扭矩是反映回轉(zhuǎn)動力傳輸系統(tǒng)工作狀況的重要參數(shù)之一，是實現(xiàn)各種機械產(chǎn)品開發(fā)、質(zhì)驗、工況監(jiān)測及優(yōu)化控制等必不可少的參數(shù)。扭矩測試在汽車、船舶、飛機等領(lǐng)域中擁有廣泛應(yīng)用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，非接觸、無源化、小型化、適應(yīng)復(fù)雜測試環(huán)境等已成為扭矩測量的發(fā)展趨勢。

　　論文首先從聲表面波諧振器的工作機理入手，介紹了扭矩傳感器測試系統(tǒng)的組成，并分析了用于扭矩測試的SAWR的特性。本文采用諧振型聲表面波傳感器測量轉(zhuǎn)軸扭矩變化，與一般應(yīng)變型扭矩傳感器一樣，通過測量與軸線成和方向上的應(yīng)變來實現(xiàn)對扭矩的測量。單端口諧振型聲表面波傳感器接收中心頻率為器件固有頻率的激勵信號之后，將作用后的回波信號通過天線返回接收端，測得回波信號頻率即可獲得此時的扭矩值。因此，性能良好的SAWR對于提高測試系統(tǒng)的測量精度非常重要。

　　軸的扭矩測量一直是個較難解決的問題。SAW傳感器由于其無源和無線測量的特點，恰好避免了一般有源傳感器在軸的扭矩測量中能量和信號難以傳輸?shù)娜秉c。本文中，我們將闡述SAW扭矩傳感器的設(shè)計、結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的無線測量系統(tǒng)。

　2聲表面波扭矩傳感器測量原理及系統(tǒng)組成

　　聲表面波扭矩傳感器是應(yīng)變型傳感器的一種，通過聲表面波諧振器感應(yīng)彈性軸體表面的剪切應(yīng)變，從而引起作用于聲表面波器件回波信號的頻率偏移，進(jìn)而獲得扭矩的被測值。

　　2.1SAW傳感器工作原理

　　目前常用的SAW傳感器的核心器件是SAW振蕩器，SAW傳感器的工作原理就是利用SAW振蕩器對各種物理、化學(xué)及生物被測量的敏感作用而引起的頻率化來實現(xiàn)對被測量的精確檢測。

　　SAW振蕩器通常分為延遲型（SAWD）和諧振型（SAWR）兩種。延遲線型振蕩器由兩個叉指換能器（IDT）的中心距決定相位反饋并由IDT的選頻功能產(chǎn)生固定的振蕩頻率。諧振型則由左右兩個反射柵陣列構(gòu)成諧振腔，聲表面波在左右反射柵之間反射、疊加形成駐波。SAWD及SAWR的結(jié)構(gòu)如圖1、2所示。

　　圖1延遲線型振蕩器

　　圖2諧振型振蕩器