论文部分内容阅读
声表面波(SAW)传感器因其体积小、灵敏度高、抗干扰能力强、可实现无源无线通信等优点,受到了广泛关注。该传感器可分为谐振型和延迟线型。本论文讨论延迟线型声表面波传感器,重点讨论了回波信号相位获取方法:通过建立回波信号模型,比较了不同的相位提取算法,利用全相位FFT方法实现了延迟线型声表面波传感器回波信号相位测量。首先,本论文分析了延迟线型SAW温度传感器的主要结构和测量温度的基本原理,理论分析表明,精确提取回波信号的相位信息可以实现温度的高精度测量。其次,介绍了目前常用的几种相位测量方法,并分析了各自的优缺点,进行了相位测量方法的理论研究,介绍了本文使用的全相位FFT算法,给出了全相位FFT算法的预处理过程和相应的流程图。再次,对延迟线型SAW传感器回波信号进行了理论分析,通过对回波信号的特性分析,建立了基带信号模型和射频回波信号模型,并对其进行仿真。并利用该模型对相位测量算法进行了仿真分析,比较了不同相位测量方法的测量精度和抗噪声能力,结果表明,改进的相位测量算法在测量精度和抗噪声方面的性能都有所提升。最后,搭建用于测量温度的延迟线型SAW传感器实验系统,介绍了传感器实验系统方案和关键技术。通过实验系统对回波信号相位获取算法进行了验证,利用该实验系统对温度进行了测量,传感器的实际测试结果和理论分析数据基本吻合。实验结果表明,该相位获取算法能够获取高精度的温度数据,进而验证了本文提出算法的有效性。总之,本文通过建立延迟线型SAW传感器回波信号模型,提出了基于全相位FFT的相位测量方法,并且对其进行了仿真分析。最终在实验系统中,利用此算法实现了温度的高精度测量并且分析了实验数据的可靠性。这些研究结果对延迟线型SAW传感器走向工程实用化具有重要指导意义。