[实用新型]一种高灵敏度的电容传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种微机电(MEMS)领域的电容传感器，尤其涉及一种高灵敏度的电容传感器。

背景技术

电容式传感器是将被测的非电量变化，如位移、压力变化等，转换为电容量变化的一种传感器。结构简单、高分辨力、可非接触测量，并能在高温、辐射和强烈振动等恶劣条件下工作，这是它的独特优点。随着集成电路技术和计算机技术的发展，促使它扬长避短，成为一种前景可观的传感器。

电容式传感器的敏感部分就是具有可变参数的电容器。其最常用的形式是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器(见图1)。若忽略边缘效应，平板电容器的感应电容的计算方式为：

C=ϵ·Ag---(1)]]>

式1中ε为极间介质的介电常数，A为两电极互相覆盖的有效面积，g为两电极之间的距离。g、A、ε三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。因此电容式传感器可分为变间距型、变面积型和变介质型三类。

其中，变间距型和变面积型电容式传感器(见图2A和图2B)的感应电容变量分别为：

|ΔC|=ϵAg2|Δg|---(2)]]>

|ΔC|=ϵg|ΔA|---(3)]]>

由此看出，变间距型电容的结构设计中，电容变化与位移成非线性关系(见式2)，须在小位移范围内工作以便线性化，但由于感应关系式中变量的二次方因子，获得的电容变化仍然较高。变间距结构的运动阻力一般为空气压模阻尼。

变面积型电容结构中，电容变化与位移为理想的线性关系(见式3)，可在弹簧线性区域内直接与加速度成正比。阻尼效应主要是滑膜空气阻尼，产生的阻力远小于压膜，有利于获得较高的分辨率。但传统设计中所获得相对电容变化小，限制了灵敏度的提升。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有变面积型电容传感器灵敏度小的缺陷，提供一种灵敏度高的电容传感器。

为了解决上述技术问题，本实用新型所提出的技术方案是：

一种高灵敏度的电容传感器，其包括柔性梁、固定叉指、以及与柔性梁连接的且与固定叉指配合的可动叉指，其中固定叉指和可动叉指分别都包括底部和与所述底部垂直连接的两个以上的凸起部。

进一步的，在不同实施方式中，其中固定叉指和可动叉指的结构完全相同。

进一步的，在不同实施方式中，其中固定叉指或可动叉指上的各个凸起部的形状相同。

进一步的，在不同实施方式中，其中凸起部的横截面是方形。

进一步的，在不同实施方式中，其中凸起部的大小相同。

进一步的，在不同实施方式中，其中每两个凸起部的间隔宽度相同。

进一步的，在不同实施方式中，其中固定叉指与可动叉指相互错位排列，即固定叉指的凸起部与可动叉指的凸起部部分重叠。