面向物聯網應用的溫濕壓無線無源傳感器研究.pdf

1、本文針對物聯網智能工業(yè)、智能農業(yè)等相關領域不同環(huán)境條件下多參數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為理論基礎，基于LTCC工藝的無源功能集成化（壓力、溫度、濕度）傳感器，通過合理的結構設計和工藝方法，實現了傳感器多參數單片集成測量，從技術角度為多參數實時監(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傳感器的壓力敏感機理

2、、溫度敏感機理和濕度敏感機理。綜合考慮了電感值和電容值對傳感器性能的影響，根據相關設計經驗，考慮工藝的可實行性，在合理范圍內確定了電感和電容值。多參數傳感器整體結構較為復雜，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進行了比較，選取最符合要求的材料用于傳感器的設計與制備。
　　然后通過軟件仿真分別對單參數傳感器和集成多參數于一體的傳感器進行了電磁學仿真，通過兩者結果的對比，說

3、明了多參數傳感器設計中存在的難點，同時也驗證了多參數傳感器設計的可行性，確定了多參數傳感器加工尺寸。接著對傳感器進行熱、力學仿真，得到了傳感器所能承受的最大應力和最大敏感膜形變量，證明了傳感器整體能夠實現均勻受熱。在此基礎上，首先制備了HTCC陶瓷基單參數無源濕度傳感器，然后采用LTCC工藝實現了溫濕壓三參數傳感器單片集成制備。
　　最后對制備的無源傳感器進行了相應地測試與性能分析。為了驗證濕度傳感器可行性，首先對無線無源單參數濕