的进一步发展打下了基础,并促进了无线声表面波传感技术在生物医学测量中的应用和发展。


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