2.5 质量微传感器

2.5.1 基本概念

测量质量的仪器又称为重力计，这里所指的质量微传感器被称为微天平，它是用来测量其微小质量的。微天平主要有压电式和表面声波式。

2.5.2 压电式质量微传感器

压电晶体能够在本征频率下振动，也可以在二级谐振频率下振动。一个厚度为d、质量为m的晶体，它的谐振剪切模式的波长为2d，其谐振频率的变化因子与厚度和质量有关：

假如外加沉积材料的密度均匀，那么其质量与声剪切速度vm有关：

式中：Λf是晶体的振动常数。

在理想情况下，外加材料的声阻抗应该和压电材料相匹配，表2-4为质量微传感器的各种材料的声阻。

表2-4 质量微传感器中材料声阻抗

2.5.3 表面声波谐振传感器

与压电晶体的剪切波在材料体内传播相反，表面声波谐振器件的声波在晶体近表面传播。传感部分独立于压电转换器和接收器是表面声波谐振微天平的优点，表面声波由RF振荡器T产生，接收器R检测其频率漂移，如图2-19所示。

图2-19 SAWR质量微传感器的简单结构示意图