[发明专利]一种基于机械超材料结构的无源无线温度传感器

权利要求书

1.一种基于机械超材料结构的无源无线温度传感器，其特征在于，所述温度传感器包括：基板、以及设置在所述基板上的至少一个温度感应单元与应变感应单元，所述应变感应单元包括机械超材料结构、LC谐振回路以及多个绝缘支撑件；其中，

所述机械超材料结构与所述至少一个温度感应单元连接，以接收所述温度感应单元因温度变化所产生的单一方向的应变，并将所述单一方向的应变转换为多方向的应变；

所述LC谐振回路通过所述多个绝缘支撑件与所述机械超材料结构连接，以在所述多方向的应变下产生谐振频率的变化，以通过互感耦合的方式非接触测量所述谐振频率，实现对温度的测量；其中，

所述机械超材料结构包括：

第一超材料框架，所述第一超材料框架围设在所述LC谐振回路外侧，且所述第一超材料框架通过所述多个绝缘支撑件与所述LC谐振回路连接；

至少一个第二超材料框架，所述第二超材料框架自所述第一超材料框架向对应的所述温度感应单元延伸并与该温度感应单元相连；

所述第一超材料框架包括第一变形部和第一连接部，所述第二超材料框架包括第二变形部和第二连接部；其中，

所述第一变形部与所述第一连接部相连，并与所述LC谐振回路连接；

所述第二变形部与所述第二连接部相连，并与对应的所述温度感应单元相连，所述第二连接部还与所述第一变形部相连；

在沿所述第一变形部的长度方向上，所述第一变形部与所述LC谐振回路之间的距离先增大后减小；以及，

在沿所述第二变形部的长度方向上，所述第二变形部与所述LC谐振回路之间的距离先减小后增大；

所述第一变形部和所述第二变形部均呈折线状，且所述第一变形部和所述第二变形部的折线尖端相对设置。

2.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述LC谐振回路包括第一电容极板、多个第二电容极板和多个感应电感；其中，

所述第一电容极板设置在所述基板上，所述多个第二电容极板悬空设置在所述第一电容极板上方，所述多个第二电容极板与所述多个感应电感形成闭合环路；并且，

每个所述第二电容极板通过对应的所述绝缘支撑件与所述机械超材料结构连接。

3.根据权利要求1所述的温度传感器，其特征在于，所述温度传感器包括多个温度感应单元；其中，

所述多个温度感应单元分布在所述机械超材料结构的不同侧，并且，每个所述温度感应单元均与所述机械超材料结构连接。

4.根据权利要求3所述的温度传感器，其特征在于，在所述机械超材料结构包括第一超材料框架和第二超材料框架时，所述机械超材料结构包括两个第二超材料框架，所述温度传感器包括两个温度感应单元；其中，

所述两个第二超材料框架对称分布在所述LC谐振回路的两侧，所述两个温度感应单元对称分布在所述机械超材料结构的两侧，每个所述温度感应单元均与对应的所述第二超材料框架相连。

5.根据权利要求4所述的温度传感器，其特征在于，所述温度感应单元包括热驱动梁、绝缘驱动件以及锚点组；其中，

所述锚点组固定设置在所述基板上；

所述热驱动梁的边缘区域与所述锚点组连接，以使得所述热驱动梁悬空设置在所述基板上；

所述绝缘驱动件的第一端与所述热驱动梁的中央区域相连，所述绝缘驱动件的第二端与所述机械超材料结构相连。

6.根据权利要求5所述的温度传感器，其特征在于，所述热驱动梁包括相对间隔设置的第一子热驱动梁和第二子热驱动梁，所述温度感应单元还包括连接件；其中，

所述第一子热驱动梁和所述第二子热驱动梁的第一端分别与所述锚点组连接；

所述连接件分别与所述第一子热驱动梁、所述第二子热驱动梁的第二端相连，并且，所述连接件还与所述绝缘驱动件的第一端相连。