[发明专利]一种测量扭矩与温度的声表面波传感器及检测方法

权利要求书

1.一种测量扭矩与温度的声表面波传感器，其特征在于，包括左侧叉指换能器(1)、右侧叉指换能器(2)、传感器基底(3)、氧化锌薄膜层(4)、第一反射栅(5)、第二反射栅(6)、第三反射栅(7)、第四反射栅(8)、第一吸声条(9)和第二吸声条(10)；所述氧化锌薄膜层(4)的面积小于传感器基底(3)的面积，且大于左侧叉指换能器(1)的面积和右侧叉指换能器(2)的面积，所述第一反射栅(7)、第二反射栅(8)、第三反射栅(7)和/或第四反射栅(8)中的反射栅的数量为若干；所述传感器基底(3)的左侧上表面设置有氧化锌薄膜层(4)，所述氧化锌薄膜层(4)上表面设置有左侧叉指换能器(1)、第一反射栅(5)、第二反射栅(6)和第一吸声条(9)，所述第一反射栅(5)和第二反射栅(6)分别设置在左侧叉指换能器(1)的两侧，所述第一吸声条(9)设置在第一反射栅(5)或第二反射栅(6)的向外的一侧，所述传感器基底(3)的右侧上表面设置有右侧叉指换能器(2)、第三反射栅(7)、第四反射栅(8)和第二吸声条(10)，所述第三反射栅(7)和第四反射栅(8)分别设置在右侧叉指换能器(2)的两侧，所述第二吸声条(10)设置在第三反射栅(7)或第四反射栅(8)的向外的一侧。

2.根据权利要求1所述一种测量扭矩与温度的声表面波传感器，其特征在于，还包括第三吸声条(11)；所述第三吸声条(11)设置在第一反射栅(5)或第二反射栅(6)的向外的一侧。

3.根据权利要求1所述一种测量扭矩与温度的声表面波传感器，其特征在于，还包括第四吸声条(12)；所述第四吸声条(12)设置在第三反射栅(7)或第四反射栅(8)的向外的一侧。

4.根据权利要求1所述一种测量扭矩与温度的声表面波传感器，其特征在于，所述左侧叉指换能器(1)、传感器基底(3)、氧化锌薄膜层(4)、第一反射栅(5)、第二反射栅(6)和第一吸声条(9)用于检测温度；所述右侧叉指换能器(2)、传感器基底(3)、第三反射栅(7)、第四反射栅(8)和第二吸声条(10)用于检测扭矩。

5.根据权利要求1所述一种测量扭矩与温度的声表面波传感器，其特征在于，所述传感器基底(3)的材料为石英压电基底或者锆钛酸铅压电陶瓷基底。

6.根据权利要求1所述一种测量扭矩与温度的声表面波传感器，其特征在于，所述左侧叉指换能器(1)、右侧叉指换能器(2)、第一反射栅(5)、第二反射栅(6)、第三反射栅(7)和第四反射栅(8)的材料为铝。

7.根据权利要求1所述一种测量扭矩与温度的声表面波传感器，其特征在于，所述第一吸声条(9)和第二吸声条(10)的材料为聚酰亚胺树脂。

8.一种用于权利要求1至7任一所述一种测量扭矩与温度的声表面波传感器实现的检测扭矩与温度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤a、发射器发出询问信号；

步骤b、左侧叉指换能器(1)与右侧叉指换能器(2)同时接收到询问信号；

步骤c、所述左侧叉指换能器(1)与所述右侧叉指换能器(2)基于压电效应在传感器基底(3)的表面上形成振动波分别向左右两侧传播，所述左侧叉指换能器(1)在传感器基底(3)的表面上出现的振动波是在经过了氧化锌薄膜层(4)的共同作用下形成的；

步骤d、所述在传感器基底(3)上形成的振动波在遇到第一反射栅(5)、第二反射栅(6)、第三反射栅(7)和第四反射栅(8)后开始反射，并在传感器基底(3)的表面上形成一左一右各自具有稳定振动频率的驻波，所述驻波即为声表面波，左右两侧所形成的声表面波的谐振频率中分别携带着扭矩与温度的相关信息；

步骤e、左侧叉指换能器(1)与右侧叉指换能器(2)将包含着扭矩与温度的频率信号通过无线天线发射给接收器；

步骤f、接收器将信号通过处理电路进行处理后，传输至电子控制单元，所述电子控制单元优先判断扭矩信号是否为零，若是，输出温度信号，若否，输出扭矩信号。