一种SAW应变传感器设计方法、系统、设备及介质技术方案

本发明专利技术提供了一种SAW应变传感器设计方法，所述方法包括：在有限元软件中建立SAW应变传感器的仿真模型和待测构件；选择第一参数的压电薄膜和第二参数的衬底，以配置所述仿真模型；通过对待测构件在第一方向上施加边界载荷及在反方向施加固定约束，检测所述压电薄膜的上表面所在应变测试区在第一方向上的第一应变值、以及待测构件所在应变测试区在第一方向上的第二应变值；根据所述第一应变值和第二应变值，计算所述仿真模型的应变传递率；通过调整第二参数中的衬底结构参数和衬底材料参数，使所述应变传递率达到第一预定值；输出所述仿真模型。本发明专利技术能够解决传统SAW应变传感器在设计时应变检测范围较小，难以调控的问题。难以调控的问题。难以调控的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种SAW应变传感器设计方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及工业制造
，特别是涉及一种SAW应变传感器设计方法、系统、设备及介质。

技术介绍

[0002]目前，应变传感器在工业制造、民用基础设施、航空航天和汽车工业都有着广泛的应用，根据其传感原理常见的应变传感器可分为四类：电阻式、光纤式、电容式和声表面波(SAW)式。其中，SAW应变传感器因具有尺寸小、灵敏度高、稳定性强、信号处理简单和无源无线传感能力等优点被广泛研究。
[0003]常见的SAW应变传感器分为单端口谐振器型和双端口谐振器型。它们的基本结构主要包括衬底、压电薄膜、叉指换能器和位于叉指换能器两端的反射栅。其中单端口谐振器只有一组叉指换能器，用于信号的输入和输出，而双端口谐振器有两组叉指换能器，一组用于信号的输入，另一组用于信号的输出。使用时将SAW应变传感器粘贴或焊接在待测构件上，应变通过衬底被传递到压电薄膜。由于应变的存在，一方面压电薄膜的密度和弹性常数发生变化，从而使SAW的速度改变，另一方面，应变导致叉指换能器的指条间距改变即SAW的波长改变。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SAW应变传感器设计方法，其特征在于，所述方法包括：在有限元软件中建立SAW应变传感器的仿真模型和待测构件；所述仿真模型包括压电薄膜和衬底，所述压电薄膜上设置有应变测试区；选择第一参数的压电薄膜和第二参数的衬底，以配置所述仿真模型；所述第一参数包括压电薄膜密度
、
相对介电常数、压电系数和弹性系数，所述第二参数包括衬底结构参数和衬底材料参数；通过对待测构件在第一方向上施加边界载荷及在反方向施加固定约束，检测所述压电薄膜的上表面所在应变测试区在第一方向上的第一应变值、以及所述待测构件所在应变测试区在第一方向上的第二应变值；根据所述第一应变值和第二应变值，计算所述仿真模型的应变传递率；通过调整第二参数中的衬底结构参数和衬底材料参数，使所述应变传递率达到第一预定值；输出所述仿真模型。2.根据权利要求1所述的一种SAW应变传感器设计方法，其特征在于，所述通过调整第二参数中的衬底结构参数和衬底材料参数，使所述应变传递率达到第一预定值，包括：调整所述第二参数中的衬底结构参数并保持衬底材料参数不变，使所述应变传递率达到第一预定值。3.根据权利要求2所述的一种SAW应变传感器设计方法，其特征在于，所述调整所述第二参数中的衬底结构参数并保持衬底材料参数不变，使所述应变传递率达到第一预定值之后，还包括：调整所述第二参数中的衬底材料参数并保持衬底结构参数不变，使所述应变传递率达到第二预定值。4.根据权利要求1所述的一种SAW应变传感器设计方法，其特征在于，所述检测所述压电薄膜的上表面所在应变测试区在第一方向上的第一应变值、以及所述待测构件所在应变测试区在第一方向上的第二应变值之后，包括：调整所述边界载荷的大小，检测得到多个所述第一应变值以及多个所述第二应变值，根据多个所述第一应变值计算得到第一平均应变值，根据多个所述第二应变值计算得到第二平均应变值。5.根据权利要求4所述的一种SAW应变传感器设...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯晴青，程春龙，龚小月，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：