[發(fā)明專利]異型電極微型電場傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010504163.5
• 申請日: 2010-09-30
• 公開（公告）號: CN102445604A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏善紅;楊鵬飛;彭春榮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01R29/12
• 分類號: G01R29/12
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種異型電極微型電場傳感器，包括傳感器敏感單元、驅(qū)動電路單元(6)與信號檢測電路單元(7)；其特征在于，傳感器敏感單元包括：襯底(1)、激勵單元(2)、屏蔽電極(3)、電場感應(yīng)電極(4)和錨點(5)；

其中，襯底(1)位于傳感器敏感結(jié)構(gòu)中間位置，屏蔽電極(3)和電場感應(yīng)電極(4)組成的陣列固定在襯底(1)上表面，屏蔽電極(3)和電場感應(yīng)電極(4)交替排列；

至少兩激勵單元(2)固定在襯底(1)上表面，位于電極陣列周緣，分別對稱布置在襯底(1)的兩側(cè)，并分別與屏蔽電極(3)電連接；

多個錨點(5)固定在襯底(1)上表面，位于電極陣列周緣，分別兩兩對稱布置在襯底(1)的另兩側(cè)，并分別與電場感應(yīng)電極(4)電連接；

使用時，至少兩激勵單元(2)分別與驅(qū)動電路單元(6)電連接，多個錨點(5)分別與信號檢測電路單元(7)電連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的傳感器，其特征在于，所述激勵單元(2)、屏蔽電極(3)、電場感應(yīng)電極(4)、錨點(5)固定在襯底(1)上表面，襯底(1)上表面有一絕緣隔離層，激勵單元(2)、屏蔽電極(3)、電場感應(yīng)電極(4)、錨點(5)固定在絕緣隔離層上表面，位于同一結(jié)構(gòu)層。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所示的傳感器，其特征在于，所述絕緣隔離層，為二氧化硅層。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述激勵單元(2)，包括激勵電極和支撐梁；激勵電極是靜電梳齒激勵電極、熱激勵電極、電磁激勵電極或壓電激勵電極其中之一，支撐梁是單梁、雙折梁、斜梁、蛇形梁或蟹子形梁其中之一。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述屏蔽電極(3)和電場感應(yīng)電極(4)分別包括橫梁(32、42)和電極結(jié)構(gòu)(31、41)；其中，電極結(jié)構(gòu)(31、41)采用結(jié)構(gòu)支撐臂(311、411)連接電極陣列(312、412)的方式；

屏蔽電極(3)的橫梁(32)和電場感應(yīng)電極(4)的橫梁(42)相互平行設(shè)置，結(jié)構(gòu)支撐臂(311、411)分別與橫梁(32、42)側(cè)面垂直固連，電極陣列(312、412)分別與結(jié)構(gòu)支撐臂(311、411)側(cè)面垂直固連；結(jié)構(gòu)支撐臂(311、411)相互平行交替設(shè)置，電極陣列(312、412)相互相對交錯設(shè)置；

屏蔽電極(3)的橫梁(32)兩端分別與激勵單元(2)電連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器，其特征在于，所述橫梁(32、42)結(jié)構(gòu)支撐臂(311、411)，是剖面為矩形、平行四邊形或其它規(guī)則或不規(guī)則的長條形狀。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器，其特征在于，所述電極陣列(312、412)中的電極，其結(jié)構(gòu)形狀是臺階形、梯形、三角形、圓形、半圓形或平行四邊形其中之一，或幾種的組合。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器，其特征在于，所述電極結(jié)構(gòu)(31、41)，采用蛇形結(jié)構(gòu)、梯形蛇形結(jié)構(gòu)、臺階型蛇形結(jié)構(gòu)其中之一，或幾種的組合。

9.根據(jù)權(quán)利要求5、7或8所述的傳感器，其特征在于，所述屏蔽電極(3)和電場感應(yīng)電極(4)的電極結(jié)構(gòu)相同，或不同，采用相同的電極陣列，或采用不同的電極陣列。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的傳感器，其特征在于，所述屏蔽電極(3)和電場感應(yīng)電極(4)結(jié)構(gòu)布置方式有混合布置方式、差分布置方式或非差分布置方式。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述傳感器的工作模式是包括諧振和非諧振的開環(huán)模式、恒幅振動模式或閉環(huán)自激模式其中之一。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述屏蔽電極(3)的振動方式是水平周期振動、垂直周期振動或周期性扭動其中之一。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的傳感器，其特征在于，所述傳感器在垂直周期振動或周期性扭動時，屏蔽電極(3)和電場感應(yīng)電極(4)的電極結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)支撐臂(311、411)一側(cè)連接電極陣列，或是結(jié)構(gòu)支撐臂(311、411)兩側(cè)連接電極陣列，或是這兩種方式的組合。