声表面波传感器在汽车电子领域的潜在应用研究*

李志鹏, 孟 旭, 王国锐, 赵青青

(1.东北林业大学 交通学院,黑龙江 哈尔滨 150040； 2.黑龙江东方学院 机电工程学部, 黑龙江 哈尔滨 150066)

0 引 言

1965年,因特尔(Intel)公司创始人之一的戈登·摩尔提出了摩尔定律,该定律指出当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件数目每隔18～24个月就会增加一倍,集成电路的性能也会提升一倍。这一规律一直持续了40年,直到2010年以后才开始有所放缓。摩尔定律揭示了信息技术,尤其是计算机技术的进步速度。而汽车电子直接受益于计算机处理/储存性能的提升。这些提升不仅促进了汽车电子相关系统的发展与完善,也推动了高性能汽车传感器的研发。

20世纪90年代初期,基于声表面波(surface acoustic wave,SAW)原理的各种物理量传感器被陆续研发出来[1～5]。无源无线型SAW传感器在工作过程中无需供电电源与数据传输线路,特别适合在恶劣环境下(高/低温、高湿度、强辐射等)或者有线连接存在测量困难的可移动零部件上。所以,汽车传感器领域与SAW传感器有着非常好的契合度。除此之外,每年在汽车领域中所使用的各种物理量传感器(温度、压力、湿度、扭矩、加速度、气体浓度等)数量巨大,这也符合SAW器件可大批量生产、制造成本低廉的特点。

本文首先从压力与温度、扭矩与温度两种已有基于SAW原理的无源无线汽车传感器原型入手,分析其工作原理、结构特点,当前处于何种研究阶段,并以此提出其他类型的SAW传感器在汽车电子领域内的潜在应用,最后提出相应建议与展望。……