胶层对声表面波扭矩传感器特性影响分析

来源：上海理工大学学报杂志2021年第1期北京时间：

作者：胡胜，屈少青，陈炜，范彦平

单位：国网湖南省电力有限公司 电力科学研究院，长沙 410007,国网湖南省电力有限公司 长沙供电分公司，长沙 410007,国网湖南省电力有限公司 电力科学研究院，长沙 410007,上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093

摘要：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。

关键词：胶层;声表面波;扭矩;传感器;微扰理论;响应时间

基金资助：国家自然科学基金青年科学基金资助项目（51705326）