LC型无源无线传感器通过特定的绕组堆叠电感器实现多参数监控

在物联网应用领域，LC型无源无线传感器由于其长使用寿命、低成本、小型化以及易于安装等优势，受到了广泛关注。它们常用于测量密封环境中的各种参数，例如压力、应变、温度、湿度、阈值g值以及pH值等。然而，传统的LC型传感器设计主要适用于单一参数的监测。对于大多数应用而言，能够同时监测多个参数是十分理想的。这推动了多参数监控技术的研究与开发。 为实现多参数监控，必须保持传感器芯片面积尽可能小，这通常意味着需要对电感器进行多层堆叠。但这种堆叠方式会因电感器之间的强耦合效应导致传输信号相互影响。本研究提出了一种特别设计的绕组结构，用于实现最小化的互感效应。通过部分电感理论分析，验证了这种新电感结构可以有效抑制两层堆叠电感器之间的互感。 文章中提到的仿真结果表明，通过特定绕组堆叠电感器并连接可变电容，可以实现对两层堆叠电感器之间的互感大幅度抑制。这一现象也通过多层印刷电路板(PCB)电感得到了验证。研究者们将电容型温度和压力传感器与两层堆叠电感器相连，成功实现了温度和压力的同步测量。 实验结果表明，温度传感器的灵敏度约为41.67kHz/°C，测量范围在-20°C到100°C之间；压力传感器的灵敏度约为-133.33kHz/kPa，测量范围在50kPa到110kPa之间。这些数据揭示了通过特殊绕组结构的LC型无源无线传感器在多参数监控方面所具备的潜力。 在研究中所提及的“coaxially aligned”指的是电感器的同轴对齐方式，这种方式对于实现堆叠电感器的互感最小化至关重要。文章中所用的“partial inductance theory”是研究单个电感器部分电感的理论，它帮助研究者分析了电感器间互感效应并找到抑制方法。 此外，该研究展示了利用LC型无源无线传感器进行多参数测量的一个实际案例，这在物联网设备安装中提供了可行性。这种传感器的应用不仅限于简单的环境监测，还能扩展到如工业自动化、健康监护、农业监测等多种场景，为物联网设备的多样化功能提供了新的可能性。 总结来说，LC型无源无线传感器通过特定的绕组堆叠电感器来实现多参数监控是一项突破性的技术，它不仅解决了传统传感器在多参数监测上的限制，还提供了一个小型化、高灵敏度的解决方案，为未来物联网技术的发展打开了一扇新的大门。随着物联网技术的不断成熟，预计LC型无源无线传感器将在智能传感网络中扮演更加重要的角色。