面向物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的溫濕壓無線無源傳感器研究.pdf

1、本文針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)等相關(guān)領(lǐng)域不同環(huán)境條件下多參數(shù)測(cè)試需求及傳感器低成本、微型化、低功耗和多功能的發(fā)展趨勢(shì)，提出一種以電容-電感諧振式(LC)互感耦合無線測(cè)試技術(shù)為理論基礎(chǔ)，基于LTCC工藝的無源功能集成化（壓力、溫度、濕度）傳感器，通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝方法，實(shí)現(xiàn)了傳感器多參數(shù)單片集成測(cè)量，從技術(shù)角度為多參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)提供一種解決方案。
　　首先介紹了無源傳感器無線測(cè)試的原理，然后分別介紹了三參數(shù)傳感器的壓力敏感機(jī)理

2、、溫度敏感機(jī)理和濕度敏感機(jī)理。綜合考慮了電感值和電容值對(duì)傳感器性能的影響，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，考慮工藝的可實(shí)行性，在合理范圍內(nèi)確定了電感和電容值。多參數(shù)傳感器整體結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，通過合理布局電容電感位置，最大程度的提高了各傳感器的靈敏度。最后對(duì)基底材料、叉指電極材料及感濕介質(zhì)進(jìn)行了比較，選取最符合要求的材料用于傳感器的設(shè)計(jì)與制備。
　　然后通過軟件仿真分別對(duì)單參數(shù)傳感器和集成多參數(shù)于一體的傳感器進(jìn)行了電磁學(xué)仿真，通過兩者結(jié)果的對(duì)比，說

3、明了多參數(shù)傳感器設(shè)計(jì)中存在的難點(diǎn)，同時(shí)也驗(yàn)證了多參數(shù)傳感器設(shè)計(jì)的可行性，確定了多參數(shù)傳感器加工尺寸。接著對(duì)傳感器進(jìn)行熱、力學(xué)仿真，得到了傳感器所能承受的最大應(yīng)力和最大敏感膜形變量，證明了傳感器整體能夠?qū)崿F(xiàn)均勻受熱。在此基礎(chǔ)上，首先制備了HTCC陶瓷基單參數(shù)無源濕度傳感器，然后采用LTCC工藝實(shí)現(xiàn)了溫濕壓三參數(shù)傳感器單片集成制備。
　　最后對(duì)制備的無源傳感器進(jìn)行了相應(yīng)地測(cè)試與性能分析。為了驗(yàn)證濕度傳感器可行性，首先對(duì)無線無源單參數(shù)濕