声表面波传感技术及应用

课程编码：070200M02029H 英文名称：Surface Acoustic Wave Sensing Technology and Application 课时：30 学分：2.00 课程属性：一级学科普及课 主讲教师：王文等

本课程为二级学科信号与信息处理学的专业普及课。本课程陈述基于声表面波技术的新型传感技术的敏感机理及典型应用，涉及到物理学、化学、测试计量学、电子学及生物学等众多学科，因而该课程属于综合性课程。
通过该课程的学习，要求学生掌握声表面波传感器的基本理论、主要性能及其特点，熟悉传感器测量电路以及传感器在检测中的实际应用，培养学生的科研思路、综合运用理论知识的能力与实践动手的能力，扩大学生的知识领域，提高学生在今后的研究工作中应用交叉学科的知识和技能分析问题、解决问题的能力。

高等数学、普通物理

第一章 绪论
（教学重点：介绍计算声表面波激发及传播理论与基本特性、声表面波传感器结构组成及普遍性机理，以及课程总体安排和要求。） 3学时 王文
第1节 声表面波激励与传播理论
第2节 声表面波传感理论基础
第二章 声表面波气体传感器
(教学重点：介绍计算声表面波气体传感器的功能结构、敏感机理及应用。 ) 9学时 王文
第1节 原理与关键技术
第2节 声表面波功能结构设计与制备
第3节 气敏材料响应机制及其设计
第4节 声表面波气敏机理
第5节 声表面波气体传感器应用
第三章 声表面波压力传感器
(教学重点：声表面波压力传感器是声表面波传感器的一个典型应用。本章主要介绍声表面波压力传感器的工作原理与典型结构，特别是介绍了其无线无源压力传感应用。) 6学时 王文
第1节 声表面波压力传感器应用前景与国内外研究水平
第2节 声表面波压力传感器件结构与工作机理
第3节 声表面波压力传感机理
第4节 声表面波压力传感器件优化设计与制备方法
第5节 无线无源声表面波传感结构及设计
第6节 声表面波压力传感器应用
第四章 声表面波陀螺仪
（教学重点：首先介绍声表面波陀螺仪的应用背景，并从理论上给出声表面波陀螺仪的工作原理即声表面波陀螺效应。以结合金属点阵的声表面波陀螺仪结构，给出了相应敏感机理分析、功能结构优化设计、传感器实验结果以及该研究的最新进展。) 3学时 王文
第1节 应用背景
第2节 声表面波陀螺效应
第3节 驻波模式声表面波陀螺结构及其设计与制备
第4节 行波模式声表面波陀螺结构及其设计与制备
第五章 声表面波加速度传感器
（教学重点：利用声表面波传播理论及有限元方法给出悬臂梁式加速度传感器的敏感机理及机构优化的理论分析，进而分析梁结构参数对传感响应的影响，从而实现传感器整体结构的优化。并以此为基础，介绍声表面波加速度传感器的应用。） 3学时 王文
第1节 悬臂梁的应力分析和传感原理
第2节 声表面波加速度计模型
第3节 梁式声表面波加速度传感器的优化设计
第4节 梁式声表面波加速度传感器的信号处理技术
第5节 声表面波加速度传感器应用
第六章 声表面波温度传感器
（教学重点：介绍如何利用压电晶体线性的热膨胀效应实现对温度的高灵敏检测，特别是无线无源的检测方法的实现。） 3学时 王文
第1节 传感机理
第2节 典型结构与方法
第3节 延迟线型无线无源温度传感器设计
第4节 谐振器型无线无源温度传感器设计
第5节 典型应用
第七章 其他新型声表面波传感器
（教学重点：介绍随着新材料、新技术的发展所出现的新型声表面波传感器的基本原理、基本结构及研究进展等。） 3学时 王文
第1节 声表面波结冰传感器
第2节 声表面波振动传感器
第3节 高温声表面波传感器

王文，博士，德国洪堡学者，中科院声学所研究员，博士生导师，中科院高层次人才-B，中科院骨干人才特聘研究员，IEEE高级会员，曾获德国洪堡基金会科研成就奖、北京市科技进步奖、军队科学技术奖、中国分析测试协会科学技术奖、中国产学研合作创新奖及中科院朱李月华优秀教师奖。研究兴趣包括先进声学信号处理与传感器件技术，承担相关国家及省部级科技项目近40项，发表科技论文230余篇，专利60余项。