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，提出一種以電容-電感諧振式(LC)互感耦合無線測試技術(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)計和工藝方法，實現(xiàn)了傳感器多參數(shù)單片集成測量，從技術(shù)角度為多參數(shù)實時監(jiān)測提供一種解決方案。
　　首先介紹了無源傳感器無線測試的原理，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傳感器性能的影響，根據(jù)相關(guān)設(shè)計經(jīng)驗，考慮工藝的可實行性，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)計與制備。
　　然后通過軟件仿真分別對單參數(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)果的對比，說

3、明了多參數(shù)傳感器設(shè)計中存在的難點，同時也驗證了多參數(shù)傳感器設(shè)計的可行性，確定了多參數(shù)傳感器加工尺寸。接著對傳感器進(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工藝實現(xiàn)了溫濕壓三參數(shù)傳感器單片集成制備。
　　最后對制備的無源傳感器進(jìn)行了相應(yīng)地測試與性能分析。為了驗證濕度傳感器可行性，首先對無線無源單參數(shù)濕