1、基于聲表面波器件的扭矩檢測研究重慶大學碩士學位論文（專業(yè)學位）學生姓名：陳泓霖指導教師：李偉副教授學位類別：工程碩士（儀器儀表工程領域）重慶大學光電工程學院二O一五年五月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要種植義齒是近年來發(fā)展起來的新型口腔修復體技術，它是一種骨支持式義齒技術，更接近天然牙齒的傳力方式。由于其具有良好的穩(wěn)定性、美觀舒適性以及適應癥廣泛等特點，被廣泛應用于口腔臨床治療中，用以解決許多常規(guī)義齒難以解決的疑難修復臨床病例。在種植

2、義齒的過程中，種植體的穩(wěn)定性直接關系到種植義齒的成功率，所以需要定期監(jiān)測種植體的穩(wěn)定性。目前，口腔臨床應用中常用的共振頻率分析法只能反應種植體的抗側向力能力，還不能反應種植體的抗扭轉能力。因此，研究能夠反應種植體的抗扭轉能力的非破壞性的扭矩檢測方法非常有意義。聲表面波(SAW)器件因其所具有的獨特優(yōu)勢而被廣泛使用于各種傳感器中。本論文介紹了SAW器件的原理和結構，SAW器件檢測扭矩的原理，并在此基礎上選擇了單端型SAW諧振器（中心頻率4

3、33.92MHz）作為扭矩檢測系統(tǒng)的傳感元件。采用具有檢測通道和參考通道的雙通道差分結構的混頻檢測法，設計了包含SAW振蕩電路、混頻器、低通濾波器、整形電路以及電源電路的SAW信號檢測電路。在調試電路時，發(fā)現(xiàn)測試通道存在頻率跳變現(xiàn)象。經過分析發(fā)現(xiàn)是由于SAW器件的相頻特性曲線中存在多個滿足振蕩平衡條件的相位零點引起的。在測試時，只要調節(jié)檢測通道的振蕩電路參數(shù)，使其相頻特性曲線在振蕩頻率變化范圍內的斜率為負數(shù)且只存在唯一的一個相位零點，就

4、可以避免頻率跳變現(xiàn)象的出現(xiàn)。利用SAW器件的信號檢測電路、數(shù)字示波器、金屬傳感軸、便攜式電子稱和扳手，搭建了一個基于SAW諧振器的扭矩檢測系統(tǒng)，分別研究了SAW諧振器沿金屬傳感軸的軸線方向和與軸線成45o角方向的兩種粘貼方式對扭矩測量的影響。結果表明：基于SAW諧振器的扭矩檢測系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對金屬傳感軸扭矩的檢測，扭矩與SAW諧振器的頻率呈線性關系；SAW諧振器沿著軸線方向粘貼的檢測靈敏度要優(yōu)于與軸線成45o角方向粘貼。本課題所制作的實驗