應(yīng)用于智能輪胎的無源無線聲表面波壓力和溫度傳感器研究.pdf

1、智能輪胎是隨著汽車工業(yè)的發(fā)展而出現(xiàn)的一種新型輪胎，它能夠自動(dòng)進(jìn)行輪胎壓力和溫度等參數(shù)的測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果對(duì)輪胎狀態(tài)進(jìn)行智能判斷和決策。無源無線聲表面波壓力和溫度傳感器體積小、重量輕、精度和靈敏度高，非常適合智能輪胎的需要。本文在目前聲表面波傳感器研究的基礎(chǔ)上，對(duì)應(yīng)用于智能輪胎的無源、無線聲表面波壓力和溫度傳感器進(jìn)行了研究。 1、聲表面波壓力和溫度傳感器壓電基片和切向的優(yōu)化選擇定義了壓電基片的壓力靈敏度系數(shù)和溫度靈敏度系數(shù)，利用

2、聲表面波壓電基片的壓力靈敏度系數(shù)、溫度靈敏度系數(shù)、有效聲表面波耦合系數(shù)、功率流角以及傳播損耗等特性參數(shù)定義了聲表面波壓力和溫度傳感器壓電基片優(yōu)化選擇的目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)定義的目標(biāo)函數(shù)，在不同旋轉(zhuǎn)角度X，y和Z切的石英、鈮酸鋰和鉭酸鋰壓電基片中，解決了基于聲表面波延遲線的壓力和溫度傳感器的壓電基片和切向的最優(yōu)選擇問題和基于聲表面波諧振器的壓力和溫度傳感器的壓電基片和切向的最優(yōu)選擇問題，為聲表面波傳感器壓電基片的選擇提供理論依據(jù)。 2、

3、聲表面波壓力和溫度傳感器的等效電路模型把叉指換能器的實(shí)際電場(chǎng)分布近似為縱橫場(chǎng)交替的一維場(chǎng)分布，分別建立了橫場(chǎng)和縱場(chǎng)分布的等效電路模型，在此基礎(chǔ)上建立了叉指換能器的改進(jìn)等效電路模型。根據(jù)建立的叉指換能器的等效電路模型建立了反射器的等效電路模型，在叉指換能器和反射器等效電路模型的基礎(chǔ)上建立了聲表面波延遲線和單端對(duì)聲表面波諧振器的等效電路模型。在前面分析和求解的基礎(chǔ)上，分別建立了基于聲表面波延遲線的壓力和溫度傳感器的等效電路模型和基于聲表面波

4、諧振器的壓力和溫度傳感器的等效電路模型。 3、聲表面波壓力和溫度傳感器的耦合模模型通過建立和求解同時(shí)考慮叉指兩端電壓和叉指電極電阻的耦合模方程建立了叉指換能器的耦合模模型，根據(jù)建立的叉指換能器耦合模模型建立了反射器的耦合模模型，在叉指換能器和反射器耦合模模型的基礎(chǔ)上建立了聲表面波延遲線和單端對(duì)聲表面波諧振器的耦合模模型。在前面分析和求解的基礎(chǔ)上，分別建立了基于聲表面波延遲線的壓力和溫度傳感器的耦合模模型和基于聲表面波諧振器的壓力

5、和溫度傳感器的耦合模模型。 4、無線發(fā)射與接收信號(hào)及信號(hào)處理建立了基于無源無線聲表面波延遲線的傳感器的發(fā)射與接收信號(hào)的模型，分析了發(fā)射信號(hào)的寬度和頻率等對(duì)接收信號(hào)的影響，從理論上論證了多徑效應(yīng)對(duì)接收信號(hào)的相位差沒有影響，因此可以利用接收信號(hào)的相位差反映被測(cè)量的變化。具體研究了利用正交相位檢波法求解接收信號(hào)相位的方法，在幅值和相位不平衡誤差同時(shí)存在時(shí)，利用求解結(jié)果與被測(cè)量之間的相互關(guān)系，提出了一種新的誤差修正方法。 5、聲

6、表面波傳感器的編碼與識(shí)別針對(duì)基于聲表面波延遲線的傳感器，利用反射器的個(gè)數(shù)和位置的布置進(jìn)行了傳感器的編碼，并根據(jù)發(fā)射脈沖與返回脈沖的模型進(jìn)行了實(shí)際編碼的仿真研究。研究了根據(jù)接收到的信號(hào)的包絡(luò)與判別門限電平的比較進(jìn)行傳感器編碼識(shí)別的方法，利用返回信號(hào)的概率密度分布情況求解了最佳的判別門限電平。 6、基于無源無線聲表面波壓力和溫度傳感器的智能輪胎研究設(shè)計(jì)了應(yīng)用于智能輪胎的無源無線聲表面波壓力和溫度傳感器，研究了該傳感器同時(shí)進(jìn)行輪胎壓力