聲表面波扭矩檢測(cè)研究.pdf

1、為了滿足工業(yè)應(yīng)用的不同需求，許多研究機(jī)構(gòu)一直致力于新型扭矩傳感技術(shù)的研究。聲表面波技術(shù)是近些年來頗受推崇的新興技術(shù)，由于它無源無線的特點(diǎn)，在溫度、壓力、應(yīng)力、扭矩等傳感方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。采用聲表面波技術(shù)的扭矩檢測(cè)已成為扭矩傳感器研究的一個(gè)新方向。基于上述背景，論文對(duì)聲表面波扭矩檢測(cè)技術(shù)展開了研究。
　　論文首先介紹了聲表面波技術(shù)用于扭矩檢測(cè)的理論基礎(chǔ)。根據(jù)聲表面波扭矩傳感器的特點(diǎn)，論文設(shè)計(jì)了扭矩轉(zhuǎn)軸，并采用COMSOL軟件，對(duì)扭矩

2、轉(zhuǎn)軸上粘貼傳感器的工作平面上應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行了有限元仿真。在此基礎(chǔ)上，論文進(jìn)行了諧振器型聲表面波扭矩檢測(cè)的機(jī)理研究。扭矩導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸應(yīng)變的變化，轉(zhuǎn)軸上的應(yīng)變傳遞到聲表面波傳感器，導(dǎo)致壓電基底產(chǎn)生相應(yīng)的初始應(yīng)力應(yīng)變。分析了在初始應(yīng)力應(yīng)變影響下的彈性波波動(dòng)方程、彈性常數(shù)、密度的變化，建立了聲表面波扭矩傳感模型?；谠撃Ｐ?，以石英作為壓電基底材料，仿真優(yōu)化了不同歐拉角切型的聲表面波扭矩傳感器的扭矩靈敏度、機(jī)電耦合系數(shù)和頻率溫度系數(shù)等參數(shù)，為傳感器的設(shè)

3、計(jì)和制作提供了理論依據(jù)。根據(jù)聲表面波扭矩傳感器切型優(yōu)化的結(jié)果，設(shè)計(jì)了兩種不同諧振頻率的扭矩傳感器，優(yōu)化設(shè)計(jì)了叉指換能器、反射柵的相應(yīng)參數(shù)。
　　為實(shí)現(xiàn)扭矩的無線傳感，論文仿真設(shè)計(jì)并制作了可用于轉(zhuǎn)軸的PCB環(huán)狀天線，并利用網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)試。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，進(jìn)一步對(duì)環(huán)狀天線進(jìn)行了阻抗匹配的仿真優(yōu)化，最終設(shè)計(jì)出了性能滿足要求的環(huán)狀天線。
　　論文最后搭建了扭矩實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。根據(jù)聲表面波傳感器制作單位的實(shí)際情況和現(xiàn)有切型，采用