The invention discloses a sensor, which comprises a first substrate and a vibration film supported above the first substrate through a first spacer. The detection structure includes a first magnet, a second magnet, and a magnetoresistive sensor arranged in a common magnetic field formed by the first magnet and the second magnet. At the initial position, the magnetoresistive sensor is located in the magnetic field direction of the first magnet and the magnetic field of the second magnet. The magnetoresistive sensor is configured to induce the change of the common magnetic field of the first magnet and the second magnet during the vibration of the diaphragm and output the changed electric signal, and also includes a driving device for adjusting the mutual position between the magnetoresistive sensor and the first magnet and the second magnet. The sensor of the invention can fine-tune the relative position between the magnetoresistive sensor and the first magnet and the second magnet by the driving device, so as to ensure that the magnetoresistive sensor can work in an appropriate magnetic field and avoid the influence of manufacturing and assembly errors on the sensitivity of the sensor.
【技术实现步骤摘要】
一种传感器
本专利技术涉及测量领域,更准备地说,本专利技术涉及一种传感器,例如麦克风、压力传感器、位移传感器。
技术介绍
现有主流的传感器,例如麦克风、压力传感器、位移传感器等,均是通过平板电容器的原理进行检测。例如在麦可风的结构中,平板电容器包括衬底以及形成在衬底上的背极板、振膜,背极板与振膜之间具有间隙,使得背极板、振膜构成了平板式的电容器感测结构。为了充分利用振膜的机械灵敏度,麦克风需要设计一个具有环境压力的巨大后腔,以确保流动空气的刚性远远振膜。背腔的容积通常远大于1mm3,例如通常设计为1-15mm3。而且麦克风芯片在封装的时候,需要开放其腔体。这就限制了MEMS麦克风最小尺寸封装的设计(>3mm3)。这是由于如果后腔容积过小,则不利于空气的流通,这种空气的刚性则会大大降低振膜的机械灵敏度。另外,为了均压,背极板上通常会设计密集的通孔,由于空气粘度造成的间隙或穿孔中的空气流动阻力成为MEMS麦克风噪声的主导因素,从而限制了麦克风的高信噪比性能。在传统的利用磁阻原理进行检测的结构中,采用的是单磁体、单磁阻传感器的检测结构。由于磁阻传感器的线性范围很窄,因此造成磁阻传感器的检测灵敏度很低。图7a示出了现有技术中单磁体、单磁阻传感器分布的坐标图,其中磁体的中心位置为坐标原点。图7b示出了图7a中的磁场分布仿真图。永磁体的尺寸为10μm*5μm*0.5μm,横坐标代表磁阻传感器相对于永磁体中心的竖直距离z(m),纵坐标代表磁场强度Bx(T)以及磁场变化梯度dB/dz(T/m)。图中的线a代表Bx(T)随着z(m)的变化曲线,线b代表磁场变化 ...
【技术保护点】
1.一种传感器,其特征在于,包括第一衬底以及通过第一间隔部支撑在第一衬底上方的振膜,还包括用于输出表征振膜形变电信号的检测结构;所述检测结构包括第一磁体、第二磁体,以及设置在第一磁体、第二磁体形成共同磁场中的磁阻传感器;初始位置时,所述磁阻传感器位于第一磁体的磁场方向与第二磁体的磁场方向相反的位置;所述磁阻传感器被配置为在振膜的振动过程中感应第一磁体、第二磁体共同磁场的变化而输出变化的电信号;还包括调节磁阻传感器与第一磁体、第二磁体之间相互位置的驱动装置。
【技术特征摘要】
1.一种传感器,其特征在于,包括第一衬底以及通过第一间隔部支撑在第一衬底上方的振膜,还包括用于输出表征振膜形变电信号的检测结构;所述检测结构包括第一磁体、第二磁体,以及设置在第一磁体、第二磁体形成共同磁场中的磁阻传感器;初始位置时,所述磁阻传感器位于第一磁体的磁场方向与第二磁体的磁场方向相反的位置;所述磁阻传感器被配置为在振膜的振动过程中感应第一磁体、第二磁体共同磁场的变化而输出变化的电信号;还包括调节磁阻传感器与第一磁体、第二磁体之间相互位置的驱动装置。2.根据权利要求1所述的传感器,其特征在于,所述驱动装置为压电片或者为用于提供静电力的电极片。3.根据权利要求1所述的传感器,其特征在于,初始位置时,所述磁阻传感器受到第一磁体的磁场,与受到第二磁体的磁场大小相等,方向相反。4.根据权利要求1所述的传感器,其特征在于,所述第一衬底、第一间隔部、振膜围成了真空腔;其中,振膜在大气压力下的静态偏转距离小于振膜与第一衬底之间的距离;驱动装置设置在振膜上;所述第一磁体、第二磁体以磁极方向相同的方式依次水平布置在振膜上,所述磁阻传感器设置在第一衬底上与第一磁体、第二磁体相对应的位置;或者,所述第一磁体、第二磁体以磁极方向相同的方式依次水平布置在第一衬底上,所述磁阻传感器设置在振膜上与第一磁体、第二磁体相对应的位置。5.根据权利要求1所述的传感器,其特征在于,所述第一衬底具有与外界连通的中空腔,还包括与振膜隔开的悬臂,所述悬臂、振膜悬置在第一衬底中空腔上方,且所述振膜与第一间隔部、衬底围成了开放式的容腔;驱动装置设置在振膜上和...
【专利技术属性】
技术研发人员:邹泉波,冷群文,王喆,
申请(专利权)人:歌尔股份有限公司,北京航空航天大学青岛研究院,
类型:发明
国别省市:山东,37
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