[發明專利]一種電容式微型胎壓傳感器

無效

• 申請號: 201210451217.5
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN102922961A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 王小章;張群明;王朝暉;鄭騰飛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B60C23/04
• 分類號: B60C23/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 汪人和

1.一種電容式微型胎壓傳感器，其特征在于，包括上層板、支撐板和下底板，上層板上設有對壓力敏感的多層復合薄膜，多層復合薄膜中設有電容上極板；支撐板的上表面設有電容下極板，電容上極板、電容下極板形成的檢測電容；下底板上設有相連接的聲表面波器件和微型天線，聲表面波器件包括壓電材料和兩組叉指電極，其中一組叉指電極與微型天線相連接，為通訊端；另一組叉指電極分別與電容上極板、電容下極板相連接，為測量端。

2.如權利要求1所述的電容式微型胎壓傳感器，其特征在于，外界壓力作用引起多層復合薄膜變形，此變形引起檢測電容的電容性負載以及測量端電路的輸出信號變化；檢測電容作為測量端電路的負載，其數值變化直接導致測量端電路輸出包含壓力變化的信息；該信息經過聲表面波器件變換為無線信號，并經微型天線發送出去，供接收器端接收并處理。

3.如權利要求2所述的電容式微型胎壓傳感器，其特征在于，當微型天線接收到外部工作脈沖信號，聲表面波器件從天線耦合中的高頻信號中獲取工作能量，并由通訊端開始在聲表面波器件上產生振蕩聲波場，聲波場傳播至測量端后，重新變化為測量電路的振蕩信號，用于壓力測量；

外部壓力變化引起檢測電容變化，并最終導致振蕩信號的特性發生改變，完成測量過程；包含了外部壓力信息的測量信號，再次由測量端進入聲表面波器件，并在通訊端轉變為無線信號，經過微型天線發送回接收器接接收并處理。

4.如權利要求3所述的電容式微型胎壓傳感器，其特征在于，電容式微型胎壓傳感器依賴微型天線與接收器端的天線的無線電磁能量耦合，將接收器端的天線發出的電能耦合轉化為聲表面波的機械振動能，并獲得工作所需能量。

5.如權利要求1所述的電容式微型胎壓傳感器，其特征在于，所述的多層復合薄膜向外凸起呈杯型，并在上層板、支撐板之間為電容下極板留有凹坑；

支撐板的下表面也設有凹坑，為聲表面波器件和微型天線留有封裝孔隙；支撐板上還設有供電容上極板、電容下極板與聲表面波器件相連接的通孔。

6.如權利要求1所述的電容式微型胎壓傳感器，其特征在于，所述的多層復合薄膜從外到內依次包括：Si₃N₄層、多晶硅層、第一絕緣層、導線層、第二絕緣層，電容上極板設置在導線層與第二絕緣層之間；

多層復合薄膜外凸為矩形、圓形或多邊形。

7.如權利要求6所述的電容式微型胎壓傳感器，其特征在于，所述的第一絕緣層和第二絕緣層為Parylene絕緣層，用于多層復合薄膜的成型及電極絕緣，Si₃N₄層和多晶硅層實現鍵合封裝和外部保護，導線層以鋁作為材料。

8.如權利要求1所述的電容式微型胎壓傳感器，其特征在于，所述的支撐層上依次設有Si基底和Si₃N₄層，電容下極板設置在Si₃N₄層上；

所述的壓電材料由ZnO、SiO₂或LiNbO₃壓電材料制作。

9.如權利要求1所述的電容式微型胎壓傳感器，其特征在于，所述的聲表面波器件的壓電材料上還設有聲表面波反射柵。

10.如權利要求1所述的電容式微型胎壓傳感器，其特征在于，所述的聲表面波器件上還設有識別編碼器，識別編碼器對電容式微型胎壓傳感器身份進行識別，避免信息傳輸錯誤。