[發(fā)明專利]壓電驅(qū)動互屏蔽電極微型電場傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910565144.4
• 申請日: 2019-06-26
• 公開（公告）號: CN110412362B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏善紅;雷虎成;彭春榮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電子學(xué)研究所;北京中科飛龍傳感技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01R29/12
• 分類號: G01R29/12
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 鄢功軍

1.一種微型電場傳感器，包括襯底、固定電極、可動電極、支柱、彈性梁、絕緣層和驅(qū)動結(jié)構(gòu)，其特征在于：

支柱，固定于襯底上；

固定電極，與支柱直接連接；

可動電極，通過彈性梁與支柱連接；其中，

所述可動電極和固定電極構(gòu)成所述微型電場傳感器的敏感結(jié)構(gòu)；

所述固定電極和可動電極均為感應(yīng)電極，二者在振動過程中形成差分感應(yīng)，且互為屏蔽電極作用，所述振動為垂直運(yùn)動，且可動電極所有位置運(yùn)動保持一致；

驅(qū)動結(jié)構(gòu)，通過彈性梁以及絕緣層與所述可動電極連接，其中，所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)能夠在驅(qū)動電壓的作用下實(shí)現(xiàn)驅(qū)動結(jié)構(gòu)的可控運(yùn)動，從而帶動可動電極運(yùn)動，使固定電極與可動電極產(chǎn)生相對位置變化。

2.據(jù)權(quán)利要求1所述的微型電場傳感器，其特征在于，所述可動電極和固定電極在靜止?fàn)顟B(tài)位于同一平面。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型電場傳感器，其特征在于，所述固定電極和可動電極的數(shù)量均至少為一組。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型電場傳感器，其特征在于，所述驅(qū)動結(jié)構(gòu)由壓電層以及一組或多組驅(qū)動電極構(gòu)成。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微型電場傳感器，其特征在于，所述驅(qū)動電極為導(dǎo)體，其材質(zhì)選自Ti、Pt、Al、Ag、Cr、Cu和Au中的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微型電場傳感器，其特征在于，所述壓電層的材質(zhì)為高壓電系數(shù)的材料，包括如下材料中的一種或其組合：鋯鈦酸鉛、氮化鋁、氧化鋅、鈦酸鉛、鈦酸鋇、改性鈦酸鉛。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微型電場傳感器，其特征在于，所述驅(qū)動電極、固定電極和可動電極的結(jié)構(gòu)分別獨(dú)立地為如下結(jié)構(gòu)中的一種或其組合：條形結(jié)構(gòu)、平板結(jié)構(gòu)、梳齒結(jié)構(gòu)和柵格結(jié)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型電場傳感器，其特征在于，所述彈性梁的形狀包括如下形狀中的一種或其組合：直梁、折疊梁、U型梁、蛇形梁、蟹狀梁。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型電場傳感器，其特征在于，所述絕緣層實(shí)現(xiàn)驅(qū)動結(jié)構(gòu)與可動電極之間的電氣絕緣。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型電場傳感器，其特征在于，所述絕緣層的材質(zhì)選自如下材料：二氧化硅、氮化硅、二氧化硅和氮化硅復(fù)合絕緣材料。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型電場傳感器，其特征在于，所述敏感結(jié)構(gòu)下方的襯底為鏤空結(jié)構(gòu)；襯底支撐和連接支柱以及敏感結(jié)構(gòu)，所述襯底的材質(zhì)選自硅基材料、金屬、金屬合金、金屬氧化物、有機(jī)材料、玻璃或陶瓷。