[发明专利]耦合谐振的谐振式应变传感器

权利要求书

1.一种耦合谐振的谐振式应变传感器，其特征在于，所述谐振式应变传感器包括：

两根敏感梁，各敏感梁的两端被固定支撑；

敏感梁锚点电极，分别连接于各敏感梁的两端，以固定支撑所述敏感梁，并实现电学引出；

检测梁，连接于所述两根敏感梁之间；

短梁以及检测梁锚点电极，所述短梁的一端连接于所述检测梁，另一端连接于所述检测梁锚点电极，通过所述短梁及检测梁锚点电极实现所述检测梁的电学引出；

其中，所述敏感梁工作于对应力敏感的横振动模态，检测梁工作于整体压阻效应显著的纵振动模态，敏感梁横振动模态与检测梁纵振动模态的共振频率近似相等，敏感梁与检测梁形成耦合谐振，外加驱动使整个结构以耦合谐振频率振动，敏感梁中的应力会改变敏感梁的共振频率，整个结构的耦合谐振频率随之改变，利用检测梁的压阻效应测量耦合谐振频率就可以测得应力值，并进而计算得到应变。

2.根据权利要求1所述的耦合谐振的谐振式应变传感器，其特征在于：所述敏感梁及检测梁的共振频率近似等于各自谐振频率的方均根。

3.根据权利要求1所述的耦合谐振的谐振式应变传感器，其特征在于：所述敏感梁及检测梁的材料为单晶硅或多晶硅。

4.根据权利要求1所述的耦合谐振的谐振式应变传感器，其特征在于：所述敏感梁锚点电极通过绝缘层固定连接于硅衬底表面。

5.根据权利要求1所述的耦合谐振的谐振式应变传感器，其特征在于：所述检测梁锚点电极通过绝缘层固定连接于硅衬底表面。

6.根据权利要求1所述的耦合谐振的谐振式应变传感器，其特征在于：所述短梁连接于所述检测梁振幅最低的节点。

7.根据权利要求1所述的耦合谐振的谐振式应变传感器，其特征在于：谐振式应变传感器还包括分别位于所述敏感梁两侧的驱动装置，所述驱动装置的驱动方式包括静电驱动、电热驱动和电磁驱动。

8.根据权利要求1所述的耦合谐振的谐振式应变传感器，其特征在于：所述敏感梁及检测梁形成工字型结构，且所述敏感梁及检测梁均为直梁。

9.根据权利要求1所述的耦合谐振的谐振式应变传感器，其特征在于：所述谐振式应变传感器的振型为敏感梁任意奇数阶横振动与检测梁任意奇数阶纵振动的组合，只要保证相应横振动频率与纵振动频率近似相等即可。