【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及传感器，特别是涉及一种垂直调制的谐振式电场传感器及其制备方法。
技术介绍
1、电场传感器是电场探测的关键器件，在航空航天、国防、气象、电网、科学研究等诸多领域需求广泛。近些年来，随着飞行目标识别、静电成像、水下目标探测以及高空电磁探测等相关技术的发展，对高分辨力、微型化、低功耗电场传感器的需求日益迫切。
2、随着微电子技术、微细加工技术和超精密机械加工技术的发展，基于mems(micro-electro-mechanical systems，微机电系统)技术的电场传感器由于体积小、功耗低、成本低、易批量生产等优点，逐渐成为具有重要发展潜力的电场探测器件。然而，现有的mems电场传感器大多采用水平谐振调制被测电场，受边缘效应的影响，水平调制方式普遍灵敏度偏低，难以进一步提升。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种垂直调制的谐振式电场传感器及其制备方法，以提高电场检测的灵敏度。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、本专利技术提供一种垂直调制的谐振式电场传感器，所述传感器包括：感应电极、垂直驱动单元、衔接梁、激励输入锚点、感应输出锚点和扭转梁组；
4、所述垂直驱动单元包括交叉设置的可动梳齿电极和固定梳齿电极，所述扭转梁组包括两个扭转梁；
5、所述可动梳齿电极通过衔接梁与所述感应电极连接；
6、所述可动梳齿电极的两侧分别与两个扭转梁刚性连接；
7、所述固定梳齿电极与所述
8、所述感应输出锚点与所述感应电极连接。
9、可选的，垂直驱动单元、衔接梁、激励输入锚点、感应输出锚点和扭转梁组的数量均为2，所述感应电极包括交叉设置的第一梳齿感应电极和第二梳齿感应电极；
10、一个垂直驱动单元、一个衔接梁、一个激励输入锚点、一个感应输出锚点和一个扭转梁组组成第一谐振式电场传感组件；
11、另一个垂直驱动单元、另一个衔接梁、另一个激励输入锚点、另一个感应输出锚点和另一个扭转梁组组成第二谐振式电场传感组件；
12、所述第一谐振式电场传感组件的衔接梁与所述第一梳齿感应电极连接；
13、所述第二谐振式电场传感组件的衔接梁与所述第二梳齿感应电极连接；
14、检测时，在第一谐振式电场传感组件的激励输入锚点和第二谐振式电场传感组件的激励输入锚点分时输入激励电压，并对第一谐振式电场传感组件的感应输出锚点和第二谐振式电场传感组件的感应输出锚点进行差分检测。
15、可选的，所述感应电极包括交叉设置的梳齿屏蔽电极和梳齿感应电极；
16、所述可动梳齿电极通过衔接梁与所述梳齿屏蔽电极连接，所述梳齿感应电极与所述感应输出锚点连接。
17、可选的，所述感应电极包括带孔屏蔽电极及设置在所述带孔屏蔽电极下方的电场感应电极；
18、所述可动梳齿电极通过衔接梁与所述带孔屏蔽电极连接，所述电场感应电极与所述感应输出锚点连接。
19、可选的，感应电极、垂直驱动单元、衔接梁、激励输入锚点、感应输出锚点和扭转梁组的数量均为2；
20、一个感应电极、一个垂直驱动单元、一个衔接梁、一个激励输入锚点、一个感应输出锚点和一个扭转梁组组成第三谐振式电场传感组件；
21、另一个感应电极、另一个垂直驱动单元、另一个衔接梁、另一个激励输入锚点、另一个感应输出锚点和另一个扭转梁组组成第四谐振式电场传感组件；
22、检测时，在第三谐振式电场传感组件的激励输入锚点和第四谐振式电场传感组件的激励输入锚点分时输入激励电压，并对第三谐振式电场传感组件的感应输出锚点和第四谐振式电场传感组件的感应输出锚点进行差分检测。
23、可选的，所述衔接梁和所述扭转梁均为条形梁。
24、可选的，感应电极、垂直驱动单元、衔接梁、激励输入锚点、感应输出锚点和扭转梁组均设置在绝缘层上，所述绝缘层下方设置有衬底。
25、可选的，感应电极、垂直驱动单元、衔接梁、激励输入锚点、感应输出锚点和扭转梁组的材料均为单晶硅、多晶硅、金属或者复合材料。
26、一种谐振式电场检测系统，所述检测系统包括上述的垂直调制的谐振式电场传感器，所述检测系统还包括激励电压源和接口电路；
27、所述激励电压源与所述传感器的激励输入锚点连接，所述接口电路与所述传感器的感应输出锚点连接。
28、一种制备方法，所述制备方法用于制备上述的垂直调制的谐振式电场传感器，所述制备方法基于soi微机械加工工艺实现。
29、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
30、本专利技术实施例提供一种垂直调制的谐振式电场传感器及其制备方法，所述传感器包括：感应电极、垂直驱动单元、衔接梁、激励输入锚点、感应输出锚点和扭转梁组；所述垂直驱动单元包括交叉设置的可动梳齿电极和固定梳齿电极，所述扭转梁组包括两个扭转梁；所述可动梳齿电极通过衔接梁与所述感应电极连接；所述可动梳齿电极的两侧分别与两个扭转梁刚性连接；所述固定梳齿电极与所述激励输入锚点连接；所述感应输出锚点与所述感应电极连接。本专利技术采用垂直驱动单元实现离面振动调制被测电场，使感应电极可以产生较大的感应电流，提升了电场传感器的灵敏度和分辨力。
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1.一种垂直调制的谐振式电场传感器，其特征在于，所述传感器包括：感应电极、垂直驱动单元、衔接梁、激励输入锚点、感应输出锚点和扭转梁组；
2.根据权利要求1所述的垂直调制的谐振式电场传感器，其特征在于，垂直驱动单元、衔接梁、激励输入锚点、感应输出锚点和扭转梁组的数量均为2，所述感应电极包括交叉设置的第一梳齿感应电极和第二梳齿感应电极；
3.根据权利要求1所述的垂直调制的谐振式电场传感器，其特征在于，所述感应电极包括交叉设置的梳齿屏蔽电极和梳齿感应电极；
4.根据权利要求1所述的垂直调制的谐振式电场传感器，其特征在于，所述感应电极包括带孔屏蔽电极及设置在所述带孔屏蔽电极下方的电场感应电极；
5.根据权利要求1或3或4所述的垂直调制的谐振式电场传感器，其特征在于，感应电极、垂直驱动单元、衔接梁、激励输入锚点、感应输出锚点和扭转梁组的数量均为2；
6.根据权利要求1所述的垂直调制的谐振式电场传感器，其特征在于，所述衔接梁和所述扭转梁均为条形梁。
7.根据权利要求1所述的垂直调制的谐振式电场传感器，其特征在于，感应电极
8.根据权利要求7所述的垂直调制的谐振式电场传感器，其特征在于，感应电极、垂直驱动单元、衔接梁、激励输入锚点、感应输出锚点和扭转梁组的材料均为单晶硅、多晶硅、金属或者复合材料。
9.一种谐振式电场检测系统，其特征在于，所述检测系统包括权利要求1-8任一项所述的垂直调制的谐振式电场传感器，所述检测系统还包括激励电压源和接口电路；
10.一种制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1-8任一项所述的垂直调制的谐振式电场传感器，所述制备方法基于SOI微机械加工工艺实现。
...【技术特征摘要】
1.一种垂直调制的谐振式电场传感器，其特征在于，所述传感器包括：感应电极、垂直驱动单元、衔接梁、激励输入锚点、感应输出锚点和扭转梁组；
2.根据权利要求1所述的垂直调制的谐振式电场传感器，其特征在于，垂直驱动单元、衔接梁、激励输入锚点、感应输出锚点和扭转梁组的数量均为2，所述感应电极包括交叉设置的第一梳齿感应电极和第二梳齿感应电极；
3.根据权利要求1所述的垂直调制的谐振式电场传感器，其特征在于，所述感应电极包括交叉设置的梳齿屏蔽电极和梳齿感应电极；
4.根据权利要求1所述的垂直调制的谐振式电场传感器，其特征在于，所述感应电极包括带孔屏蔽电极及设置在所述带孔屏蔽电极下方的电场感应电极；
5.根据权利要求1或3或4所述的垂直调制的谐振式电场传感器，其特征在于，感应电极、垂直驱动单元、衔接梁、激励输入锚点、感应输出锚点和扭转梁组的数量均为2；
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