表面声波化学传感器( SAW)

声表面波原理

声表面波原理声表面波（Surface Acoustic Wave, SAW）是一种在固体表面传播的机械波，具有许多独特的特性和应用。

声表面波可以在固体表面上沿着微细晶体结构传播，其传播速度和频率范围可通过晶体材料的选择和加工工艺进行调控。

声表面波技术已经在无线通信、传感器、滤波器、延迟线、微波器件等领域得到广泛应用。

声表面波的原理主要基于固体材料的弹性性质和表面结构的特殊性。

当外部施加声激励信号时，固体表面上的晶格结构会发生微小的变形，这种变形会形成一种沿着表面传播的机械波，即声表面波。

声表面波的传播速度取决于材料的弹性模量和密度，而频率范围则取决于晶格结构和加工工艺。

声表面波的特性使其在无线通信领域得到了广泛的应用。

利用声表面波器件可以实现无源无线传感器网络中的无源传感器节点与中心控制器之间的无线通信，同时也可以实现射频信号的滤波和延迟线功能。

声表面波滤波器具有高品质因数和良好的频率选择性，可以用于无线通信系统中的信号调制和解调，以及频谱分析等应用。

另外，声表面波传感器也是声表面波技术的重要应用之一。

声表面波传感器利用声表面波在固体表面上的传播特性，可以实现对压力、温度、湿度、气体浓度等物理量的高灵敏度、高精度检测。

声表面波传感器具有体积小、功耗低、响应速度快等优点，已经在环境监测、医疗诊断、工业控制等领域得到了广泛应用。

此外，声表面波技术还可以用于微波器件中的延迟线和滤波器。

声表面波延迟线可以实现微波信号的相移和延迟，用于无线通信系统中的信号处理和频率合成。

声表面波滤波器则可以实现对微波信号的频率选择性和抑制非期望频率成分，用于无线通信系统中的信号调制和解调。

总的来说，声表面波技术具有许多独特的特性和应用，已经成为无线通信、传感器、滤波器、延迟线、微波器件等领域中的重要技术手段。

随着固体材料和加工工艺的不断进步，声表面波技术将会在更多领域得到广泛应用，并为人类社会的发展带来更多的便利和可能。

2024年声表面波(SAW)器件市场发展现状

声表面波（SAW）器件市场发展现状引言声表面波（Surface Acoustic Wave，SAW）器件是一种基于声学效应的无源微电子器件，已经在通信、传感、无线电频率控制等领域得到了广泛应用。

本文将介绍声表面波器件的基本原理、市场发展现状以及未来发展趋势。

声表面波（SAW）器件的基本原理声表面波（SAW）器件利用在压电晶体表面传播的声表面波来实现信号的传输和处理。

其基本原理是当电压施加在压电晶体上时，产生的电场会导致晶体中的声表面波的激发。

这种表面波沿着晶体表面传播，携带着信号的能量。

通过在晶体表面上刻蚀电极，可以实现对声表面波的操控，从而实现信号的滤波、放大和调制等功能。

声表面波（SAW）器件市场发展现状市场规模和增长趋势声表面波（SAW）器件市场在过去几年取得了快速的增长。

随着通信和无线电频率控制技术的不断发展，对于高性能和高可靠性的无源器件的需求也越来越大。

声表面波器件由于其低功耗、小尺寸和成本效益等优势，成为了满足这些需求的理想选择。

根据市场研究公司的数据，声表面波（SAW）器件市场在过去五年内以年均15%的复合增长率增长，市场规模已超过10亿美元。

预计未来几年，随着物联网、5G通信和汽车电子等领域的快速发展，声表面波器件市场将继续保持稳定的增长。

应用领域分析声表面波（SAW）器件在通信领域是最常见的应用之一。

在无线通信系统中，声表面波滤波器广泛用于解调、调制和信号处理等关键功能。

此外，声表面波器件还可以用于雷达、航空航天和军事等领域，用于频率合成、频谱分析和目标识别等应用。

另一个重要的应用领域是传感器。

声表面波传感器由于其高灵敏度和快速响应时间，在气体、液体和生物等领域具有广泛的应用前景。

例如，在环境监测、医疗诊断和食品安全等领域，声表面波传感器可用于检测气体成分、生物分子和有害物质等。

市场竞争分析声表面波（SAW）器件市场具有一定的竞争度。

目前，市场上主要的厂商包括Murata、TDK、Skyworks和Qorvo等。

声表面波温度传感器及其应用研究与开发

声表面波温度传感器及其应用研究与开发声表面波传感器(SAW Sensor)相对于一般的传感器而言具有一系列的优点。

无线无源的声表面波传感器是近年来发展起来的新型传感器，具有优良的性质和广阔的应用前景。

其无线无源的特性也大大拓展了传感器的应用领域，使恶劣环境下的传感监测变得安全可靠。

本课题研究的无线无源声表面波温度传感器主要包含两个方面的内容，一方面研究声表面波温度传感芯片，主要目标是提高芯片的测温精度及可靠性。

同时研究天线，提高信号传输距离。

另一方面研究无线无源温度传感器构成的温度传感系统及其应用，例如如何用于高压变电站高压线路的温度测量，地埋电缆的温度测量等。

本论文研究的重点是测温芯片的设计与制备。

本论文主要介绍声表面波温度传感芯片的基本结构和原理，分析叉指换能器(IDT)理论，分析叉指换能器的理论函数模型，包括函数模型和模态耦合(COM)理论模型等。

论文拟利用窗口函数设计降低旁瓣，提高芯片测温精度。

利用模态耦合理论模型模拟仿真测温芯片。

得到了很好的效果，并依据设计的芯片结构制备了芯片。

本论文编写了声表面波温度传感芯片光刻版图绘制软件，详细说明包括软件的设计思路及其算法实现。

详细介绍软件的操作界面和操作方法，以便将来升级与更新软件。

软件实现了版图绘制功能，能准确快速的将设计的芯片结构绘制成光刻版图，用于后续芯片的加工制备。

本论文利用光刻技术制备测温芯片。

介绍光刻工艺和刻蚀工艺。

芯片制备完成后对芯片进行测试，得出芯片中心频率与设计频率基本相符，旁瓣得到抑制。

并进行了大量的对比测试，如不同加权函数的芯片对比，不同孔径、膜厚的芯片对比，得出海明函数加权优于凯撒函数加权，大孔径芯片优于小孔径芯片等结论。

SAW技术

4.4 声表面波滤波器
滤波器：是一种用来消除干扰杂讯的器件。其功能就是
得到一个特定频率或消除一个特定频率。滤波器的主要作用是：让有用信号尽可能无衰减的通过，对无用信号尽可能大的衰减。
声表面波滤波器：
声表面波滤波器的基本结构是在压电基片上采用光刻工艺制作金属条带实现换能器、谐振器、反射器功能，有选择地调整声表面波的激励和接收。对于GHz及更高中心频率的声表面波滤波器，条带的宽度在微米级或者更小，因此 SAW滤波器本身具备尺寸小、重量轻的特点。
四、声表面波器件
• • • • 声表面波谐振器声表面波延迟线声表面波振荡器声表面波滤波器
SAW压力传感器 SAW温度传感器
• 声表面波传感器
SAW加速度传感器
SAW气体传感器
4.1 声表面波谐振器
谐振器就是指产生谐振频率的电子元件
声表面波谐振器是一种高Q值的声表面波谐振器，
在很多方面都与石英晶体谐振器相似，它用作滤波器或者信号源中的频率控制器件，其有用输出是谐振器跟随输入信号的稳态响应。工作实质是将输入IDT激发的以正弦函数形式传播的声表面波入射到反射栅，满足一定频率的波相干叠加，然后在输出IDT中得到相应的输出波形。品质因数(Q因数)：谐振电路所储能量同每周损耗能量之比的一种指标
声表面波气体传感器
气相色谱分离技术直接利用微型快速气相色谱柱技术把在环境大气背景下的多种微量易挥发性气体的混合物浓缩并分离，形成色谱，从色谱柱中依次流出，通过控制SAW气体传感器表面的温度会使这些易挥发性气体蒸汽按色谱流出顺序凝结在传感器的表面，质量效应导致声波传递参数改变，引起SAW传感器的谐振频率发生改变，进行分析得出被测挥发性气体的种类和浓度。

声表面波标签的特点

声表面波标签的特点声表面波标签（Surface Acoustic Wave Tags，SAW标签）是一种无源无源电子标签，它利用声表面波技术实现数据的传输和存储。

它具有许多独特的特点，使其在各个领域广泛应用。

本文将深入探讨声表面波标签的特点，并分享对其的观点和理解。

一、声表面波标签的基本原理声表面波标签的基本原理是利用声表面波传感器和反射器实现数据的传输。

当读写设备中的射频场与标签中的天线共振时，数据被通过声表面波传感器转化为声表面波信号，并在反射器中反射回来。

读写设备通过解码声表面波信号来获取数据，并实现对标签的读写操作。

二、声表面波标签的特点1. 高安全性：声表面波标签采用接触式读写方式，相比于其他无源电子标签（如RFID标签），其读写距离更短，减少了无意中被非法读取或克隆的风险，提高了数据的安全性。

2. 高可靠性：声表面波标签的数据传输基于声表面波技术，可以克服传统电磁波通信中的多径效应和多径干扰问题，减少信号的丢失和干扰，提高了数据传输的可靠性。

3. 高读取精度：声表面波标签的传感器具有较高的灵敏度，可以实现高精度的数据读取。

这使得声表面波标签在要求读取精度较高的场景中得到广泛应用，如物流追踪、库存管理等。

4. 高适应性：声表面波标签可以工作在不同频率范围内，具有很强的适应性。

由于其无源无源的特点，不需要电池供电，可以在各种环境下工作并且具有较长的使用寿命。

5. 大容量存储：声表面波标签中的反射器可以根据实际需求设计成各种形式，从而提供不同容量的存储空间。

这使得声表面波标签适用于不同规模和需求的应用场景。

三、对声表面波标签的观点和理解声表面波标签作为一种新兴的无源无源电子标签技术，具有广泛的应用前景。

我对于声表面波标签的特点和优势表示认同。

声表面波标签的高安全性对于一些对数据安全性要求较高的场景具有重要意义。

在金融领域和军事领域，声表面波标签可以有效防止敏感信息被非法读取或篡改，提高数据的安全性。

声表面波传感器的工作原理

声表面波传感器的工作原理发布时间：2021-09-16T02:31:42.791Z 来源：《教育学》2021年6月总第253期作者：逄珂李英棣邓海峰吴一丁少娜[导读] 会改变声传播速度等特性，通过检测声速变化量，可以表征待测参量的大小。

91206部队山东青岛266100摘要：如今，传感器在我们生活中发挥着非常重要的作用，如移动设备采用环境光传感器来优化显示，同时利用加速度传感器实现高水平的交互性；汽车采用了接近传感器来避免事故。

声表面波传感器是一种利用声表面波芯片作为传感元件，以声表面波速度或频率的变化来表征被测量的传感器。

本文主要对声表面波传感器的工作原理及模式进行了阐述。

关键词：声表面波传感器原理声表面波传感器是一种对生物、物理、化学等物质量进行检测的新型传感器，它利用IDT和晶体的压电效应激发声表面波，使其以一定的声波速在输入输出换能器之间的压电基片表面传播，如果在声波传播路径上施加如压力、温度等被测参量时，会改变声传播速度等特性，通过检测声速变化量，可以表征待测参量的大小。

一、声表面波传感器的定义表面声波(Surface Acoustic Wave,SAW)首先由Rayleigh勋爵解释，他描述了压电材料中声波传播的表面模式。

后来，White和V oltmer通过使用叉指式换能器(IDT)发现了一种产生表面声波的简便方法，从此，SAW器件因其各种优点在许多领域发挥了重要作用。

声表面波传感器是一种对生物、物理、化学等物质量进行检测的新型传感器，其原理是由于物理量变化，声表面波振荡器频率也发生变化。

就现在传感器元件的发展，可以制作成研究气体、压力、温度等参数的传感器。

它通过监测声波在毫米大小的压电基板上的调制来工作，小尺寸的声表面波传感器允许它们对环境参数的变化做出快速反应。

此外，频率调制的使用使它们能够进行精确的测量，这在很大程度上不受信号衰减的影响。

二、声表面波传感器的结构类型SAW传感器的类型各种各样，按其供电方式可以分为有源传感器和无线无源传感器两种。

SAW技术解析

4.5 声表面波传感器
声表面波传感器是利用声表面波器件为转换元件，将感受到的被测量参数转换成可用于输出信号的传感器。例如，当外界因数（如压力、温度、加速度、气体、化学和生物环境变化等）对声表面波传播特性产生影响时，在声表面波器件的各项参数上就可以反映出来，因此可以利用这种现象制备各种压力、温度、加速度、流量、化学、生物传感器，用于测量和监控各种化学和物理参数。
SAW振荡器的优点：
SAW振荡器能够弥补LC振荡器、晶体振荡器各方面之不足，它具有优良的频率温度性、高纯净频谱和低相位噪声，可靠性高，体积小，质量轻，电磁兼容性好，工作温度范围宽等特点。
由于其独特的优越性，声表面波振荡器在现代电子系统和军事装备应用中已成为一种重要的微波频率源。目前应用于SAW传感器的振荡器大致有两种，一种是延迟线型振荡器另外一种是谐振器型振荡器。延迟线型振荡器由于本身能够提供足够长的延时,设计相对简单。一般SAW气体传感器所采用的是延迟线型振荡器谐振器型振荡器的频率噪声特性优越于延迟线型的振荡器，它具有高质量因子、低损耗、高频率稳定度的特点，被用于液体传感器
4.3声表面波振荡器
振荡器是用来产生重复电子讯号（通常是正弦波或方
波）的电子元件
传统振荡器的不足：
随着现代电子技术和军事装备的发展，电子设备中信号处理的工作频率不断提高，虽然对LC振荡器、晶体振荡器进行多次的频率变换能得到微波频段的信源，但是： 1、在微波频段的LC型信源存在着严重的温度稳定性问题 2、晶体型振荡器在多次的频率变换导致频谱性能恶化，同时在多次的频率变换中使用大量的元器件，使信源器件体积大、成本高、可靠性变差等 3、晶体振荡器难以实现宽的可控频率变化范围和调制频率偏移。

声表面波SAW

声表面波（SAW）传感是一种新型的检测技术2008-06-16 23:31:52摘要：声表面波（SAW）传感是一种新型的检测技术。

近几十年来，人们对SAW基本性质的认识越来越深入，使这门年轻的学科逐步发展成为一门新兴的、声学和电子学相结合的边缘学科。

声表面波技术的应用已涉及到许多学科领域，如地震学、天文学、雷达通信及广播电视中的信号处理、航空航天、石油勘探和无损检测等等。

随着微电子技术、集成电路技术、计算机技术和材料、微细加工技术的迅速发展，声表面波传感器的研究也应运而生，具有一个十分巨大的发展空间和应用前景。

本文讨论了把传感器、DSP、对测量值进行评估的智能器件集成在一起的完整系统。

关键词：声表面波；传感器；FPGA；DSP1. 引言在现代信息社会中，目标辨识已经得到了广泛的应用。

例如超市中货物的识别、图书馆中书刊的识别、银行磁卡等都是目标识别系统应用的实例。

尤其是近年来，自动识别方法在许多服务领域、在货物销售与后勤分配方面、在商业部门、在生产企业和材料流通领域、在智能交通管理等方面得到了快速的普及和推广。

在几年前，条形码——纸带在识别系统领域引起了一场革命并得到了广泛的认同与应用。

但是随着现代社会的发展，这种技术在越来越多的情况下不能满足人们的需求了。

条形码虽然便宜，但它的不足之处在于存储能力小以及不能改写。

目前，另一种广泛使用的技术是接触式IC卡（电话IC卡、银行卡），它是将数据存储在一块硅芯片里。

然而，在许多情况下，机械触点的接通是不可靠的。

特别是对于运动目标或不可触及的目标更显得无能为力。

于是研究更好的目标识别技术尤其是非接触识别技术，有了它深刻的现实意义。

近年来，非接触识别已经逐步发展成为一个独立的跨学科的专业领域。

这个专业领域与任何传统学科都不相同。

它将大量来自完全不同专业领域的技术综合到一起：如高频技术、电磁兼容性、半导体技术、数据保护和密码学、电信、制造技术和许多专业应用领域。

SAW传感器的测温

SA W传感器的测温“神功”--声表面波传感器（SA W）对架空输电线路导线温度的测量文章来源：力倍金具(上海)有限公司为了测量架空输电线路的导线温度，可以在导线上安装一个与导线性能有着相同特性的热传感器。

由于架空输电线路周围区域的高电应力和高磁应力，可采用纯被动声表面波传感器。

这样，安装点上导线的温度就可以被监测到，并且数据可以通过无线电频率反向散射（类似雷达的原理）的方式被无线传输到数据收集点。

在架空输电线路输电过程中，专用线路的垂度关系到它的运行和安全性，这与导线运行温度有着直接的关系。

导线运行温度会受到各种情况的影响，例如线路运行损耗、周围环境温度、风速和风向、太阳辐射强度以及导线材料的特性等。

在高温环境、低风速和高电力系统负荷条件下，监测和分析输电网区域，可评价真实的导线运行温度。

这对优化线路性能，并防止潜在导线垂度问题等方面起着至关重要的作用。

声表面波技术的应用声表面波技术众所周知，声表面波元件在过去常常安装在窄带滤波器、无线射频识别技术（RFID）标签以及无线测量传感器等设备中，用于扭矩、压力、温度和拉力等方面的测量。

因此，这些传感器可用于高压架空输电线路的温度测量，并可采用无线电将电流连接传感器与被测量单位连接。

图1 基于无线被动声表面波（SA W）温度传感器的高频测量系统的工作原理图1显示了基于声表面波原理的高频测量系统的工作原理。

使用测量系统的传输天线将2.45GHz ISM带上的高频电磁波传输到传感器，并通过使用与传感器芯片连接的转换器，将引入的高频信号传输到沿水晶表面传播的声表面波。

在这些位置上，信号中的部分信息被反射到集成反射器上。

反射器位置因水晶温度的延伸而发生改变。

声表面波的传播速度同样取决于温度的变化。

反射信号被转换器转换为高传输频率信号，并且被传回到系统的接收天线中。

传感器的ID信息和温度信息可由使用各种算法的反射脉冲确定。

其中，这些算法通过使用时间位置和反射脉冲的相位关系，以及数字信号处理器（DSP）的通用信号处理技术，对这些信息进行计算。

tf-saw原理

tf-saw原理
tf-saw原理是指薄膜表面声波技术的工作原理。

tf-saw是英文Thin-Film Surface Acoustic Wave的缩写，意为薄膜表面声波。

tf-saw技术是一种利用薄膜材料和声波传播的特性来实现信号转换和处理的技术。

tf-saw原理基于声波在薄膜表面上的传播和反射特性。

当一个电信号加入到一个tf-saw器件的发射电极上时，会产生一个声波信号。

这个声波信号通过薄膜表面传播，并在器件的接收电极处被捕捉到。

捕捉到的声波信号会转换为电信号，进而被进一步处理和分析。

tf-saw技术主要利用了薄膜材料的特性，通过在其中加入电极和声波传感器来实现信号的转换和传输。

这些薄膜材料具有良好的声学性能，能够使声波在其表面上传播并被捕捉到。

tf-saw原理的主要优势之一是具有高精度和高灵敏度。

由于薄膜表面声波的特性，tf-saw器件能够实现在微小尺寸范围内的精确测量和传输。

此外，tf-saw技术还具有高速信号处理和较低的功耗等特点，适用于多种应用领域。

总之，tf-saw原理指的是薄膜表面声波技术的工作原理，通过利用薄膜材料和声波传播的特性，实现信号转换和处理。

tf-saw技术具有高精度、高灵敏度、高速信号处理等优势，并在多个应用领域有着广泛的应用前景。

声表面波器件的特点及组成

声表面波器件的特点及组成什么是声表面波器件声表面波器件（Surface Acoustic Wave Device，SAWD）是一种利用声表面波（Surface Acoustic Wave，SAW）在固体表面上传播的装置。

声表面波是一种以超声波形式在固体表面传播的机械波，具有频率高、中心频率可调节、相对衰减小、振幅大、无需介质等优点，被广泛应用于无线通信、传感器、滤波器等领域。

SAWD的特点声表面波器件具有以下特点：1.高频特性：声表面波具有高频特性，可达到几十MHz至几GHz的频率范围，适用于高频应用场景。

2.宽带特性：声表面波器件具有宽带特性，频带宽度可调节，可以满足不同应用的需求。

3.低功率特性：相比于传统的电子器件，声表面波器件的工作电压和功率较低，能够降低系统的能耗。

4.小尺寸特性：声表面波器件体积小，重量轻，适合集成化和微型化的应用。

5.无接触特性：声表面波器件无需介质传导，可以在空气或真空环境中工作，无需接触被测物体。

6.高灵敏度特性：声表面波器件对于外界物理量的变化（如压力、温度、湿度等）具有很高的灵敏度，能够实现高精度的传感。

7.可调谐特性：声表面波器件的频率可以通过改变表面微结构、材料选择等方法进行调谐，灵活性较高。

SAWD的组成声表面波器件主要由以下组成部分构成：表面声波单晶片表面声波单晶片是声表面波器件的核心部件，也是声表面波的传播介质。

它一般由石英或LiNbO3等晶体材料制成，具有良好的声表面波传播特性。

单晶片上有微细的电极和传感结构，用于激发声表面波，并接收返回的信号。

激发与接收电极激发与接收电极是用来激发声表面波和接收返回信号的电极。

它们一般位于表面声波单晶片的两端，通过施加电压或接收电荷来实现声表面波的激发和信号的读取。

表面微结构表面微结构是通过在表面声波单晶片上制造微细的结构，如波导、透镜、反射镜等，来改变声表面波的传播特性。

通过调整微结构的参数，可以实现声表面波的聚焦、滤波等功能。

SAW传感器

SAW传感器SAW传感器即表面声波传感器，它是基于声表面波（Surface Acoustic Wave）技术的一种应变传感器。

它能够检测出EPS操控与动力系应用中的扭矩和温度，以及TPM系统中的压力和温度。

尤其适合于检测旋转部件或者那些接触起来很难活很危险的部件。

SAW传感器的特点1、高精度，高灵敏度。

将被测量转换成频率进行测量，频率测量精度很高，有效检测范围线性好，抗干扰能力强，适合于远距离传输。

2、数字化频率信号易于传输，处理，与计算机接口。

3、制作与集成电路技术兼容，易集成化，智能化，重复性和可靠性好，适于批量生产。

4、体积小，重量轻，功耗低，可获得良好的热性能和机械性能。

SAW传感器的设计因素SAW传感器在设计时应注意以下因素：1）面对一般干扰环境因素；2）面对的恶意干扰环境因素；3）人机界面接口；4）参数的自我收敛性能；5）内、外各类信息、能量的交流新能等。

SAW传感器的基本原理SAW传感器的基本原理是：利用被铡量对saw元件作用，改变sAw的传播速度，于是波长也相应变化，进而改变了通过延迟线的相位变化△φ=2πL／λ(L为延迟线长度)，破坏了振荡器的相位平衡条件；由于IDT有一定的迎频带，所以改变振荡频率，重新达到相位平衡条件。

振荡频率变化和SAW 传播速度变化应满足下列关系：因为延迟线上相位变化要保持不变，即SAW传感器由于是利用振茴频率变化测出传播速度的变化，所以它的灵敏度很高(百万分之一)。

同时，它同数字数据系统相适应，对放大器的要求也不高。

SAW传感器的测量方法SAW传感器的测量方法有多种，主要有四种如下图所示：(a)网络分析仪测量频谱变化，(b)矢量电压表测定相位变化，(C)谐振回路测定频移，以及(d)为消除环境变化(如温度变化)引起的误差，采用双通道差分方法测定频移，测量更准确、方便。

在实际测量中，可根据具体条件选择适当的方法。

SAW传感器与QCM传感器的比较石英晶体微量天平（quartz crystal microbalance，QCM）和表面声波器件（surface acoustic wave，SAW）。

表面声波传感器工作原理

3.2 表面声波传感器工作原理表面声波的辐度和传播速度都可以用于监测器件表面介质的化学、物理性质。

应用较多的是传播速度，因为在电子学中表面波传播速度可以以较高的精度测量（10-7）；而辐度测量精度为10-3。

精度速度的变化，可以转变为频率的变化。

在这一方表面声波器件类似于石英晶体微量天平（QMB,quartz crystal microbalance）。

为了更好地理解表面声波器件工作原理和它的特性，我们把它与石英晶体微量天平做一比较。

石英晶体微量天平由一块石英压电晶体与电极构成。

当一随时间变化的电压加在电极上时，晶格经受位移，产生弹性波，从晶体的一边，传到另一边。

波速和振荡频率与晶体表面接触物质的密度和质量有关：这里Δf 是频移（Hz），它与质量变化有关；F 是晶体的固有谐振频率（MHz ）；ΔM 是晶体表面质量变化（g），A 是晶体的表面积（㎝2）。

当晶体表面镀附一层吸收介质时，石英晶体微量天平可以制成化学传感器。

石英晶体微量天平传感器的灵敏度是一个放射性函数，最大灵敏度出现在器件中心，并向周边降低。

表面声波传感器也要求使用一块压电晶体，但与石英晶体微量天平传感器不同，电极制在压电晶体的同一面，形状为手指形交叉形（IDT S）。

当一个随时间变化的电压加上之后，晶格经历一种机械变形，它只限定于晶体表面一个特定区域，形成表面声波,如图7１所示。

图１表面声波在表面声波延迟线上的传播 (a)顶视图 (b)侧视图图2 表面声波传感器工作原理的延迟线结构中，实际上是一对传感器，组成两个表面声波延迟线,并制作在同一块基质上。

每一套表面声波延迟线，都由发射器和接收器组成。

表面声波延迟线手指交叉形电级作为发射器，发射表面声波，另一套手指交叉形电级作为接收器，把表面声波变成电信号．在图7-2 所示的传感器表面镀一层非传导的、各向同性的聚合物薄膜．其响应特性如方程２所示：这里K1、K2是石英基质材料常数；V R是瑞利波传播速度；h 是膜的厚度；ρ是密度；μ是膜材料的剪切模数，λ是朗伯（Lamb）常数；o f 是器件的固有频率。

表面声波式mems压力传感器原理

表面声波式mems压力传感器原理
表面声波式MEMS压力传感器是一种基于声表面波（Surface Acoustic Wave，SAW）的传感器。

它利用表面声波在压力作用下的特性变化来实现压力的测量。

该传感器由一个压电材料、衬底和刻蚀出的声传输路径组成。

当施加压力到传感器上时，压电材料会产生应力，导致声传输路径的尺寸发生微小的变化。

这种变化会影响到通过声传输路径传播的声表面波的速度。

通过测量传感器输出的声表面波的频率或时间延迟，可以推导出压力的大小。

传感器工作原理如下：
1. 声表面波发射：一个高频信号通过电极施加到压电材料上，激发产生声表面波并使其沿传输路径传播。

2. 压力作用：当外部压力施加到传感器上时，压电材料产生应力，导致传输路径的尺寸发生微小变化。

3. 声表面波接收：传输路径上的接收电极会接收到经过变化后的声表面波信号。

4. 信号处理：接收到的信号经过放大和滤波等处理，然后通过频率或时间延迟测量来推导出压力的大小。

表面声波式MEMS压力传感器具有响应速度快、精度高、体积小、功耗低等优点，广泛应用于工业控制、医疗设备、汽车电子、气象观测等领域。

声表面波的应用

声表面波传感器的应用一．声表面波简介声表面波（SAW）技术是声学和电子学相结合而形成的一门新兴边缘学科。

在该技术的基础上,现已经成功地研制出声表面波带通滤波器、振荡器、表面波卷积器和传感器等声表面波器件。

由于声表面波器件具有体积小、可靠性高、一致性好以及设计灵活等优点,所以在雷达、通信等领域的研究得到了广泛的应用。

把声表面波技术应用于传感器技术领域在近十年来得到了很大的发展。

目前, 采用技术来研制力、加速度、温度、湿度、气体及电压等一系列新型传感器的工作逐渐成为传感器研究的一个热点。

二．声表面波传感器工作原理SAW传感器构成的识别系统由一个SAW传感器标签、一个带主动式天线的阅读器和一个信号后处理单元组成。

SAW 标签由传感器天线、压电模式、指换能器和经传感器体外编码的反射区组成。

传感器天线接收由远处阅读器发送来的访问电磁脉冲信号,通过叉指换能器转化为声表面波,遇到反射条后形成回波,回波通过叉指换能器重新转化为电磁波并再次通过天线发射出去。

这些回波信号形成了由晶体表面的反射条的数目和位置决定的脉冲序列,它类似于条形码图案,每个脉冲的时间延迟取决于SAW 传播速度。

信号后处理单元对脉冲延迟变进行估计,实时解调出识别码。

天线接收到询问信号后,由IDT将电信号转换为声波信号,声波信号撞击反射区。

反射区位置不同,个数不同,会产生不同的振幅和不同的相位变化。

三．声表面波传感器的应用（1） LiNb03的声表面波应用声表面波器件(SAW)的基本原理是在压电基体上通过光刻的方法制出由相互交叉的电极(一般为铝电极)组成的叉指电极(叉指换能器)，利用基片的压电效应激发起沿着表面层传播的高频超声波，从而实现滤波、延时、脉冲压缩与扩展、卷积等多种电子学功能。

叉指换能器的基本构造如图，换能器的中心频率f0由声表面波的相速vs和电极的周期λ0确定:fo=vs/λ0，即声表面波器件的中心频率和声波的传播速率成正比，与电极的周期成反比，所以提高器件的中心频率主要在于如何提高声表面波的传播速率和缩短电极周期，又因为光刻技术的限制不可能无限制地缩短电极周期，因此当前制作高频声表面波器件的关键在于选择合适的基体材料和不断提高改进基体的晶体质量和提高压电性能，同时降低传输损耗。

saw的分类

saw的分类
（最新版）
目录
1.SAW 的基本概念
2.SAW 的分类方法
3.SAW 的分类应用
正文
表面声波（Surface Acoustic Wave，简称 SAW）是一种沿着固体表面传播的声波，具有高频、低功耗、抗干扰能力强等特点。

SAW 技术在众多领域有着广泛的应用，如通信、雷达、传感器等。

为了更好地理解和应用 SAW 技术，对其进行分类研究是十分必要的。

一、SAW 的基本概念
表面声波是指在固体介质的表面上传播的一种纵波，其传播方向与波的振动方向相平行。

SAW 可以在不同的固体介质中传播，如石英、玻璃、陶瓷等。

SAW 技术的核心是利用声波在固体表面的传播特性来实现信号的传输和处理。

二、SAW 的分类方法
根据不同的依据，SAW 可以分为多种类型。

以下将从传播方向、振动模式、工作原理等几个方面对 SAW 进行分类。

1.根据传播方向，SAW 可分为横向表面声波（LSAW）和纵向表面声波（TSAW）。

2.根据振动模式，SAW 可分为 Rayleigh 波、Lamb 波和 SH 波等。

3.根据工作原理，SAW 可分为反射型 SAW 和透射型 SAW。

三、SAW 的分类应用
不同类型的 SAW 在各个领域有着不同的应用。

例如，在通信领域，LSAW 常被用于无线通信和数据传输；在雷达领域，TSAW 由于其传播距离较远，被广泛应用于远程雷达系统；在传感器领域，SAW 传感器具有高灵敏度、高稳定性等特点，可用于测量温度、压力、湿度等多种物理量。

总之，SAW 技术在多个领域具有广泛的应用前景。

saw filter工作原理

saw filter工作原理Saw filter工作原理一、引言Saw filter（表面声波滤波器）是一种用于信号处理的电子元件，广泛应用于无线通信、雷达、无线电电视等领域。

本文将详细介绍Saw filter的工作原理。

二、Saw filter的结构Saw filter由压电晶体片、传感器和衬底组成。

其中，压电晶体片是其核心部件，具有压电效应，能够将电信号转换为机械振动信号或将机械振动信号转换为电信号。

三、Saw filter的工作过程1. 输入信号的接收Saw filter首先接收到输入信号，输入信号可以是一个频率范围内的连续信号。

2. 信号的传感压电晶体片接收到输入信号后，会产生机械振动。

这是因为压电晶体片受到电场的作用，会发生压电效应。

压电效应使得晶体片的厚度发生微小变化，从而产生机械振动。

3. 传感器的作用传感器位于压电晶体片的周围，可以检测晶体片的机械振动信号。

传感器将机械振动信号转换为电信号，并将其传递给后续的电路。

4. 信号的滤波经过传感器转换后的电信号会经过一系列的滤波电路。

这些滤波电路会根据需要对电信号进行低通滤波、带通滤波或高通滤波等处理，以去除或增强特定频率范围内的信号。

5. 输出信号的产生经过滤波电路处理后，最终得到的信号就是Saw filter的输出信号。

输出信号经过放大和调整后，可以用于驱动后续电路或作为其他系统的输入信号。

四、Saw filter的特点和优势1. 窄带滤波特性Saw filter具有非常窄的带宽，可以选择性地通过或抑制特定频率范围内的信号。

这使得Saw filter在无线通信系统中能够有效地滤除干扰信号，提高系统的抗干扰能力。

2. 高精度和稳定性Saw filter采用了压电晶体片作为核心元件，具有高精度和稳定性。

其频率特性在工作温度范围内能够保持较好的稳定性，不会因环境温度的变化而发生明显的偏移。

3. 体积小、功耗低相比其他滤波器，Saw filter的体积更小，功耗更低。

化学工业中的表面声波传感器

国外计量
1 9蛤年
第台期
化学工业中的表面声波传咸器
D
.
A
r n
等
1
.
前言
( S A W ) 传感器有很高的
2
.
实验装置气体发生器
,
理论上表面声波
灵敏度
,
。
1 ) (
而高的灵敏度恰恰是测定低浓度气它的输出是频率信号
。
为了测试传感器 / 涂层
,
。
有条
温度由一个积分传感器测量
,
。
传感器
延迟线被化学涂层覆盖为参考线
响
。。
,
另一条位于原处用作
由一个金属陶瓷电阻加热装置陶瓷载片的反面
以内
。
该电阻安装在 S A W
1
因此
,
需补偿影响两条延迟线的影
, ,
独立于主计算机的精确 /
叮斌黔 … { … { { { 竺){ 鲡之
GC
, .
I
图 1
2 5% R H
。
(b )
分析物 1 6 0 P p m 甲苯
(B)
;
。
2 5
: % R H 参考
。
) 为当水加入分析气体及参考 b
。
( A ) 差值频率 ;
,
。
参考共振频率多
(
E
( C)
气体当中湿度的影响相当于
2 l à é ǐ