硅酸镓镧晶体声表面波压力传感器研究：理论与实验

"这篇论文是关于硅酸镓镧（LGS）晶体在声表面波压力传感器中的应用研究，发表于2005年的《上海交通大学学报》。作者通过微扰理论分析了LGS在双旋转平面上的压力敏感特性，探讨了压力对敏感系数的影响，并考虑了温度和机电耦合效应，优化了适用于压力传感器的切向范围。实验部分对不同欧拉角下的切向基片进行了研究，证实了谐振频率与外部压力之间的线性关系，理论预测与实验结果吻合良好。该研究为开发基于LGS的高温压力传感器提供了理论基础和技术指导。" 在这篇2005年的论文中，研究人员专注于硅酸镓镧（LGS）这种新型压电材料的声表面波（SAW）压力敏感特性。LGS因其优良的压电性能和高温稳定性，成为声表面波传感器的理想候选材料，尤其适用于高温环境下的压力测量。微扰理论是一种在复杂系统中分析微小变化对系统整体行为影响的方法，这里被用来分析LGS在双旋转平面上的压力响应。 论文展示了LGS在二维旋转平面上的压力敏感系数的等高线分布，这有助于理解材料如何随压力变化而改变其声表面波性能。此外，结合温度因素和材料的机电耦合特性，研究人员确定了最适宜用于压力传感器的晶体切向角度范围。机电耦合是指电场和机械应变之间的相互作用，对于声表面波器件的性能至关重要。 实验部分，研究者选择了欧拉角分别为0°、150°和22°的切向基片进行测试，发现谐振频率随着外部压力的增加呈线性下降，这意味着LGS晶体的声表面波特性可以有效地转化为压力读数。这种线性关系是传感器设计中理想的功能特性，因为它简化了信号处理和解调过程。 这项研究深入探讨了LGS晶体作为声表面波压力传感器的核心组件的潜力，为高温环境下的压力测量技术提供了新的解决方案。通过理论分析和实验验证，该论文为后续的LGS基压力传感器设计和制造提供了坚实的理论依据。同时，这也表明了利用先进材料和技术改进传统传感器性能的可能性，对于推动信息技术和传感器技术的发展具有重要意义。