[发明专利]一种非线性自校正的谐振型声表面波温度传感器

权利要求书

1.一种非线性自校正的谐振型声表面波温度传感器，其特征在于：包括基片(1)、叉指换能器(2)、第一金属反射栅阵(3)和第二金属反射栅阵(4)；基片(1)上中心位置处设置有叉指换能器(2)，叉指换能器(2)的一侧设置有第一金属反射栅阵(3)，另一侧设置有第二金属反射栅阵(4)，叉指换能器(2)和第一金属反射栅阵(3)之间形成第一间隙(5)，叉指换能器(2)和第二金属反射栅阵(4)之间形成第二间隙(6)；所述叉指换能器(2)两端汇流条处均连接输出引线；

基片(1)上声表面波在相速度传播方向上具有自然单向性，基片(1)上声表面波的群速度传播方向和相速度传播方向存在能流角PFA，且|PFA|≤10°；所述叉指换能器(2)、第一金属反射栅阵(3)和第二金属反射栅阵(4)的声孔径方向与相速度传播方向垂直，叉指换能器(2)汇流条方向与能流角PFA方向平行；

所述谐振型声表面波温度传感器具有低频和高频两个谐振峰：低频谐振峰的频率温度系数TCF1＝a1·T²+b1·T+c1；高频谐振峰的频率温度系数为TCF2＝a2·T²+b2·T+c2；T为温度，a1、a2、b1、b2、c1和c2为系数；

实际测温时，根据低频和高频两个谐振峰获得差值线性函数ΔTCF，ΔTCF＝TCF2-TCF1＝(b2-b1)·T+(c2-c1)，利用ΔTCF求解得到温度T。

2.根据权利要求1所述的一种非线性自校正的谐振型声表面波温度传感器，其特征在于：通过理论或试验的方法，获得两个谐振峰频率随温度的变化关系，通过函数拟合获得a1、a2、b1、b2、c1和c2。

3.根据权利要求1所述的一种非线性自校正的谐振型声表面波温度传感器，其特征在于：所述基片(1)为石英基片、LiNbO3基片、LiTaO3基片、LGS基片或LGT基片。

4.根据权利要求1所述的一种非线性自校正的谐振型声表面波温度传感器，其特征在于：所述叉指换能器(2)、第一金属反射栅阵(3)和第二金属反射栅阵(4)的材料相同，为Al、Au、Cu、Pt或金属复合材料。

5.根据权利要求1所述的一种非线性自校正的谐振型声表面波温度传感器，其特征在于：所述叉指换能器(2)、第一金属反射栅阵(3)和第二金属反射栅阵(4)的金属化比相等，金属化比为0.1-0.6。

6.根据权利要求1所述的一种非线性自校正的谐振型声表面波温度传感器，其特征在于：所述叉指换能器(2)、第一金属反射栅阵(3)和第二金属反射栅阵(4)采用沟槽结构。

7.根据权利要求1所述的一种非线性自校正的谐振型声表面波温度传感器，其特征在于：所述叉指换能器(2)能够加权，以抑制声波衍射效应带来的横向模式，提高器件Q值，加权函数为余弦函数、三角函数、汉明函数、反余弦函数或者小波函数。

8.根据权利要求1所述的一种非线性自校正的谐振型声表面波温度传感器，其特征在于：第一间隙(5)和第二间隙(6)宽度分别为所述叉指换能器(2)电周期的0.25-2.5倍。

9.根据权利要求1所述的一种非线性自校正的谐振型声表面波温度传感器，其特征在于：所述第一金属反射栅阵(3)和第二金属反射栅阵(4)的同步频率相同，为叉指换能器同步频率的0.95-1.05倍。

10.根据权利要求1所述的一种非线性自校正的谐振型声表面波温度传感器，其特征在于：所述第一金属反射栅阵(3)和第二金属反射栅阵(4)均与叉指换能器(2)平行。