CN1708181A - 减小射频询问的表面声波与外部主体的耦合 - Google Patents
减小射频询问的表面声波与外部主体的耦合 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1708181A CN1708181A CN200510073324.9A CN200510073324A CN1708181A CN 1708181 A CN1708181 A CN 1708181A CN 200510073324 A CN200510073324 A CN 200510073324A CN 1708181 A CN1708181 A CN 1708181A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- saw sensor
- electrical connector
- perforation
- pin
- connector pin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 9
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 claims abstract description 73
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 16
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims 2
- 239000011469 building brick Substances 0.000 description 17
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 15
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 208000035126 Facies Diseases 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 230000001808 coupling effect Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L9/00—Measuring steady of quasi-steady pressure of fluid or fluent solid material by electric or magnetic pressure-sensitive elements; Transmitting or indicating the displacement of mechanical pressure-sensitive elements, used to measure the steady or quasi-steady pressure of a fluid or fluent solid material, by electric or magnetic means
- G01L9/0001—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means
- G01L9/0008—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations
- G01L9/0022—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a piezoelectric element
- G01L9/0025—Transmitting or indicating the displacement of elastically deformable gauges by electric, electro-mechanical, magnetic or electro-magnetic means using vibrations of a piezoelectric element with acoustic surface waves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C23/00—Devices for measuring, signalling, controlling, or distributing tyre pressure or temperature, specially adapted for mounting on vehicles; Arrangement of tyre inflating devices on vehicles, e.g. of pumps or of tanks; Tyre cooling arrangements
- B60C23/02—Signalling devices actuated by tyre pressure
- B60C23/04—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre
- B60C23/0408—Signalling devices actuated by tyre pressure mounted on the wheel or tyre transmitting the signals by non-mechanical means from the wheel or tyre to a vehicle body mounted receiver
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L19/00—Details of, or accessories for, apparatus for measuring steady or quasi-steady pressure of a fluent medium insofar as such details or accessories are not special to particular types of pressure gauges
- G01L19/14—Housings
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
本发明公开了用于减小带射频(RF)询问的基本表面声波(SAW)的传感器与外部主体的耦合的方法和装置。耦合以及由此的传感器元件的电力负载通过将SAW传感器元件的一个终端连接到导电外壳上而被减小。对SAW传感器元件的另外终端的电连接经由通过导电外壳的电绝缘连接而被提供。
Description
技术领域
本发明大体涉及作为嵌入式传感器使用的基于表面声波(SAW)的设备。尤其是，本发明涉及对该设备的增强；具体而言是基于SAW的设备，其解决了该设备中的操作统计离差(statistical dispersion)以保证一致操作。
背景技术
电子设备与气胎和车轮结构的结合具有许多实用的优点。轮胎电子设备可以包括传感器和其它部件，所述传感器和其它部件用于传递轮胎识别参数并且也用于获得关于轮胎各种物理参数，例如温度，压力，胎面磨损，轮胎转数，车速等的信息。该性能信息可以有助于监视和警报系统，甚至可能与反馈系统一起使用以调节适当的轮胎参数。
与轮胎结构集成的电子系统所提供的另一潜在可能性对应于为商业车辆应用提供财产跟踪和性能特性。商业车队，航空飞行器和推土/采矿车辆都是可以利用轮胎电子系统和相关信息传输的可行的领域。射频识别(RFID)标记可以用于为给定的轮胎提供唯一的识别，并能够跟踪轮胎。轮胎传感器可以确定车辆中的每个轮胎已经行驶的距离从而有助于该商业系统的维护计划。对于诸如那些涉及推土-采矿设备的昂贵应用，车辆位置和性能可以被优化。
近来理想地用于某些轮胎电子系统以确定关于轮胎或车轮组件的各种参数的一种特别类型的传感器或者条件响应装置是一种声波设备，例如表面声波(SAW)设备。由于SAW设备是敏感的，使用很少的能量，并且能够在便于以无线方式传递信息的RF频率下工作，因此它们具有用于某些传感器应用的理想性能。SAW设备可以包括由沉淀再在压电衬底上的梳状电极组成的至少一个共振器元件。
当电输入信号被应用到SAW设备时，选择的电极导致SAW起到转换器的作用，从而将输入信号转换为衬底中的机械波。SAW中的其它结构反射机械波和产生电输出信号。这样，SAW起到类似于机电共振器的作用。来自于SAW设备的输出信号的变化，例如输出信号的频率、相和/或幅度的变化，对应于SAW设备传播路径中的变化特性。在一些SAW设备的实施例中，被监视的设备频率及其任何变化提供了充分的信息以确定诸如SAW设备受到的温度和应变这样的参数。
关于RFID技术和SAW设备的另外背景信息可以通过参考序列号为10/697576、申请日为2003年10月30日、名称为“带有数字数据传输功能的声波设备(Acoustic Wave Device With Digital DataTransmission Functionality”的待审且共同持有的美国专利申请而获得，上述申请的内容包含于此以作参考。
在SAW设备在轮胎相关应用中的常规实施中，SAW传感器传输关于待检测的参数的信息。然而，常常遇到的情况是在射频传输系统，尤其是低功率系统中，由该主题设备的放置在工作环境中引起的环境条件具有以前未认识和未解决的问题。尽管诸如SAW传感器这样的声波设备在轮胎电子系统中的各种实施已经得到了发展，并且尽管信息的各种组合已经使用传统技术无线地从轮胎或车轮组件被传输，但是还没有出现通常包含如随后根据该主题技术提出的所有理想特性的设计。
发明内容
鉴于在现有技术中遇到的并由本主旨解决的公认特征，用于减少在基于SAW的设备的交指型的测试和校准的中减少变化的改进方法已经得到了发展。应当注意尽管本公开余下的原理部分可以表示与轮胎或车轮结构集成的基于SAW的设备的使用，但是该使用并不意味着表示对本技术的限制，这是因为，实际上，该设备都可以与各种其它设备或元件甚至是分立的环境传感器组合使用。
在典型的构造中，基于SAW的设备可以包括作为振荡器/放大器中的反馈元件被连接的声波设备并且可以进一步与天线元件耦合，从而形成有源发送器布置。所述声波设备确定由该有源发送器产生的载波频率(或多个频率)，因此，所述发射的RF信号的频率(或多个频率)代表一个或多个检测的参数，并且所述声波设备本身起到传感器的作用。同时，发射信号的幅度可以通过连接到振荡器/放大器的单独电路来控制。
在它们的更简单的一个形式中，来自基于SAW的设备的发射信号在一个定时序列中被接通和切断，但是其它的幅度调制方法也是可能的。信息传输技术的积极方面包括电路的简化和能量的节约。例如，不是要求轮胎中的电路系统测量检测的参数，而是将它们转换为数字格式，并且在传输的数字流中对它们进行编码，检测的参数信息通过发射的射频信号被传递。该技术通过调制发射信号的幅度而提供了无论复杂或简单的其它预期信息的传输。该电路构造能够积极地将信息的组合从集成的轮胎电子设备发送到远程接收器位置。所述信息的组合可以对应于由声波设备检测的物理参数以及叠加在RF信号上的数字数据，所述RF信号由所述声波设备通过选择性地接通和切断放大器而发出。
该类型设备的另一个积极方面在于通过电子组件传输的信息类型被赋予了多功能性。该信息可以包括关于诸如轮胎或车轮组件的温度和压力这样的参数的检测信息。其它信息可以包括唯一标记识别，行驶距离，轮胎转数，车速，胎面磨损程度，轮胎偏转量，作用于轮胎上的静态或动态力的大小等的选择组合。部分地因为微控制器可以构造成在来自电子组件的RF输出信号(一个或多个)上调制任何类型的期望数据和该主题外部耦合减小方法能够最小化由基于SAW的设备紧靠轮胎结构，车轮结构，或其它元件或设备放置或放置在其内部而产生的影响，因此许多不同类型的信息是可能的。
认识到与基于SAW的设备相关的上述积极方面，本主旨认识和解决了这样的事实，即仍然存在并未减少的与该设备相关的消极方面。这些方面中的重点在于SAW设备以极低的功率电平传输信号能量。尽管当考虑工作能量要求时该低信号电平可以被看作积极的方面，但是与其它方面相关联的这些低电平对数据接收，恢复和精确性提出了挑战。更具体而言，常常与不利的工作条件和环境相联系，在该低信号电平下基于SAW的SAW设备的工作可能产生容易受到外部条件和紧靠该设备的元件影响的信噪比(S/N)，从而可能损害报告的检测数据的精度。
根据本主旨的某些实施例的方面，已发展了多种方法以用于减小外部条件和最接近物体对基于SAW的设备精度的影响。更特别地，已经发展了多种方法以用于减小观察到的从一个基于SAW的设备到另一这样的设备的操作统计离差，所述操作统计离差由将该装置结合到轮胎结构或其它外壳、容器或结构或元件之中、之上或附近而引起。
根据本主旨的其它实施例的方面，已经发展了多种方法以用于减小外部条件和元件对来自基于SAW设备的信号频率报告数据的精度的任何影响，其中SAW元件作为传感器并且天线元件直接连接到SAW传感器。
根据本主旨的其它实施例的进一步方面，已经提供了多种方法以用于减小可能由天线元件与SAW传感器的直接连接引起的外部条件和元件施加到SAW传感器上的电力负载。
为达到上述目的，本发明提供一种制造基于表面声波的传感器的方法，包括以下步骤：提供表面声波传感器元件，所述表面声波传感器元件具有第一和第二电终端；提供导电外壳；提供具有第一和第二端部的第一馈送贯通电连接销，所述第二端部穿过所述导电外壳的一部分；提供所述第一馈送贯通电连接销和所述导电外壳之间的电绝缘；将所述第一馈送贯通电连接销的第二端部连接到所述表面声波传感器的第一电终端；和将所述表面声波传感器的第二电终端连接到用于屏蔽的所述导电外壳。
本发明还提供一种减小射频询问的基于表面声波的传感器与外部主体的耦合的方法，包括以下步骤：提供表面声波传感器元件，所述表面声波传感器元件具有第一和第二电终端；提供导电外壳；提供具有第一和第二端部的馈送贯通电连接销，所述第二端部穿过所述导电外壳的一部分；提供所述馈送贯通电连接销和所述导电外壳之间的电绝缘；将所述馈送贯通电连接销的第二端部连接到所述表面声波传感器的第一电终端；将所述表面声波传感器的第二电终端连接到所述导电外壳；提供具有第一和第二端部的天线元件；和将所述天线元件的第一和第二端部连接到所述馈送贯通电连接销第一端部。
本发明再提供一种表面声波传感器，包括：具有第一和第二电终端点的表面声波传感器元件；围绕和封装所述表面声波传感器元件的导电金属外壳；穿过所述导电金属外壳的馈送贯通导电销，所述馈送贯通导电销具有第一端部和第二端部；围绕所述馈送贯通导电销的一部分的介电密封件；将所述馈送贯通导电销的第一端部连接到所述表面声波传感器元件的第一电终端点的第一电连接器；和将所述所述表面声波传感器元件的第二电终端点连接到所述导电金属外壳的电连接。
这里的详细描述阐述了本主旨的另外方面，或者本领域的普通技术人员从这里的详细描述可以明显看出本主旨的另外方面。而且，应当进一步理解对于这里具体所示、涉及和讨论的特征和步骤的修改和变化可以在不同的实施例和本主旨的使用中实现而不超出本主旨的精神和范围。变化可以包括但不限于对那些所示的、参考的或论述的等价手段、特征或步骤的替换，以及各种部分、特征、步骤等的功能的、操作的或位置的颠倒。
进一步地，应当理解本主旨的不同实施例和当前不同的优选实施例可以包括当前公开的特征、步骤或元件或它们的等价物的各种组合或构造(没有清楚地显示在图中或在这些图的具体描述中陈述的包括特征、部分或步骤的组合或其构造)。本主旨的附加实施例并不一定在该概述部分表达，其可以包括和包含上面总结中提及的特征、部件或步骤的方面的组合和/或在本申请中另外论述的其它特征、部件或步骤的方面的组合。根据说明书的其余部分的论述，本领域的普通技术人员将更加理解这些和其它实施例的特征和方面。
附图说明
包括最佳方式的本主旨对本领域普通技术人员的完全和授权公开在说明书中进行了阐述，该说明书参考附图，其中：
图1图示了根据已知惯例的询问器和安装在轮胎中的基于SAW的设备之间的操作关系；
图2示出了本主旨的方法所应用的基于SAW的设备的基本构造；
图3示出了基于SAW的设备的当前已知的基本外壳构造的一个典型构造；和
图4示出了本主旨对类似于图3中所示的基于SAW的外壳和设备的一个典型应用。
在整个本说明书和附图中参考标记的重复使用意味着表示本发明的相同的或类似的特征或元件。
具体实施方式
如发明内容部分所述，本主旨尤其特别地涉及用于减小外部条件和最接近物体对基于SAW的设备的精度的影响的方法。尤其是，已经发展了一种方法以用于减小射频(RF)询问的SAW设备与外部主体的耦合。
该公开技术的方面的选择组合对应于本主旨的多个不同实施例。应当注意这里所涉及或论述的每个典型实施例不应当被理解成对本主旨的限制。作为一个实施例的一部分所示或所述的特征或步骤可以与另一个实施例的方面组合使用以产生进一步的实施例。另外，某些部件可以与执行相同或类似供能的未明确提及的设备或部件互换。
现在将详细参考当前优选实施例的该主题电子组件。现在参考附图，图1示出了带有无源工作电子组件的已知轮胎监视系统的方面，包括条件响应设备，例如表面声波(SAW)传感器。轮胎结构10可以包含条件响应设备12以监视各种物理参数，例如轮胎或相关车轮组件中的温度或压力。该条件响应设备可以包括至少一个共振型传感器，例如表面声波(SAW)共振器或体声波(BAW)共振器。根据本技术应当理解条件响应设备可以对应于任一特定类型的传感器或任何可在商业上获得的声波传感器或在合适的一个或多个频率共振的其它类型的传感器。带有图1的条件响应设备12的所述无源工作组件可以由远程能量源激励。因此，数据采集收发器14典型地同时带有发送器和接收器以与条件响应设备12通信。从收发器14的天线20发射到轮胎10中电子组件的RF脉冲16激发SAW设备，然后该SAW设备可以存储该能量中的一些并且在每个激励RF脉冲结束时将信号发送回收发器。
仍然参考图1，收发器14发射询问信号16，该询问信号16欲在其固有振荡的频率(共振频率)激励给定的条件响应设备12从而激发脉冲之后，条件响应设备12中的每个共振元件辐射激发期间储存的能量。该辐射能量的峰值水平在条件响应设备12中共振元件的各个共振频率下发生。然后该信号在收发器14中被接收。通过监视从条件响应设备12发回的信号的频率变化，能够确定对应于轮胎结构10中预选条件(一个或多个)的信息。
根据本发明的方面，可以使电子组件除了传输仅由条件响应设备本身检测的参数之外还传输其它信息。现在参考图2，其显示了用于监视轮胎结构或相应轮胎组件中预定条件的电子组件12。电子组件12可以以多种方式与轮胎结构结合而被提供。例如，电子组件12可以附加到轮胎结构的内部或者相对于车轮组件的其它位置。可选择地，电子组件12可以嵌入轮胎结构本身中。更进一步地，电子组件12可以封装到带有合适介电性能的弹性材料中，而该弹性材料然后又粘附到或嵌入轮胎结构中。电子组件12也可以以多种方式被封装并且可以附加到车轮组件，阀杆，或允许诸如关于轮胎的温度和压力这样的环境条件的基本精确测量的任何其它位置。根据电子组件12的各种可能位置，根据本主旨应当理解与轮胎结构或车轮组件“集成的”条件响应设备欲包括所有这样的可能位置和本领域的普通技术人员的眼界内的其它位置。
电子组件12优选地包括条件响应设备22，例如基于声波技术的传感器，其能够检测关于给定轮胎条件的各种信息，例如温度和压力。根据本发明的实施例使用的条件响应设备的特定例子是由TRANSENSE TECHNOLOGIES，PLC开发的SAW设备。该SAW设备的特定方面公开于出版的美国专利申请No.10/057460中，该申请被包含于此以作参考。该SAW设备包括至少三个共振器元件，每个在不同的共振频率下工作。对于环境条件的给定组合可以同时辐射的三个不同的共振频率的一个特定例子为433.28MHz，433.83MHz和433.26MHz。每个共振稍微响应一个或多个待检测的参数而变化。组合的三个共振器元件产生了提供足够的信息来确定轮胎中温度和压力水平的条件响应设备。用于该多个共振器元件的共振频率优选地设计成使得在轮胎中的任何压力或温度条件下相邻共振频率之间的距离总是大于共振器带宽。
条件响应设备22可以被构造成单端口设备并带有连接到该单端口的两个或多个物理连接点48，48’。增益电路28通过该电连接连接到条件响应设备的输出端口。条件响应设备22和增益电路28的组合形成了振荡器电路。条件响应设备22形成该振荡器工作所需的反馈元件。增益电路28被构造成提供足够的放大，从而使总环路增益大于或等于一，因此保证正反馈和有效的振荡器工作。增益电路也被设计成使得通过增益电路28和条件响应设备22的总相位偏移是三百六十(360)度的整数倍，因此导致条件响应设备22中的每个共振器元件的同时振荡。增益电路28可以被设计成具有多个不同电路构造，并且可以由单放大器元件(例如运算放大器，场效应晶体管(FET)，双极结晶体管(BJT)，或其它类型的晶体管)或集成电路提供，所述集成电路例如包括可选择地与其它有源和/或无源部件组合的放大器元件，所述有源和/或无源部件诸如但不限于电阻器，电感器，二极管，电容器，晶体管和其它需要执行有效振荡所需的正反馈和合适相位偏移的组合的其它部件。由增益电路28和条件响应设备22实现的振荡器的另外典型构造是考匹兹(Colpitts)振荡器，其对于本领域的普通技术人员来说是公知的。
天线也可以连接到条件响应设备22的输入端口以便于输出信号从那里发射。通过将由条件响应设备22和增益电路28形成的振荡器连接到天线，形成了发送器。例如，两个天线引线26a和26b可以组合地被提供以充当用于条件响应设备22的双极天线。天线引线26a和26b可以具有为预期辐射性能优化的各自的直线或弯曲构造和长度。根据本主旨应当理解诸如单极天线，环形天线，螺旋天线 或本领域普通技术人员眼界内的其它天线的天线构造的使用也在本发明的精神和范围内。
仍然参考图2，控制元件30也可以连接到增益电路28以提供用于选择性地接通和切断振荡器的机构，从而将数字数据流叠加到从天线元件26a和26b实现的天线辐射的RF信号上。通过选择性地控制对增益电路28的工作功率，在条件响应设备22中数据被有效地调制。提供诸如ON/OFF调制的控制元件30可以对应于带有任选各种程度的功能的微控制器。特定信息可以被存储在与微控制器有关的自带的存储器中，并且表示该特定信息的输出信号可以与增益电路28的输入相结合以调制由条件响应设备22辐射的RF信号上的特定数据。在本发明的其它实施例中，控制元件30可以对应于射频识别(RFID)芯片。RFID芯片常常包括其自身的微控制器，该微控制器可以被用于选择性地控制控制元件30和增益电路28之间的连接。RFID微控制器可以具有限功能的特征，因此在该情况下附加控制元件的提供在本发明的精神和范围内。
如前所述，本技术的一个方面在于该主题基于SAW的组件可以传输信息的组合。从典型的电子组件12辐射的数据信号可以携带两个独立信息流。第一信息流是由ON/OFF调制实现的数字信息，所述ON/OFF调制通过控制元件30与增益电路28的连接而提供。第二信息流由条件响应设备22的共振频率确定(其取决于待检测的物理参数)。
如前所述，在一些构造中，条件响应设备22可以包括多个共振器元件，每个共振器元件构造成在稍微不同的共振频率下工作，并且这些频率中的每个将取决于传感器在监视的物理条件的状态(一个或多个)而稍微变化。通过监视这些不同共振频率的值，关于温度，压力或关于轮胎的其它条件的信息被插入。例如，在一个典型的具有三个各自共振器元件的SAW传感器实施例中，一个共振频率可以被插入以代表给定的压力值，温度值可以从其它两个共振频率的差值被插入。
再次参考图2，电子组件12可以任选地构造成有源组件，由此电源32可以被提供以用于为组件12的被选组件供能，例如增益电路28和控制元件30。在一些实施例中，电源34可以是电池，例如但不限于可再充电电池。在其它实施例中，电源34可以是内部能量产生设备，例如包括构造成将来自轮胎旋转的机械能转换为可以存储于其中的电能的压电元件。用于本主旨的能量产生设备的一个例子公开于当前待审的美国专利申请No.10/143535中，该申请的名称为“使用压电光纤组合从旋转轮胎的机械能产生电能的系统和方法(System and Methodfor Generating Electric Power from a Rotating Tires’Mechanical EnergyUsing Piezoelectric Fiber Composites”，其作为参考而包含于此。在电源32不作为电子组件12的集成部件而提供的其它应用中，能量可以感应地从车轮拱板(wheel well)被耦合到轮胎中的电子组件或者可以另外地利用整流的RF能量。应当理解可以使用任何类型的特定电源，同时仍然在本主旨的精神和范围内。
参考图3，其示出了已知的轮胎压力监视系统(TPMS)传感器40的一个典型构造，该传感器的类型与前面论述的温度和压力监视声波型设备类似。在一个典型的布置中，图3中的TPMS传感器40包括通过分立安装柱46，46’安装在金属外壳44中的SAW设备42。为了提供天线元件26a，26b以及监视系统的其它部件与SAW传感器42的电连接，一对导电金属馈送贯通销48，48’经由通过金属外壳44一个壁的介电玻璃密封件50，50’被插入。连接线52，54将金属销48，48’在金属外壳44内部的端部连接到SAW传感器42的合适终端，从而完成与天线元件26a，26b的电连接。
图3中所示的当前已知的轮胎压力监视系统传感器40的馈送贯通销布置关于封装而电漂移。也就是说，在馈送贯通销和容纳传感器40的外壳之间没有固定的电压关系。已发现该电漂移在SAW传感器上造成了负载效应并且随后产生了SAW传感器的频率变化。如前所述，当考虑自由空间中SAW设备得到的测量值与传感器被放置到其操作环境，例如轮胎结构或车轮组件中得到的测量值之间的差异时，已发现该负载产生了容纳基于SAW的设备的轮胎压力监视系统的统计离差的增加。
为了解决该负载效应，本主旨的方法提供了一种用于减小当前遇到的负载效应的方法，该技术消除了通过轮胎和附近的周围主体对SAWs本身的耦合效应。更具体而言，如图4所示，图3所示的以前已知的轮胎压力监视系统传感器40已经被修改并且作为轮胎压力监视系统传感器40’在图4中示出。如图4所示，基本上图3的前面所示的所有部件都保留在图4的所示的本主旨的典型实施例中，并且由与图3相同的参考标记表示，但除了介电玻璃密封件50以外。
根据本主旨，图3所示的介电玻璃密封件50已经被金属间(metal-to-metal)密封件60代替。该密封件60实现了两个目的。首先，它提供了对前面使用的介电玻璃密封件的方便替换，其允许已知金属外壳的继续使用而不用修改为用于本主旨的SAW传感器的合适外壳。其次，更切合本主旨要点的是，带有馈送贯通销48的金属间密封件60的使用提供了天线的一段26a与金属外壳48的直接电连接。应当注意，尽管如图4中所示的金属间密封件60的使用表示用于本主旨的特定实施例的方便形式，但是该形式并不限于本技术。对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，实际上外壳44可以以多种期望的方式被修改以提供天线的一侧与屏蔽SAW以及SAW元件的金属外壳44的电连接，从而从根据本主旨的SAW元件的负载减小而获益。因此本主旨的一个代替实施例可以根本不利用金属间密封件，而是可以利用另一种合适的电连接技术。例如将馈送贯通销结合到封装内部。
尽管根据其特定实施例详细描述了本主旨，但是应当理解获得上述内容的理解的本领域熟练技术人员可以容易地对这些实施例进行改变、变化或等价替换。因此，本公开的范围仅仅作为举例而非限定，该主题公开并不排除包含本领域的普通技术人员能够容易地明白的这些改变、变化和/或本主旨的附加。
Claims (13)
1.一种制造基于表面声波的传感器的方法，包括以下步骤：
提供表面声波传感器元件，所述表面声波传感器元件具有第一和第二电终端；
提供导电外壳；
提供具有第一和第二端部的第一馈送贯通电连接销，所述第二端部穿过所述导电外壳的一部分；
提供所述第一馈送贯通电连接销和所述导电外壳之间的电绝缘；
将所述第一馈送贯通电连接销的第二端部连接到所述表面声波传感器的第一电终端；和
将所述表面声波传感器的第二电终端连接到用于屏蔽的所述导电外壳。
2.根据权利要求1的方法，其中将所述表面声波传感器的第二电终端连接到所述导电外壳的步骤包括以下步骤：
提供具有第一和第二端部的第二馈送贯通电连接销，所述第二端部穿过所述导电外壳的一部分；
提供所述第二馈送贯通电连接销的一部分和所述导电外壳之间的电连接；和
将所述第二馈送贯通电连接销的第二端部连接到所述表面声波传感器的第二电终端。
3.根据权利要求1的方法，其中提供电绝缘的步骤包括提供围绕所述第一馈送贯通电连接销的一部分的介电玻璃密封件。
4.根据权利要求2的方法，其中提供电连接的步骤包括围绕所述第二馈送贯通电连接销的一部分的提供金属间密封件。
5.根据权利要求2的方法，其中提供电连接的步骤包括将所述第二馈送贯通电连接销的第二端部结合到所述导电外壳的内表面。
6.一种减小射频询问的基于表面声波的传感器与外部主体的耦合的方法，包括以下步骤：
提供表面声波传感器元件，所述表面声波传感器元件具有第一和第二电终端；
提供导电外壳；
提供具有第一和第二端部的馈送贯通电连接销，所述第二端部穿过所述导电外壳的一部分；
提供所述馈送贯通电连接销和所述导电外壳之间的电绝缘；
将所述馈送贯通电连接销的第二端部连接到所述表面声波传感器的第一电终端；
将所述表面声波传感器的第二电终端连接到所述导电外壳；
提供具有第一和第二端部的天线元件；和
将所述天线元件的第一和第二端部连接到所述馈送贯通电连接销第一端部。
7.根据权利要求6的方法，其中提供电绝缘的步骤包括提供围绕所述馈送贯通电连接销的一部分的介电玻璃密封件。
8.根据权利要求6的方法，其中将所述表面声波传感器的第二电终端连接到所述导电外壳的步骤包括以下步骤：
提供具有第一和第二端部的第二馈送贯通电连接销，所述第二端部穿过所述导电外壳的一部分；
提供所述第二馈送贯通电连接销的一部分和所述导电外壳之间的电连接；和
将所述第二馈送贯通电连接销的第二端部连接到所述表面声波传感器的第二电终端。
9.根据权利要求6的方法，其中提供电连接的步骤包括围绕所述第二馈送贯通电连接销的一部分的提供金属间密封件。
10.根据权利要求6的方法，其中提供电连接的步骤包括将所述第二馈送贯通电连接销的第二端部结合到所述导电外壳的内表面。
11.一种表面声波传感器，包括：
具有第一和第二电终端点的表面声波传感器元件；
围绕和封装所述表面声波传感器元件的导电金属外壳；
穿过所述导电金属外壳的馈送贯通导电销，所述馈送贯通导电销具有第一端部和第二端部；
围绕所述馈送贯通导电销的一部分的介电密封件；
将所述馈送贯通导电销的第一端部连接到所述表面声波传感器元件的第一电终端点的第一电连接器；和
将所述所述表面声波传感器元件的第二电终端点连接到所述导电金属外壳的电连接。
12.根据权利要求11的表面声波传感器，其中所述电连接包括：
穿过所述导电金属外壳的第二馈送贯通导电销，所述第二馈送贯通导电销具有第一端部和第二端部；
围绕所述第二馈送贯通导电销的一部分的金属间密封件，所述金属间密封件将所述第二馈送贯通导电销连接到所述导电外壳；和
将所述所述表面声波传感器元件的第二电终端点连接到所述第二馈送贯通导电销的第二端部的电导体。
13.根据权利要求11的表面声波传感器，其中所述电连接包括：
穿过所述导电金属外壳的第二馈送贯通导电销，所述第二馈送贯通导电销具有第一端部和结合到所述外壳的内表面的第二端部；
将所述表面声波传感器元件的所述第二电终端点连接到所述第二馈送贯通导电销的第二端部的电导体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US10/861,679 | 2004-06-04 | ||
| US10/861,679 US7224100B2 (en) | 2004-06-04 | 2004-06-04 | Reducing coupling of RF interrogated SAWs to external bodies |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1708181A true CN1708181A (zh) | 2005-12-14 |
Family
ID=34940062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200510073324.9A Pending CN1708181A (zh) | 2004-06-04 | 2005-05-31 | 减小射频询问的表面声波与外部主体的耦合 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7224100B2 (zh) |
| EP (1) | EP1602906A1 (zh) |
| JP (1) | JP2005353064A (zh) |
| CN (1) | CN1708181A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101772893B (zh) * | 2007-06-12 | 2013-04-03 | 罗斯蒙德公司 | 具有接地外壳的现场设备上的偶联天线系统 |
| CN108663136A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-10-16 | 湖北工业大学 | 无源无线声表面波温度传感器抗干扰方法 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4315174B2 (ja) * | 2006-02-16 | 2009-08-19 | セイコーエプソン株式会社 | ラム波型高周波デバイスの製造方法 |
| WO2007106086A1 (en) * | 2006-03-14 | 2007-09-20 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | Piezoelectric triggering mechanism |
| DE102006037692A1 (de) * | 2006-08-11 | 2008-02-14 | Robert Bosch Gmbh | Schaltungsmodul |
| US8704428B2 (en) * | 2011-04-20 | 2014-04-22 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Widening resonator bandwidth using mechanical loading |
| AT13196U1 (de) * | 2012-07-11 | 2013-08-15 | Ctr Carinthian Tech Res Ag | Sensoranordnung |
| US10243136B2 (en) * | 2016-08-22 | 2019-03-26 | Masoud Ghanbari | Piezoelectric energy harvesting system from vehicle's tires |
| EP3671152B1 (de) * | 2018-12-20 | 2021-12-01 | ContiTech AG | Sytem zur ermittlung der temperatur eines elastomerprodukts |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3760351A (en) | 1971-07-02 | 1973-09-18 | S Thomas | Apparatus and process for developing electromagnetic energy from tire flexure |
| US3959748A (en) * | 1973-12-26 | 1976-05-25 | Zenith Radio Corporation | Dual sidestepping SWIF and method |
| US4216401A (en) * | 1978-12-22 | 1980-08-05 | United Technologies Corporation | Surface acoustic wave (SAW) pressure sensor structure |
| FR2466763A1 (fr) * | 1979-09-28 | 1981-04-10 | Thomson Csf | Capteur de pression a ondes elastiques de surface et senseur de pression pour un tel capteur |
| US4510484A (en) | 1983-03-28 | 1985-04-09 | Imperial Clevite Inc. | Piezoelectric reed power supply for use in abnormal tire condition warning systems |
| US4862486A (en) | 1987-11-16 | 1989-08-29 | Wing J Keith | Revolution counter attached to tires |
| US5237235A (en) * | 1991-09-30 | 1993-08-17 | Motorola, Inc. | Surface acoustic wave device package |
| US5457447A (en) | 1993-03-31 | 1995-10-10 | Motorola, Inc. | Portable power source and RF tag utilizing same |
| US5869189A (en) | 1994-04-19 | 1999-02-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Composites for structural control |
| US5749984A (en) | 1995-12-29 | 1998-05-12 | Michelin Recherche Et Technique S.A. | Tire monitoring system and method |
| US5729185A (en) * | 1996-04-29 | 1998-03-17 | Motorola Inc. | Acoustic wave filter package lid attachment apparatus and method utilizing a novolac epoxy based seal |
| GB0030405D0 (en) | 2000-12-13 | 2001-01-24 | Transense Technologies Plc | Wheel condition monitoring system |
| JP2003289230A (ja) * | 2002-03-27 | 2003-10-10 | Seiko Epson Corp | ニオブ酸カリウム薄膜の製造方法、並びに表面弾性波素子、周波数フィルタ、周波数発振器、電子回路、及び電子機器 |
-
2004
- 2004-06-04 US US10/861,679 patent/US7224100B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-05-31 CN CN200510073324.9A patent/CN1708181A/zh active Pending
- 2005-06-02 EP EP05104772A patent/EP1602906A1/en not_active Withdrawn
- 2005-06-06 JP JP2005165628A patent/JP2005353064A/ja not_active Abandoned
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101772893B (zh) * | 2007-06-12 | 2013-04-03 | 罗斯蒙德公司 | 具有接地外壳的现场设备上的偶联天线系统 |
| CN108663136A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-10-16 | 湖北工业大学 | 无源无线声表面波温度传感器抗干扰方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005353064A (ja) | 2005-12-22 |
| US20050269902A1 (en) | 2005-12-08 |
| US7224100B2 (en) | 2007-05-29 |
| EP1602906A1 (en) | 2005-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1708181A (zh) | 减小射频询问的表面声波与外部主体的耦合 | |
| US7005987B2 (en) | Acoustic wave device with digital data transmission functionality | |
| EP1897076B1 (en) | Rfid to store saw calibration coefficients | |
| AU2005244492B2 (en) | A system and method for conserving battery life in a battery operated device | |
| US7880600B2 (en) | Capacitive pressure sensor | |
| US7116213B2 (en) | Acoustic wave device with modulation functionality | |
| US5731754A (en) | Transponder and sensor apparatus for sensing and transmitting vehicle tire parameter data | |
| JP5101497B2 (ja) | 電子装置パッケージ・ハウジングに取り付けられている圧電センサの使用 | |
| JP4914440B2 (ja) | 圧電装置からのパルスの誘導結合 | |
| US20120255349A1 (en) | Micro-power systems | |
| CN1688455A (zh) | Rfid轮胎带式天线系统和方法 | |
| Scholl et al. | SAW-based radio sensor systems for short-range applications | |
| JPH09509488A (ja) | 車両タイヤの変数データを送出するための能動型集積回路トランスポンダ及びセンサ装置 | |
| CN1707541A (zh) | 表面声波询问器的射频校准 | |
| JP4723255B2 (ja) | 多周波数アンテナを有するタイヤ電子装置組立体 | |
| CN111516438A (zh) | 轮胎状况监测结构 | |
| Scholl et al. | Wireless |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20051214 |