文献综述(或调研报告):
一、介绍
早在上个世纪60年代,电感电容式无源无线传感器的应用前景便已经被科学家们所发现,但是由于技术限制,直到90年代,微机电系统技术的发展[1],它才被广泛的重视与应用。
LC无源无线传感器的主要工作原理,是一对螺旋线圈之间的松耦合。这种耦合将传感器的阻抗变化投射到读取器端,来实现信号的无线传递。它的主要优点是远程查询能力和轻便性。
由于LC传感器的远程查询能力,它可以在没有物理连接或刚性对准的情况下获得信息,可以应用于某些无法进行有线连接的场合或者信号线会干扰参数测量的环境,比如说高速旋转器件或土壤环境监控。而由于LC无源无线传感器并没有电源的存在,使其具有轻便性的优点。因此它可以应用于一些环境狭小以至无法容纳电源或需要长时间连续工作的地方,比如生物植入[2]。而且因为其的结构简单,它的成本较低,可以用在需要大批量使用的地方,比如包装密封性检测[3]。
本文主要研究LC无源无线传感器在旋转器件中测量转速的应用,研究了测量转速的方法,以及影响转速测量精度的因素。
二、原理
LC传感器通常由形成LC谐振腔的螺旋电感连接感应电容构成。螺旋电感与读出线圈形成耦合,通过检测输入信号的回波损耗来测量传感器的谐振频率。
在读出线圈端通入交流电时变化的电场产生变化的磁场,磁场在传感器的线圈中产生磁通量,从而产生感应电流。这种电磁感应现象实现了LC传感器的无线连接。LC传感器的阻抗变化会被投射到了输入端,关系如下[4]:
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