[实用新型]基于电磁超材料的高精度与大测量范围的微波角位移传感器

说明书

本实用新型涉及一种基于电磁超材料的高精度与大测量范围的微波角位移传感器，它的圆形基底的底面刻蚀有互补型开缝金属环，互补型开缝金属环包括外圈金属偏环、内圈偏心圆形金属片和金属缝隙条，外圈金属偏环和内圈偏心圆形金属片通过金属缝隙条连接，下层传输接地板包括矩形基底，矩形基底的顶部刻蚀有金属环形微带线，在矩形基底中金属环形微带线的左右两端刻蚀有电磁波信号输入线和电磁波信号输出线，矩形基底的整个底部刻蚀有矩形金属接地层，金属环形微带线与互补型开缝金属环之间的四个角设置有角垫。

技术领域

本实用新型涉及电磁超材料及微波技术领域，具体涉及一种基于电磁超材料的高精度与大测量范围的微波角位移传感器。

背景技术

传感器是一种检测装置，能感受被测量的信息，并能将感受到的信息按一定规律变换成为电信号或其它所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制的要求。在工业检测中经常有很多非接触的微小物理量的检测，比如建筑结构的微小形变，角度的倾斜等的检测。这就需要设计一种非接触的传感器可以精准的检测这种微小的变化量，从而及时采取防护和改进措施。

微波传感器是利用微波特性来检测一些物理量的器件。包括感应物体的存在、运动速度、距离、角度等的变化。目前传统的接触式位移传感器主要采用电阻应变式，通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻、电压或电流输出。其优点是结构简单，频响特性好，能在恶劣条件下工作。但是这种传感器存在体积大、接触磨损大、输出信号较弱、测量灵敏度低等缺点，而且其对于大应变有较大的非线性从而影响传感器的测量精度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的问题，提出一种基于电磁超材料的高精度与大测量范围的微波角位移传感器，本实用新型角位移传感器构造体积小，与被测量物不直接接触，圆形基底材料上对应的开缝金属环状能够很好地提高角位移传感器的灵敏度。

为解决上述技术问题，本实用新型公开的一种基于电磁超材料的高精度与大测量范围的微波角位移传感器，它包括上层超介质板和下层传输接地板，所述上层超介质板包括圆形基底，所述圆形基底的底面刻蚀有互补型开缝金属环，所述互补型开缝金属环包括外圈金属偏环、内圈偏心圆形金属片和金属缝隙条，所述外圈金属偏环和内圈偏心圆形金属片通过金属缝隙条连接，所述下层传输接地板包括矩形基底，所述矩形基底的顶部刻蚀有金属环形微带线，所述在矩形基底中金属环形微带线的左右两端刻蚀有电磁波信号输入线和电磁波信号输出线，所述矩形基底的整个底部刻蚀有矩形金属接地层，所述上层超介质板底面与矩形基底的顶面之间设置有角垫，使金属环形微带线与互补型开缝金属环之间形成空气间隙。

本实用新型的微波角位移传感器不完全由金属制作因此重量轻、体积小，基底材料上的开缝环形结构与底层环形微带线的相互作用变化直接由频率的线性移动来显示使其能感应微小的角位移变化。另外，本实用新型角位移传感器构造体积小，与被测量物不直接接触，圆形基底材料上对应的开缝金属环状能够很好地提高角位移传感器的灵敏度。

附图说明

图1为本实用新型的侧视结构示意图；

图2为本实用新型中上层超介质板的仰视结构示意图；

图3为本实用新型中下层传输接地板的俯视结构示意图。

其中，1—上层超介质板、1.1—圆形基底、1.2—互补型开缝金属环、1.3—外圈金属偏环、1.4—内圈偏心圆形金属片、1.5—金属缝隙条、2—下层传输接地板、2.1—矩形基底、2.2—金属环形微带线、2.3—电磁波信号输入线、2.4—电磁波信号输出线、2.5—矩形金属接地层、3—角垫

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明：