两类无源传感器的分析

在多次国家自然科学基金连续资助下，研究空间大范围分布无源阵列传感器及无源无线阵列传感器，拓展压电特性和元件在现代检测技术中的应用。 声表面波（SAW）器件是优良的传感载体和无源器件。SAW器件的工作频率范围为10~105MHZ，可直接耦合射频电磁波。基于此特性，用SAW器件实现无线传感：非接触提供传感能量和非接触读取传感输出。这样的传感器具有无电源和信号连线，无源，体积小，抗干扰能力强的优点，适合复杂环境下应用。 如运动部件，不可接触对象的检测。采用不同结构或参数的SAW传感器，具有不同的射频激励选通条件，只响应相应的无线查询信号。用多个不同选通条件的SAW无源无线传感器，可构成无源无线阵列传感器。阵列中的传感元可以任意分布。这是采用具有频率选择特性的SAW谐振器研制的无源无线温度传感器。通过对射频查询的回波信号进行全数字信号处理，得到温度传感信息。 用独立的压电元件和无源元件，构成可以任意分布的传感阵列。由于压电特性，该阵列直接把被测对象的力学量变化转换成电信号，实现分布传感，而不需要用电源向阵列提供传感能量。阵列采用独特的网络构造和信号控制方式，大大减少了常规传感器在空间分布应用时的连线。阵列传感信号可寻址读出，也可扫描输出。 压电无源分布式阵列传感器特别适合于空间大范围分布（数十米至数百米）、不规则、宏大工程结构的实时无功耗或极低功耗、长时间不间断监测。压电无源阵列传感器已应用于桥梁等工程结构的健康安全监测。这是一个由8×13个压电元构成的分布式传感阵列，阵列只有8+13条引出线，实现阵列传感信号读出和读出控制。