为了满足工业应用的不同需求,许多研究机构一直致力于新型扭矩传感技术的研究。声表面波技术是近些年来颇受推崇的新兴技术,由于它无源无线的特点,在温度、压力、应力、扭矩等传感方面具有独特优势。采用声表面波技术的扭矩检测已成为扭矩传感器研究的一个新方向。基于上述背景,论文对声表面波扭矩检测技术展开了研究。论文首先介绍了声表面波技术用于扭矩检测的理论基础。根据声表面波扭矩传感器的特点,论文设计了扭矩转轴,并采用COMSOL软件,对扭矩转轴上粘贴传感器的工作平面上应力应变进行了有限元仿真。在此基础上,论文进行了谐振器型声表面波扭矩检测的机理研究。扭矩导致转轴应变的变化,转轴上的应变传递到声表面波传感器,导致压电基底产生相应的初始应力应变。分析了在初始应力应变影响下的弹性波波动方程、弹性常数、密度的变化,建立了声表面波扭矩传感模型。基于该模型,以石英作为压电基底材料,仿真优化了不同欧拉角切型的声表面波扭矩传感器的扭矩灵敏度、机电耦合系数和频率温度系数等参数,为传感器的设计和制作提供了理论依据。根据声表面波扭矩传感器切型优化的结果,设计了两种不同谐振频率的扭矩传感器,优化设计了叉指换能器、反射栅的相应参数。为实现扭矩的无线传感,论文仿真设计并制作了可用于转轴的PCB环状天线,并利用网络分析仪对其性能进行了测试。根据测试结果,进一步对环状天线进行了阻抗匹配的仿真优化,最终设计出了性能满足要求的环状天线。论文最后搭建了扭矩实验平台。根据声表面波传感器制作单位的实际情况和现有切型,采用欧拉角为(118°,108°,4°)的石英作为声表面波传感器的压电基底,然后对传感器进行了有线和无线测试。通过有线的扭矩测试结果表明,声表面波传感器具有良好的线性度和重复性,实验测得扭矩灵敏度与理论值相比较小,据此分析了相应原因。在无线测试方面,通过分析扭矩传感器的回波信号的特点,设计了阅读器信号处理算法。将阅读器连接环状天线,对连接棒状天线的扭矩传感器进行了无线测试,验证了声表面波技术用于扭矩无线检测的可行性。