一種基于熱雙層執(zhí)行梁的lc式無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種基于熱雙層執(zhí)行梁的LC式無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，包括平面電感線(xiàn)圈(1)、電容(2)和熱雙層執(zhí)行梁(3)；平面電感線(xiàn)圈(1)、電容(2)、熱雙層執(zhí)行梁(3)串聯(lián)形成回路，熱雙層執(zhí)行梁(3)一端固定，另一端在平面電感線(xiàn)圈(1)上滑動(dòng)形成電氣連接；其中，熱雙層執(zhí)行梁(3)包括上層梁(31)和下層梁(32)，下層梁(32)的熱膨脹系數(shù)大于上層梁(31)的熱膨脹系數(shù)；下層梁(32)采用導(dǎo)體材料；熱雙層執(zhí)行梁(3)中有且只有一層梁采用導(dǎo)體材料。通過(guò)熱雙層執(zhí)行梁來(lái)改變回路的電感值，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，相比現(xiàn)有的LC式電容溫度傳感器，不需要電容間的溫度敏感介質(zhì)，可靠性更高，制造成本低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于熱雙層執(zhí)行梁的LC式無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，特別涉及一種基于熱雙層執(zhí)行梁的LC式無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)源無(wú)線(xiàn)傳感器不需要物理連接的信號(hào)傳輸系統(tǒng)，也無(wú)需電源供應(yīng)，在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用前景非常廣泛，對(duì)促進(jìn)我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展有巨大作用。無(wú)線(xiàn)遙測(cè)目前有以下方式:一種是射頻信號(hào)通過(guò)天線(xiàn)收發(fā)，其利用電磁波在空間中的收發(fā)來(lái)傳輸信號(hào)，其傳輸距離較長(zhǎng)，但全方向的天線(xiàn)輻射效率較低，而單方向的輻射需要不間斷的傳輸視線(xiàn)和復(fù)雜的追蹤設(shè)備;此外，在無(wú)源應(yīng)用中，由于其必須攜帶電源，發(fā)展受到限制。另一種是電感近場(chǎng)耦合，這種方法通常利用LC并聯(lián)諧振回路，在應(yīng)變作用下，平面電感線(xiàn)圈或電容的大小如果發(fā)生變化，諧振回路的諧振頻率也將改變，因此，通過(guò)檢測(cè)回路的諧振頻率的變化就可以獲得應(yīng)變的大小。相比第一種方法，其不需要電源，尺寸小，成本低，應(yīng)用范圍更為廣泛。溫度探測(cè)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、大氣等環(huán)境檢測(cè)中占有重要位置，隨著技術(shù)的發(fā)展，溫度傳感器正向著小型化、集成化、低成本化的方向發(fā)展。因此，LC無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器有著廣泛的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于熱雙層執(zhí)行梁的LC式無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)需電容間的溫度敏感介質(zhì)，可靠性高，制造成本低。
[0004]技術(shù)方案:一種基于熱雙層執(zhí)行梁的LC式無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，包括平面電感線(xiàn)圈、電容和熱雙層執(zhí)行梁;所述平面電感線(xiàn)圈、電容、熱雙層執(zhí)行梁串聯(lián)形成回路，所述熱雙層執(zhí)行梁一端固定，另一端在所述平面電感線(xiàn)圈上滑動(dòng)形成電氣連接；
[0005]其中，所述熱雙層執(zhí)行梁包括上層梁和下層梁，所述下層梁的熱膨脹系數(shù)大于所述上層梁的熱膨脹系數(shù);所述下層梁采用導(dǎo)體材料;所述熱雙層執(zhí)行梁中有且只有一層梁采用導(dǎo)體材料。
[0006]進(jìn)一步的，所述下層梁的熱膨脹系數(shù)至少為所述上層梁的熱膨脹系數(shù)的兩倍。
[0007]有益效果:本發(fā)明提供的一種基于熱雙層執(zhí)行梁的LC式無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，通過(guò)熱雙層執(zhí)行梁來(lái)改變回路的電感值，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，相比現(xiàn)有的LC式電容溫度傳感器，不需要電容間的溫度敏感介質(zhì)，可靠性更高，制造成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明的無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2為本發(fā)明的無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器在熱雙層執(zhí)行梁受熱狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖3a為未受熱狀態(tài)下熱雙層執(zhí)行梁結(jié)構(gòu)示意圖，圖3b為受熱狀態(tài)下熱雙層執(zhí)行梁結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖4為本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明作更進(jìn)一步的解釋。
[0013]如圖1所示，一種基于熱雙層執(zhí)行梁的LC式無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，包括平面電感線(xiàn)圈1、電容2和熱雙層執(zhí)行梁3 ；平面電感線(xiàn)圈1、電容2、熱雙層執(zhí)行梁3串聯(lián)形成回路，熱雙層執(zhí)行梁3—端固定，另一端在平面電感線(xiàn)圈I上滑動(dòng)形成電氣連接;滑動(dòng)連接即接觸不粘連，形成電氣連接，熱雙層執(zhí)行梁3的一端可以在平面電感線(xiàn)圈上自由滑動(dòng)而保持電氣連接。
[0014]其中，圖3a為未受熱狀態(tài)下熱雙層執(zhí)行梁結(jié)構(gòu)示意圖，圖3b為受熱狀態(tài)下熱雙層執(zhí)行梁結(jié)構(gòu)示意圖。熱雙層執(zhí)行梁3包括上層梁31和下層梁32，上層梁31和下層梁32的熱膨脹系數(shù)不同，下層梁32的熱膨脹系數(shù)大于上層梁31的熱膨脹系數(shù)，下層梁32的熱膨脹系數(shù)至少為上層梁31的熱膨脹系數(shù)的兩倍以上，電感接入電路的長(zhǎng)度才能有明顯的變化;下層梁32采用導(dǎo)體材料，上層梁31采用非導(dǎo)體材料，例如下層梁32可以采用鋁制材料，上層梁31則采用氮化硅材料，熱雙層執(zhí)行梁3中有且只有一層梁采用導(dǎo)體材料，當(dāng)熱雙層執(zhí)行梁3中只采用一層為導(dǎo)電材料時(shí)，可以更準(zhǔn)確的對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，如果雙層都采用導(dǎo)電材料，會(huì)影響待測(cè)參數(shù)值。
[0015]當(dāng)熱雙層執(zhí)行梁3受熱膨脹時(shí)，由于下層梁32的熱膨脹系數(shù)大于上層梁31的熱膨脹系數(shù)，所以雙層梁在受熱執(zhí)行時(shí)向上層梁31的方向彎曲。
[0016]熱雙層執(zhí)行梁3與平面電感線(xiàn)圈I設(shè)置為電氣連接，熱雙層執(zhí)行梁3通過(guò)導(dǎo)體材料與平面電感線(xiàn)圈I滑動(dòng)連接，所以在熱雙層執(zhí)行梁3中，有且只有一層梁可以與平面電感線(xiàn)圈I連接。在雙層梁膨脹的一定范圍內(nèi)保持電氣連接，當(dāng)膨脹超出可連接范圍則視此環(huán)境溫度超出探測(cè)范圍。
[0017]如圖2所示，圖2為熱雙層執(zhí)行梁3在受熱情況下的結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)熱雙層執(zhí)行梁3受熱時(shí)，由于上層梁31和下層梁32的熱膨脹系數(shù)不同，膨脹的體積就不相同，導(dǎo)致熱雙層執(zhí)行梁3發(fā)生彎曲變形。熱雙層執(zhí)行梁3的彎曲程度與溫度成正比，在不同的溫度下，熱雙層執(zhí)行梁3會(huì)發(fā)生不同程度的彎曲，接入電路的電感長(zhǎng)度隨溫度環(huán)境的變化而發(fā)生不同變化，LC諧振回路的電感值也隨之變化，從而導(dǎo)致其諧振頻率隨之變化，如圖4所示，通過(guò)相對(duì)應(yīng)的諧振頻率或諧振峰的變化則可以判斷相應(yīng)環(huán)境下溫度的變化。
[0018]使用方法:首先使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備對(duì)LC無(wú)源無(wú)線(xiàn)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，確定標(biāo)定參數(shù)，從而確定傳感器的輸入量和輸出量之間的關(guān)系，建立各個(gè)諧振蜂的諧振頻率與不同環(huán)境溫度之間的關(guān)系，系統(tǒng)工作時(shí)，對(duì)各種溫度環(huán)境下諧振峰的頻率值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，記錄下相應(yīng)的頻率值，與標(biāo)定值進(jìn)行對(duì)比分析，進(jìn)而可以得到待測(cè)環(huán)境溫度的變化。
[0019]本發(fā)明提供的一種基于熱雙層執(zhí)行梁的LC式無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，通過(guò)熱雙層執(zhí)行梁來(lái)改變回路的電感值，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，相比現(xiàn)有的LC式電容溫度傳感器，不需要電容間的溫度敏感介質(zhì)，可靠性更高，制造成本低。
[0020]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于熱雙層執(zhí)行梁的LC式無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，其特征在于:包括平面電感線(xiàn)圈(1)、電容(2)和熱雙層執(zhí)行梁(3);所述平面電感線(xiàn)圈(I)、電容(2)、熱雙層執(zhí)行梁(3)串聯(lián)形成回路，所述熱雙層執(zhí)行梁(3)—端固定，另一端在所述平面電感線(xiàn)圈(I)上滑動(dòng)形成電氣連接； 其中，所述熱雙層執(zhí)行梁(3)包括上層梁(31)和下層梁(32)，所述下層梁(32)的熱膨脹系數(shù)大于所述上層梁(31)的熱膨脹系數(shù);所述下層梁(32)采用導(dǎo)體材料;所述熱雙層執(zhí)行梁(3)中有且只有一層梁采用導(dǎo)體材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于熱雙層執(zhí)行梁的LC式無(wú)源無(wú)線(xiàn)溫度傳感器，其特征在于:所述下層梁(32)的熱膨脹系數(shù)至少為所述上層梁(31)的熱膨脹系數(shù)的兩倍。
【文檔編號(hào)】G01K7/00GK105953934SQ201610264628
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】董蕾, 王立峰, 黃慶安
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)