專利名稱：應用聲表面波元件(ofw元件)的壓力傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及如權利要求1的前序部分所述的一種壓力傳感器，其中應用了以聲表面波工作的元件(OFW元件)。
類型相一致的壓力傳感器例如見1994年“IEEE Intemational FrequencyControl Symposium”《IEEE頻率控制國際會議論文集》第395至400頁。這種己知的傳感器在構成壓力接收的壓電襯底上設有2個OFW諧振器，其中一個諧振器裝在，壓力接收膜的中心，另一個在中心以外。這兩個諧振器接入兩個振蕩器的反饋回路并用作頻率調節元件。壓力作用于膜上時產生的形變引起諧振器中心頻率變化。因諧振器的諧振腔處在形變符號相反的位置，故它們的頻移同樣具有不同符號。差頻是諧振器頻移之和。測得的壓力是該差頻及溫度的一個函數。為補償溫度變化，另給OFW諧振器裝([譯注]原文為應用以聲表波工作的元件(OFW元件)的壓力傳感器。)一熱敏電阻。
這種壓力傳感器需要一有源電子線路連接OFW諧振器來做成振蕩器。此外，這種壓力傳感器并非毫無困難地可作遠距離訪問，從而限制了其可能的應用。例如，在線路連接的難于或根本不能觸及的地方，這種壓力傳感器即使能使用也是很困難的。
本發明的任務在于提供一種上述的也可由無線電遠距離訪問的無源(即沒有有源電子線路的)壓力傳感器。
通過權利要求1特征部分的措施，在本發明篇首所述那種壓力傳感器上完成了這一任務。
本發明的進一步改進見從屬權利要求。
下面根據附圖所示實施例詳細說明本發明。所示為

圖1 本發明的壓力傳感器一種實施形式的示意圖；圖2 可在圖1壓力傳感器上使用的一OFW延遲線的特殊布置。
根據圖1，在例如可用玻璃料或塑料構成的框7上有一例如用石英制成的載片1，其上裝有一反射OFW延遲線2-6，其中壓電襯底同時用作壓力傳感器的壓力接收膜片。作用于壓力接收膜片2的壓力簡略地用箭頭P表示。
這里要簡單說明一下，一反射OFW延遲線原則上由一輸入/輸出叉指式換能器以及至少一個反射器組成。輸入/輸出叉指式換能器將電信號變換成聲表面波，聲表面波進入反射器，由反射器逆反射到輸入/輸出叉指式換能器上。該被反射的聲表面波由輸入/輸出叉指式換能器逆變換成電磁信號。輸入/輸出叉指式換能器與反射器之間聲表面波的傳播時間相當于反射式OFW延遲線的延遲時間。
根據本發明，在圖1的壓力傳感器上由同時起壓力接收膜作用的壓電襯底2、輸入/輸出叉指式換能器3以及至少2個反射器4、5、6構成反射式OFW延遲線。此外，根據本發明將反射器之一(圖1中的反射器4)裝在壓力接收膜2的膨脹區內，將另一反射器(圖1中的反射器5)裝在其壓縮區內。再一個反射器6將反射式OFW延遲線的運行距離分成膨脹段和壓縮段。該反射器6最好裝在壓力接收膜2的膨脹區和壓縮區之間的中性過渡區內。在求取壓力時，把膨脹段的傳播時間或相位由壓縮段的傳播時間或相位加權相減。這時消除了溫度效應，另外還減小了線性誤差。由壓力引起的相位差與總額相加，從而提高了對壓力的靈敏度。
按本發明構成的OFW壓力傳感器作為一種無附加有源電子電路的無源裝置也可以由無線電遠距離訪問，可由天線以未詳述的方法將訪問信號饋入輸入/輸出叉指式換能器3，并可由天線發射輸入/輸出換能器3的延遲信號。反射式OFW延遲線原則上是寬帶的，也能在強干擾環境中作無線電信號傳輸。
反射器4標志著開始，因此傳感器的回答與(未示出的)訪問器的距離無關。
為避免傳感器信號可能出現的相位多重性，可在本發明的另一結構形式中附加一反射器，安裝得與己述反射器之一很靠近，從而在待探測壓力對壓力傳感器產生最大作用時，該反射器與這一相鄰反射器之間最高產生360°相移。這對于裝在壓力接收膜膨脹區和壓縮區內的反射器就能作信號分量的單一相位求值。
在圖1所示的實施例上，與反射器4相鄰地安裝了上述那種反射器8。
與上述安排不同，也可以大致將該反射器裝在反射器4和6之間的中點，這同樣能消除相位多重性。
在圖1的實施例中，出發點是將反射式OFW延遲線的各元件，即輸入/輸出叉指式換能器3以及反射器4、5、6和8裝在唯一的一個聲道上。為做到縮小壓力接收膜2，在本發明的演進中也可將一反射式OFW延遲線的各元件排列成相互不同的聲道，例如聲學上相串連的聲道。這樣的結構形式示于圖2，圖中與圖1相同的元件用同一標號。如圖2概略示出，反射器4、5和6裝在兩個聲道上，它們由大家知道的環行器9作相互聲耦合。聲波的傳播在圖2中簡略地用帶箭頭的直線10表示。在這樣一種結構上，盡管能縮小壓力接收膜的面積，便傳播時間及傳感器效果保持不變。
權利要求
1.應用聲表面波元件(OFW元件)并將之裝在壓力接收膜形變不相同的位置上的壓力傳感器，其特征在于在壓力接收膜(2)上構成有至少3個反射器(4，5，6)的反射式OFW延遲線(2-6，8)，這些反射器既分布在壓力接收膜(2)的膨脹區，也分布在其壓縮區。
2.如權利要求1所述的壓力傳感器，其特征在于用作壓力接收膜(2)的是OFW延遲線(2-6，8)的壓電襯底。
3.如權利要求1和(或)2所述的壓力傳感器，其特征在于OFW延遲線有3個反射器(4，5，6)，其中第一反射器(4)裝在壓力接收膜(2)的膨脹區，第二個反射器(5)裝在壓力接收膜(2)的壓縮區，第三個反射器(6)裝在第一和第二反射器(5，6)之間。
4.如權利要求3所述的壓力傳感器，其特征在于第三反射器(6)裝在壓力接收膜(2)的膨脹區與壓縮區之間的中性過渡區。
5.如權利要求1至4中任何一項所述的壓力傳感器，其特征在于所裝第四反射器(8)與第一、第二或第三反射器(4，5，6)靠得很近，因而在最大壓力時這些反射器(例如4，8)上反射的聲表面波之間產生的相移最大為360°。
6.如權利要求1至4中任何一項所述的壓力傳感器，其特征在于第四反射器(8)大致裝在第一、第二、第三反射器(4，5，6)中兩個反射器(4，6)之間的中心。
7.如權利要求1至6中任何一項所述的壓力傳感器，其特征在于反射式延遲線(2-6，8)的反射器(4，5，6，8)以唯一一條聲道安裝在壓力接收傳感器(2)上。
8.如權利要求1至6中任何一項所述的壓力傳感器，其特征在于反射式延遲線的反射器(4，5，6)裝在至少2個由環行器(9)耦合的聲道上。
9.如權利要求1至8中任何一項所述的壓力傳感器，其特征在于構成可由無線電遠距訪問的傳感器，其反射式延遲線(2-6，8)的一輸入/輸出叉指式換能器(3)與接收訪問信號并發射回答信號的天線相耦合。
全文摘要
本壓力傳感器具有在一壓力接收膜(2)上形成的反射式OFW延遲線(2—6),其具有的至少3個反射器(4,5,6)既分布在壓力接收膜(2)的膨脹區,也分布在其壓縮區。
文檔編號G01L1/16GK1178902SQ9712143
公開日1998年4月15日 申請日期1997年9月13日 優先權日1997年9月13日
發明者H·謝爾, G·斯科爾 申請人:西門子公司