一种流体多参数测量的MEMS谐振式传感器芯片及其工作方法技术

本发明专利技术属于MEMS传感器技术领域，公开了一种流体多参数测量的MEMS谐振式传感器芯片及其工作方法，硅基固支体上连接有形状和大小相同的第一、第二阶梯微悬臂板阵列悬空结构，第一、第二阶梯微悬臂板阵列悬空结构均包括矩形的且同轴设置的支撑板和宽板悬臂，两支撑板宽边上的对称轴平行，宽板悬臂的临边之间留有间隙，支撑板的宽度小于宽板悬臂的宽度，支撑板的两端分别与硅基固支体和宽板悬臂连接，支撑板上设有压电电极对，每个压电电极均连接有金属引线；第一阶梯微悬臂板阵列悬空结构的宽板悬臂上设有梳齿状的金属层线圈，金属层线圈的齿部朝向宽板悬臂的自由端。该传感器芯片能够实现流体不同参量的协同测量，且在流体中具备压电自激励与自检测性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于mems（micro electromechanical systems，微型机械电子系统）传感器，具体涉及一种流体多参数测量的mems谐振式传感器芯片及其工作方法。

技术介绍

1、流体参量的精确测量在能源化工、医疗保健等领域具有广阔的应用需求，得益于微机械加工技术的发展，mems谐振式传感器能够实现微纳米尺度的结构设计与大批量生产，且具有封装集成化的优点，可显著降低传感器制造成本，满足各领域对轻量化、快速响应与实时性流体测量的迫切需求。谐振式传感器属于频率输出型传感器，能够将流体黏密度参量的变化转换为谐振状态下频域参量的变化，如谐振频率、相位等，这也使该类传感器具有良好的抗干扰能力与测量精度。目前，大多mems谐振式传感器仅针对单一特定流体参量的测量，对于流体多参量测量具有输出耦合误差大、测量精度低等问题，降低该类传感器进行流体测量的高效性，并制约着mems谐振式传感器在流体测量领域的技术发展。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种流体多参数测量的mems本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种流体多参数测量的MEMS谐振式传感器芯片，其特征在于，包括硅基固支体（6），硅基固支体（6）上连接有形状和大小相同的第一阶梯微悬臂板阵列悬空结构（14）和第二阶梯微悬臂板阵列悬空结构（15），第一阶梯微悬臂板阵列悬空结构（14）和第二阶梯微悬臂板阵列悬空结构（15）均包括矩形的且同轴设置的支撑板和宽板悬臂，两支撑板宽边上的对称轴平行，两宽板悬臂的临边之间留有间隙，支撑板的宽度小于宽板悬臂的宽度，支撑板的两端分别与硅基固支体（6）和宽板悬臂连接，支撑板上设有压电电极对，压电电极对的两个压电电极在支撑板宽边对称轴的两侧对称布置，每个压电电极均连接有金属引线（7）；第一阶梯微悬臂板阵列...

【技术特征摘要】

1.一种流体多参数测量的mems谐振式传感器芯片，其特征在于，包括硅基固支体（6），硅基固支体（6）上连接有形状和大小相同的第一阶梯微悬臂板阵列悬空结构（14）和第二阶梯微悬臂板阵列悬空结构（15），第一阶梯微悬臂板阵列悬空结构（14）和第二阶梯微悬臂板阵列悬空结构（15）均包括矩形的且同轴设置的支撑板和宽板悬臂，两支撑板宽边上的对称轴平行，两宽板悬臂的临边之间留有间隙，支撑板的宽度小于宽板悬臂的宽度，支撑板的两端分别与硅基固支体（6）和宽板悬臂连接，支撑板上设有压电电极对，压电电极对的两个压电电极在支撑板宽边对称轴的两侧对称布置，每个压电电极均连接有金属引线（7）；第一阶梯微悬臂板阵列悬空结构（14）的宽板悬臂上设有梳齿状的金属层线圈（5），金属层线圈（5）的齿部朝向宽板悬臂的自由端。

2.根据权利要求1所述的一种流体多参数测量的mems谐振式传感器芯片，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的一种流体多参数测量的mems谐振式传感器芯片，其特征在于，支撑板的长度是厚度的5倍以上、宽度是厚度的5倍以上；宽板悬臂的长度是厚度的5倍以上、宽度是厚度的5倍以上。

4.根据权利要求1所述的一种流体多参数测量的mems谐振式传感器芯片，其特征在于，宽板悬臂的宽度大于等于长度。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种流体多参数测量的mems谐振式传感器芯片，其特征在于，支撑板的长度为290~310μm、宽度为270~290μm、厚度为19~25μm；宽板悬臂的长度为695~705μm、宽度为995~1005μm、厚度为19~25μm。

6.根据权利要求1所述的一种流体多参数测量的mems谐振式传感器芯片，其特征在于，压电电极对的两个压电电极形状均为矩形，且长度相...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄琳雅，牛刚，任巍，赵立波，蒋庄德，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：