聲表面波溫度和壓力傳感器制造技術(shù)

本實(shí)用新型專利技術(shù)提供一種聲表面波溫度和壓力傳感器，包括：襯底，所述襯底上平行安裝有兩個延遲型聲表面波傳感器圖形，分別為：壓力圖形和溫度圖形；所述壓力圖形和所述溫度圖形分別包括：單向叉指換能器和多個反射柵，所述壓力圖形的單向叉指換能器與所述溫度圖形的單向叉指換能器相連接；所述襯底下固定有基座，所述基座在所述壓力圖形的多個反射柵下方開設(shè)有壓力傳導(dǎo)孔；所述基座上還設(shè)置有蓋頂，所述蓋頂與所述基座形成一腔體。本實(shí)用新型專利技術(shù)提供的聲表面波溫度和壓力傳感器在同一襯底上布置了兩個相近的測溫和測壓傳感器，利用相同的溫度系數(shù)，在精確測溫的同時實(shí)現(xiàn)對壓力測量值的溫度自動補(bǔ)償，達(dá)到了同時實(shí)現(xiàn)溫度和壓力精確測量的目的。（*該技術(shù)在2024年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及傳感器領(lǐng)域，尤其涉及一種聲表面波溫度和壓力傳感器。
技術(shù)介紹
溫度、壓力傳感器是現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)中基礎(chǔ)傳感器件，而同時具備溫度和壓力測量的聲表面波MEMS (微機(jī)電系統(tǒng)，Micro-Electro-Mechanical System)傳感器更具有廣泛的用途，基于聲表面波(Surface Acoustic Wave，簡寫為SAW)技術(shù)原理設(shè)計的溫度和壓力傳感器具有單片、純無源、可進(jìn)行無線測量和傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，特別適合于對運(yùn)動部件、密閉腔體、危險環(huán)境等情況下的無線傳感檢測，如汽車輪胎的胎溫、胎壓自動測量，高壓電纜的溫度自動測量等。由于外界條件變化，導(dǎo)致聲表面波在襯底(基片)上的傳播速度發(fā)生改變，從而導(dǎo)致聲表面波器件的特性發(fā)生變化，檢測這些變化，即可實(shí)現(xiàn)對各種物理量的傳感檢測，如壓力、溫度、氣體、加速度、扭矩傳感等等。目前實(shí)現(xiàn)聲表面波傳感的原理主要有兩種，一種是諧振型設(shè)計，主要通過檢測回波諧振頻率變化來實(shí)現(xiàn)傳感。另一種是延遲型設(shè)計，主要通過檢測回波相位來實(shí)現(xiàn)傳感。當(dāng)用于無線、無源傳感標(biāo)簽時，諧振型結(jié)構(gòu)由于受器件儲能特性的限制，回波衰落很快，可用的測量時間有限，所以在頻率解調(diào)時分辨率誤差難以消除，測量精度不高。而延遲型結(jié)構(gòu)采用延時或相位檢測，工作原理與回波衰落無關(guān)，回波信號可準(zhǔn)確重現(xiàn)，理論上可達(dá)到很高的檢測精度。實(shí)現(xiàn)聲表面波壓力傳感的一個難點(diǎn)是溫度因素的剔除，由于聲表面波器件傳輸特性均受溫度影響，所以在檢測壓力傳感量時必須盡可能消除溫度傳感量的影響，否則壓力測量精度難以提高。目前公開的可同時測量壓力和溫度的聲表面波傳感器普遍存在壓力溫度補(bǔ)償技術(shù)復(fù)雜，精度不高等缺點(diǎn)，特別在作為無線標(biāo)簽非接觸識別時，由于只能從空間接收回波信號然后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，所以壓力測量精度更難以保證。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
在下文中給出關(guān)于本技術(shù)的簡要概述，以便提供關(guān)于本技術(shù)的某些方面的基本理解。應(yīng)當(dāng)理解，這個概述并不是關(guān)于本技術(shù)的窮舉性概述。它并不是意圖確定本技術(shù)的關(guān)鍵或重要部分，也不是意圖限定本技術(shù)的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細(xì)描述的前序。針對目前可同時測量壓力和溫度的聲表面波傳感器普遍存在壓力溫度補(bǔ)償技術(shù)復(fù)雜、精度不高等缺點(diǎn)的技術(shù)問題，本技術(shù)提供一種聲表面波溫度和壓力傳感器，包括:襯底，所述襯底上平行安裝有兩個延遲型聲表面波傳感器圖形，所述兩個延遲型聲表面波傳感器圖形分別為:壓力圖形和溫度圖形；所述壓力圖形和所述溫度圖形分別包括:單向叉指換能器和多個反射柵，所述壓力圖形的單向叉指換能器與所述溫度圖形的單向叉指換能器相連接；所述襯底下固定有基座，所述基座在所述壓力圖形的多個反射柵下方開設(shè)有壓力傳導(dǎo)孔，所述壓力傳導(dǎo)孔用于將外界壓力傳導(dǎo)給所述壓力圖形；所述基座上還設(shè)置有蓋頂，所述蓋頂與所述基座形成一腔體，所述腔體為一密閉空間。本技術(shù)提供的聲表面波溫度和壓力傳感器在同一襯底上布置了兩個相近的測溫和測壓傳感器，利用相同的溫度系數(shù)，在精確測溫的同時實(shí)現(xiàn)對壓力測量值的溫度自動補(bǔ)償，達(dá)到了同時實(shí)現(xiàn)溫度和壓力精確測量的目的?！靖綀D說明】為了更清楚地說明本技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本技術(shù)的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本技術(shù)中聲表面波溫度和壓力傳感器結(jié)構(gòu)圖；圖2為本技術(shù)中聲表面波溫度和壓力傳感器側(cè)視圖；圖3為本技術(shù)中聲表面波傳感器圖形布局圖；圖4為本技術(shù)中壓力、溫度回波信號排列位置示意圖。附圖標(biāo)記:1_蓋頂； 2_基座；3_聲表面波傳感器圖形；4-襯底； 5-流體隔膜； 6-腔體；7-輸入輸出電極；71、72_壓焊絲；8-壓力傳導(dǎo)孔；30-溫度圖形單向叉指換能器；32-溫度圖形參考反射柵；34-溫度圖形主反射柵；36-溫度圖形第一輔助反射柵；38-溫度圖形第二輔助反射柵；30-壓力圖形單向叉指換能器；32-壓力圖形參考反射柵；34-壓力圖形主反射柵；36-壓力圖形第一輔助反射柵；38-壓力圖形第二輔助反射柵?！揪唧w實(shí)施方式】為使本技術(shù)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對本技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。在本技術(shù)的一個附圖或一種實(shí)施方式中描述的元素和特征可以與一個或更多個其它附圖或?qū)嵤┓绞街惺境龅脑睾吞卣飨嘟Y(jié)合。應(yīng)當(dāng)注意，為了清楚的目的，附圖和說明中省略了與本技術(shù)無關(guān)的、本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的部件和處理的表示和描述?；诒炯夹g(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本技術(shù)保護(hù)的范圍。如圖1、圖2和圖3所示，本技術(shù)提供一種聲表面波溫度和壓力傳感器，包括:襯底4，所述襯底4上平行安裝有兩個延遲型聲表面波傳感器圖形3，所述兩個延遲型聲表面波傳感器圖形分別為:壓力圖形和溫度圖形；所述壓力圖形和所述溫度圖形分別包括:單向叉指換能器30、31和多個反射柵32?38，所述壓力圖形的單向叉指換能器31與所述溫度圖形的單向叉指換能器30相連接;所述襯底4下固定有基座2，所述基座2在所述壓力圖形的多個反射柵下方開設(shè)有壓力傳導(dǎo)孔8，所述壓力傳導(dǎo)孔8用于將外界壓力傳導(dǎo)給所述壓力圖形；所述基座上還設(shè)置有蓋頂1，所述蓋頂I與所述基座2形成一腔體6，所述腔體6為一密閉空間。本專利技術(shù)提供的聲表面波溫度和壓力傳感器在同一襯底上相近的布置了兩個延遲型聲表面波傳感器圖形，分別為溫度圖形和壓力圖形，并且在所述壓力圖形反射柵的下方開設(shè)了壓力傳導(dǎo)孔，所述溫度圖形和所述壓力圖形處于相同的溫度環(huán)境下，利用相同的溫度系數(shù)，在精確測溫的同時，實(shí)現(xiàn)對壓力測量值的溫度自動補(bǔ)償，達(dá)到同時實(shí)現(xiàn)對溫度和壓力的精確測量。上述兩個延遲型聲表面波傳感器圖形為:溫度圖形和壓力圖形，安裝在同一襯底4上，一方面，被檢測的物理量作用于襯底上，例如溫度和壓力等，使得聲表面波的傳播速度發(fā)生變化，從而導(dǎo)致聲表面波傳感器的頻率或者相位發(fā)生變化，檢測這些變化，即可實(shí)現(xiàn)對溫度和壓力等物理量的測量；另一方面采用相同的編碼設(shè)計和相同的溫度系數(shù)，安裝在不同的位置，一個用于溫度測量，一個用于壓力測量，當(dāng)溫度和壓力同時作用于芯片時，溫度圖形只返回溫度信息，壓力圖形返回壓力和溫度的合成信息，由于兩組圖形具有相同的溫度性能，所以從壓力信息中扣除溫度信息，即可實(shí)現(xiàn)溫度自動補(bǔ)償后的壓力信息，從而實(shí)現(xiàn)溫度和壓力的精確測量。如圖2所示，所述基座2上的壓力傳導(dǎo)孔8設(shè)置在所述壓力圖形的下方，使得外界的壓力通過所述壓力傳導(dǎo)孔8加在所述襯底4上，聲表面波在該區(qū)域的傳播速度隨外界壓力的變化而變化，并且溫度圖形不受外界壓力的影響，保證了溫度和壓力測量的精度；并且所述壓力傳導(dǎo)孔設(shè)置于所述壓力圖形的多個反射柵下方，保證上述的兩個叉指換能器30、31不受壓力傳導(dǎo)的影響，外界的壓力只對所述壓當(dāng)前第1頁1 2 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種聲表面波溫度和壓力傳感器，其特征在于，包括：襯底，所述襯底上平行安裝有兩個延遲型聲表面波傳感器圖形，所述兩個延遲型聲表面波傳感器圖形分別為：壓力圖形和溫度圖形；所述壓力圖形和所述溫度圖形分別包括：單向叉指換能器和多個反射柵，所述壓力圖形的單向叉指換能器與所述溫度圖形的單向叉指換能器相連接；所述襯底下固定有基座，所述基座在所述壓力圖形的多個反射柵下方開設(shè)有壓力傳導(dǎo)孔，所述壓力傳導(dǎo)孔用于將外界壓力傳導(dǎo)給所述壓力圖形；所述基座上還設(shè)置有蓋頂，所述蓋頂與所述基座形成一腔體，所述腔體為一密閉空間。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：索召和，王云靈，李志剛，李晶，曹占生，
申請(專利權(quán))人：北京太行天啟創(chuàng)新科技有限公司，
類型：新型
國別省市：北京;11