胶层对声表面波扭矩传感器特性影响分析

作者：胡胜; 屈少青; 陈炜; 范彦平^*

来源：上海理工大学学报, 2021, 43(01): 35-41.

DOI：10.13255/j.cnki.jusst.20200520001

• 胶层
• 声表面波
• 扭矩
• 传感器
• 微扰理论
• 响应时间

为了研究胶层对声表面波(SAW)扭矩传感器特性的影响,建立了包括胶层在内的扭矩敏感模型。利用微扰理论得到扭矩载荷与SAW谐振器频率偏移量之间的关系,采用剪滞理论分析了胶层对SAW扭矩灵敏度的影响;根据Maxwell模型建立了胶层松弛时间谱,得到了应变传递响应时间,通过数值计算分析了不同弹性模量、不同胶层厚度的响应时间。研究结果表明,采用弹性模量大、黏度系数小的粘接剂有利于减少胶层的响应时间,提高扭矩测量精度。利用分析结果指导了SAW谐振器的封装。对采用MBond-200胶水封装的SAW扭矩传感器进行了实验,得到100 Nm量程的SAW扭矩传感器的线性度、重复性和迟滞特性分别为0.68%,1.27%和1.01%,实验结果说明所选用胶水的响应时间对测量结果影响较小。

• 单位
  上海理工大学; 国网湖南省电力有限公司; 国网湖南省电力有限公司电力科学研究院