一种基于二自由度谐振器的谐振式压力传感器及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于二自由度谐振器的谐振式压力传感器及其制备方法.所公开的传感器包括硅基底、敏感膜片、锚点及两个谐振器，两个谐振器通过耦合结构微弱的耦合在一起，二自由度谐振器系统固定于四个锚点，其中一个锚点位于敏感膜片中心与边缘的中点处；两个谐振器在谐振频率处振动，两个谐振器的振幅相等；当外界压力作用于敏感膜片时，膜片发生变形，从而带动敏感膜片上的锚点向外侧移动，进而增加了其中一个谐振器的应力，该应力会引起其中一个谐振器的刚度改变，该谐振器刚度的变化会使得二自由度谐振器系统产生能量集中效应，导致两个谐振器的振幅不等，通过检测两个谐振器的振幅比可以获得外界压力的大小。振幅比可以获得外界压力的大小。振幅比可以获得外界压力的大小。

【技术实现步骤摘要】
一种基于二自由度谐振器的谐振式压力传感器及其制备方法


[0001]本专利技术涉及压力传感器
，具体为一种基于二自由度谐振器的谐振式压力传感器。

技术介绍

[0002]硅微机械谐振式压力传感器主要对物体压力间接性检测，得出精确检测数据，特别适合远距离传输应用，信息采集与处理更加便捷。硅微机械谐振压力传感器在运行过程中处于机械谐振状态，谐振式压力传感器精度更高、稳定性更好，且输出准数字信号，易于检测，在航空航天、工业过程控制等需要精密测量压力的领域起着重要作用。谐振式压力传感器是利用外界压力变化导致谐振器谐振频率的变化这一原理，通过测量频率来测量压力的传感器。但是在现有微机械加工条件下其灵敏度和环境适应性的改善遇到了瓶颈，从而限制了谐振式压力传感器性能的提升。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的缺陷或不足，本专利技术提供了一种基于二自由度谐振器的谐振式压力传感器。
[0004]为此，本专利技术提供的谐振式压力传感器包括基底，基底底部局部被刻蚀形成敏感膜片，所述基底顶部设有第一锚点、第二锚点、第三锚点、第四锚点、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于二自由度谐振器的谐振式压力传感器，包括基底，基底底部局部被刻蚀形成敏感膜片，其特征在于：所述基底顶部设有第一锚点、第二锚点、第三锚点、第四锚点、第一谐振器、第二谐振器和耦合结构；所述第一锚点、第二锚点、第三锚点和第四锚点结构相同且第一锚点、第二锚点、第三锚点和第四锚点的横截面面积均小于敏感膜片的横截面面积，所述第一谐振器和第二谐振器结构相同，两个谐振器均包括有驱动电容、检测电容、谐振梁和质量块，所述耦合结构的刚度小于第一谐振器的刚度、同时小于第二谐振器的刚度；所述第一锚点位于敏感膜片上，所述第一谐振器和第二谐振器对称设置，所述第一谐振器位于第一锚点和第二锚点之间且第一谐振器的谐振梁与第一锚点和第二锚点连接，所述第二谐振器位于第三锚点和第四锚点之间且第二谐振器的谐振梁与第三锚点和第四锚点连接，所述耦合结构位于第一谐振器和第二谐振器之间且与第一谐振器和第二谐振器的谐振梁连接。2.如权利要求1所述的基于二自由度谐振器的谐振式压力传感器，其特征在于：所述敏感膜片、第一锚点、第二锚点、第三锚点和第四锚点均为方形。3.如权利要求1所述的基于二自由度谐振器的谐振式压力传感器，其特征在于：所述第一锚点位于敏感膜片中心与敏感膜片边缘的中点处。4.如权利要求1所述的基于二自由度谐振器的谐振式压力传感器，其特征在于：所述第一锚点、第二锚点、第三锚点和第四锚点均通过二氧化硅层固定在基底上。5.如权利要求1所述的基于二自由度谐振器的谐振式压力传感器，其特征在于：所述第一谐振器包括第一谐振梁、第一质量块、两个第一驱动电容和两个第一检测电容，所述第一质量块为工字形结构；所述第一谐振梁两端连接第一锚点和第二锚点，所述第一质量块位于第一锚点和第二锚点之间且与第一谐振梁连接形成田字形结构，所述两个第一驱动电容位于第一谐振梁一侧且位于田...

【专利技术属性】
技术研发人员：康昊，严家佳，何性顺，张俊锋，陈君，王丹，叶希洋，李毅卓，姬建荣，
申请(专利权)人：西安近代化学研究所，
类型：发明
国别省市：