一种高精度声表面波扭矩传感器

作     者：周硕 高孜航 肖强 王为标 范彦平 ZHOU Shuo;GAO Zihang;XIAO Qiang;WANG Weibiao;FAN Yanping

作者机构：上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海交通大学感知科学与工程学院上海200240 中国电子科技集团公司第二十六研究所重庆400060 无锡好达电子有限公司江苏无锡214124 

出 版 物：《压电与声光》 (Piezoelectrics & Acoustooptics)

年 卷 期：2024年第46卷第6期

页      面：865-870,877页

学科分类：080903[工学-微电子学与固体电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(51705326 52075339) 

主　　题：声表面波 扭矩传感器 谐振器设计 有限元 频率解调算法 

摘      要：扭矩测量是衡量动力系统输出功率是否满足运行指标的重要手段,是动力设备运行状态和故障预警的关键信息来源。声表面波(SAW)传感器无源无线的特点有利于旋转工况下的转轴扭矩测量,避免了有源扭矩传感器在扭矩测量中能量和信号难以传输的问题。为实现高精度的声表面波扭矩传感,从压电基底材料选择、高品质因数(Q)值谐振器设计以及高精度SAW传感器回波信号频率解调算法三方面考虑,设计了一种高精度声表面波扭矩传感器。对所设计的声表面波扭矩传感器进行测试,结果表明,扭矩传感器的加载非线性误差为0.183%,卸载非线性误差为0.160%,加载重复性为0.260%,卸载重复性为0.103%,迟滞为0.299%,实现了一种高精度的无源扭矩传感。