[发明专利]一种薄膜传感器的频率响应测试方法

说明书

本发明提供一种薄膜传感器的频率响应测试方法，其特征在于，包括：搭建测试平台，将各个仪器进行连接，将功率放大器的输入端与信号发生器的输出端相连，输出端与超声波换能器的输入端相连，电荷放大器、滤波电路和后置放大电路采用仪器‑‑信号放大器，将电荷放大器的输入端与薄膜传感器相连，后置放大电路输出端与示波器通道相连，将超声波换能器的输入端通过信号线与示波器通道相连；将超声波换能器与薄膜传感器浸入润滑油之中；激活信号发生器的输出，并给整个系统供电；对比示波器上显示驱动信号和薄膜传感器采集超声波换能器产生的机械震动信号，得出该薄膜传感器对该频率的频率响应性能。对测量设备要求低，测试方法简单有效。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种薄膜传感器的频率响应测试方法。

背景技术

薄膜传感器特有的性能使其在可穿戴智能监控设备上的应用越来越广泛，频率响应特性是衡量薄膜传感器的一项主要参数，频率响应决定了传感器可以测量的频率范畴，频率响应越高可测的信号频率范围越宽。比如采集人体心音信号时，心音具有较宽的频率响应范围，那么就需要具有频率响应相适应的薄膜传感器，如何简单有效的测量薄膜传感器的频率响应范围，值得我们考虑。

发明内容

本发明提供了一种测试方法简单、有效的薄膜传感器的频率响应测试方法，本发明的工作原理是超声波换能器能够将输入的电功率转换成机械功率(即超声波)再传递出去，而自身消耗很少的一部分功率，信号发生器产生的低压低功率正弦波信号经过功率放大器加载到超声波换能器负载上，即超声波换能器能产生和信号发生器频率一致的超声波信号。

超声波换能器和薄膜传感器同时放在无电磁干扰并能够传递超声波的介质中，超声波通过介质传递到薄膜传感器上，介质振动传递到薄膜传感器后在薄膜传感器上产生微弱的机械振动，根据压电效应，薄膜传感器的振动产生电荷的移动，通过采集传感器输出的电荷信号，还原出信号源发出的信号的类型。

一种薄膜传感器的频率响应测试方法，其特征在于，包括：

调制信号发生器输出频率、峰值；

将信号发生器的输出端与功率放大器的输入端相连，功率放大器的输出端与超声波换能器的输入端相连，通过功率放大器来输出较大功率，使放大后的信号可以直接驱动负载，即能够直接驱动超声波换能器，超声波换能器就能产生和信号发生器频率一致的超声波信号；

电荷放大器、滤波电路和后置放大电路采用仪器—信号放大器，将电荷放大器的输入端与薄膜传感器相连，后置放大电路输出端与示波器通道相连，仪器—信号放大器包括依次连接的电荷放大器、滤波电路和后置放大电路三个模块，电荷放大器将薄膜传感器输出的电荷转换为电压信号，滤波电路滤除薄膜传感器产生的电磁干扰，后置放大电路将微弱的电压信号进行放大，可以理解的是，仪器—信号放大器为现有技术，设置放大器的增益固定位和带通滤波频段；

将超声波换能器的输入端通过信号线与示波器相连，设置示波器时间轴和电压量程；

将超声波换能器与薄膜传感器放置到能够传递超声波的介质之中；

激活信号发生器的输出，并给整个系统供电；

对比示波器上显示的加载到超声波换能器上的驱动信号波形和薄膜传感器采集超声波换能器产生的机械振动信号波形，得出该薄膜传感器对该频率的频率响应性能。

作为优选，改变信号发生器的信号频率，并相应更换频率与之匹配的换能器，重新测试不同频段的传感器性能。

作为优选，所述介质为润滑油。

作为优选，所述换能器与薄膜传感器之间的位置根据需要进行调整。

作为优选，所述信号发生器输出信号为正弦波。

作为优选，所示测试方法需要在无电磁干扰环境下进行。