[发明专利]无线无源传感器及无线无源传感方法

说明书

本发明提供一种无线无源传感器及无线无源传感方法，无线无源传感器包括多参数传感器、读取模块、收发转换模块和阻抗谱分析模块。多参数传感器与读取模块耦接，并与读取模块呈PT对称分布，用于分别测量各预设参数的实际测量信号；收发转换模块分别与读取模块和阻抗谱分析模块电连接，用于读取测量的各实际测量信号；收发转换模块，用于接收各实际测量信号，并对各实际测量信号进行时域/频域转换，并将转换后的各实际测量信号发送至阻抗谱分析模块；阻抗谱分析模块，用于根据转换后的各实际测量信号确定多参数传感器的谐振频率和Q值。本发明的无线无源传感器可测量多个预设参数，可增大无线读出距离，提高信号读取速度。

技术领域

本发明属于微电子技术领域，具体涉及一种LC无线无源传感器及无线无源传感方法。

背景技术

无线无源传感器是适应技术发展趋势和市场需求的一种新型传感器，以其体积小、使用方便、可靠性高、使用寿命长、维护简单等特点收到广泛关注。

传统的有源有线传感器具有诸多的局限性，例如在测量恶劣环境(高温、强辐射、强腐蚀等)、植入生物体、测量密封环境等情况下，传统的有源有线传感器很难甚至无法测量。而无线无源传感器内部不需要电源，其体积可以大幅度的减小，并且理论上器件的寿命无限长，因此不存在有源有线传感器的局限性，在特殊应用环境下拥有不可替代的优势。

无线无源传感器按照工作原理可分为三大类：能量收集方式、射频反射调制方式、无源谐振方式。LC无线无源传感器通常由敏感电容柜和平面螺旋电感构成，其工作原理为无源谐振方式，将待测参数转换为谐振频率，并且通过互感耦合的方式非接触测量这个频率，从而实现无线无源的检测。LC传感器目前存在的问题包括，只能测量单一参数；采用电感耦合原理，传感器的读出距离短；采用扫频的读出原理，传感器的读出速度慢。LC无线无源传感器是最具有潜力的谐振式无线无源传感器，有着非常重要的应用前景。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种无线无源传感器及无线无源传感方法。

本发明的第一方面提供一种无线无源传感器，包括多参数传感器、读取模块、收发转换模块和阻抗谱分析模块，所述多参数传感器与所述读取模块耦接，并与所述读取模块呈PT对称分布，所述收发转换模块分别与所述读取模块和所述阻抗谱分析模块电连接；其中，

所述多参数传感器，用于分别测量各预设参数的实际测量信号；

所述读取模块，用于读取所述多参数传感器所测量的各所述实际测量信号；

所述收发转换模块，用于接收所述读取模块所读取的各所述实际测量信号，并对各所述实际测量信号进行时域/频域转换，并将转换后的各实际测量信号发送至所述阻抗谱分析模块；

所述阻抗谱分析模块，用于根据转换后的各实际测量信号确定所述多参数传感器的谐振频率和Q值。

可选的，所述多参数传感器包括敏感电感、第一电阻、第一敏感电容和第二敏感电容；其中，

部分所述敏感电感的第一端与所述第一敏感电容的第一端电连接，该部分所述敏感电感的第二端与所述第一敏感电容的第二端电连接；

所述第一电阻的第一端与所述敏感电感的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与所述第二敏感电容的第一端电连接；

所述第二敏感电容的第二端与所述敏感电感的第二端电连接。

可选的，所述收发转换模块包括第一输入端和第二输入端，所述读取模块包括第二电阻、电感和电容，其中，

所述第二电阻的第一端与所述第一输入端电连接，所述第二电阻的第二端与所述电感的第一端电连接；

所述电感的第二端与所述电容的第一端电连接，所述电感与所述敏感电感耦接；

所述电容的第二端与所述第二输入端电连接。