[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

说明书

一种测量扭矩与温度的声表面波传感器及检测方法属于声表面波传感器领域；安装温度和扭矩传感器既费时又费力；包括传感器基底的左侧上表面设置有氧化锌薄膜层，氧化锌薄膜层上表面设置有左侧叉指换能器、第一反射栅、第二反射栅和第一吸声条，第一反射栅和第二反射栅分别设置在左侧叉指换能器的两侧，第一吸声条设置在第一反射栅或第二反射栅的外侧，传感器基底的右侧上表面设置有右侧叉指换能器、第三反射栅、第四反射栅和第二吸声条，第三反射栅和第四反射栅分别设置在右侧叉指换能器的两侧，第二吸声条设置在第三反射栅或第四反射栅的外侧；实现了一种既能够检测温度又能够检测扭矩的传感器，节约了安装的时间和人力。

技术领域

本发明属于声表面波传感器领域，尤其涉及一种测量扭矩与温度的声表面波传感器及检测方法。

背景技术

在工业生产、科学研究、日常生活中，扭矩测量的需求十分普遍，其中以不定转速旋转轴的扭矩测量最为常见。小到扭力扳手，中到发电机、电动机，大到汽车、飞机、轮船的传动轴，为解决各类不同条件下的扭矩测量需求，市场上随处可见基于不同测量原理以及不同敏感材料的扭矩测量装置。

扭矩传感器的发明最早可以追述到发电机的扭矩测量上，但是该种扭矩测量只能测量静态扭矩，对于像内燃机一类的动态或者时变的扭矩则不能适用。19世纪30年代，相位差式扭矩测量装置在欧洲发明成功，当时的测量精度可以达到±4％。19世纪50年代，第一个可靠性高，可长时间适用的应变计发明成功,经一段时间的产品化后，数以亿计的应变计应用于各种场合的扭矩测量。19世纪80年代，一种新式的扭矩传感器——旋转变压器式扭矩传感器悄然兴起。它通过两组带间隙的特殊环形旋转变压器实现能源和信号的无接触传递，该传感器第一次实现了扭矩的非接触测量。如果说旋转变压器式扭矩传感器解决了有线测量到无线测量的技术难题，那么声表面波扭矩传感器则进一步将扭矩传感器从有源带入了无源时代。进入上个世纪90年代，随着材料技术的发展和进步，美国发明出了利用铁磁材料磁致伸缩特性的磁弹性扭矩测量设备，该种方法的测量精度在±1％左右，且造价低廉，对温度不敏感，工作寿命长。

综上所述，一般性扭矩测量技术经历了不到100年的发展，却出现了数次革命性的创新。

在很多情况下，扭矩传感器并不是独立使用的，一般还需要配合一套温度传感器来对扭矩传感器进行时时标定，以消除温度对测量系统的影响，提高测量精度，但是安装两个传感器既费时又费力。

发明内容

本发明克服了上述现有技术的不足，提供一种测量扭矩与温度的声表面波传感器及检测方法，实现了一种既能够检测温度又能够检测扭矩的传感器，节约了安装的时间和人力。

本发明的技术方案：

一种测量扭矩与温度的声表面波传感器，包括左侧叉指换能器、右侧叉指换能器、传感器基底、氧化锌薄膜层、第一反射栅、第二反射栅、第三反射栅、第四反射栅、第一吸声条和第二吸声条；所述氧化锌薄膜层的面积小于传感器基底的面积，且大于左侧叉指换能器的面积和右侧叉指换能器的面积，所述第一反射栅、第二反射栅、第三反射栅和/或第四反射栅中的反射栅的数量为若干；所述传感器基底的左侧上表面设置有氧化锌薄膜层，所述氧化锌薄膜层上表面设置有左侧叉指换能器、第一反射栅、第二反射栅和第一吸声条，所述第一反射栅和第二反射栅分别设置在左侧叉指换能器的两侧，所述第一吸声条设置在第一反射栅或第二反射栅的向外的一侧，所述传感器基底的右侧上表面设置有右侧叉指换能器、第三反射栅、第四反射栅和第二吸声条，所述第三反射栅和第四反射栅分别设置在右侧叉指换能器的两侧，所述第二吸声条设置在第三反射栅或第四反射栅的向外的一侧。

进一步地，还包括第三吸声条；所述第三吸声条设置在第一反射栅或第二反射栅的向外的一侧。

进一步地，还包括第四吸声条；所述第四吸声条设置在第三反射栅或第四反射栅的向外的一侧。