[发明专利]压阻拾振的微谐振器、激振/拾振电路及压力传感器

说明书

本公开提供一种压阻拾振的微谐振器、激振/拾振电路及压力传感器，该压阻拾振的微谐振器包括：锚点结构以及设置于锚点结构之上的可动结构；该可动结构，包括：H形梁结构、拾振端、驱动电极以及压敏电阻；其中，两根单梁的两端上分别设置有条形凹槽，该条形凹槽向拾振端延伸，将拾振端分为谐振信号检测段‑接地段‑谐振信号检测段三段结构，压敏电阻设置在单梁与谐振信号检测段的连接处。本公开提供的压阻拾振的微谐振器、激振/拾振电路及压力传感器采用压阻拾振方式，提高了谐振器的输出信号强度。

技术领域

本公开涉及MEMS微传感器技术领域，尤其涉及一种压阻拾振的微谐振器、激振/拾振电路及压力传感器。

背景技术

微谐振器是指通过微机电系统(MEMS)制作出的一种产生谐振频率的微结构，具有体积小、质量轻、结构紧凑、分辨率高、精度高、便于数据的传输处理和储存等优点，广泛应用在时间参考、信号滤波和各种传感器上。微谐振器是可动结构，在工作时是通过外加的电场力或者磁场力等方式使谐振器振动，再通过某些特定的拾振方式来检测谐振器的谐振频率。

以微谐振器为主要敏感元件，以谐振器固有谐振特性随被测量变化规律而实现的传感器叫做谐振式传感器。谐振式传感器自身作为周期信号输出(准数字信号)，只要用简单的数字电路即可转换为易与微处理器接口的数字信号；同时由于谐振敏感元件的重复性、分辨力和稳定性等非常优良，谐振式传感器的综合精度普遍较高。

其中，谐振压力传感器是以谐振器作为敏感元件，通过检测谐振器固有频率随外界压力的变化来间接测量压力的一种器件或装置。传感器输出的是频率信号，长距离传输不会降低其精度，可以不经AD转换方便地与上位机通信。谐振式压力传感器具有良好的线性度、分辨率、稳定性和极高的精度，广泛运用在航空航天、工业控制/校准、气象监测等重要领域。

然而，在实现本公开的过程中，本申请发明人发现，微谐振器可能存在抗干扰能力差，输出信号强度弱，容易产生激振电压以及非线性振动的技术问题。

发明内容

公开内容

(一)要解决的技术问题

基于上述技术问题，本公开提供一种压阻拾振的微谐振器、激振/拾振电路及压力传感器，以缓解现有技术中的微谐振器抗干扰能力差，输出信号强度弱，容易产生激振电压以及非线性振动的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供一种压阻拾振的微谐振器，包括：锚点结构；以及设置于所述锚点结构之上的可动结构，包括：H形梁结构；拾振端，设置于所述H形梁结构的端部，且分别与所述H形梁结构一端的两根单梁连接，分为：接地段和谐振信号检测段；两个驱动电极，分别设置在所述H形梁结构的两侧；以及压敏电阻，其沿所述H形梁结构中单梁的方向形成于所述H形梁结构上；其中，两根所述单梁的两端上分别设置有条形凹槽，该条形凹槽向所述拾振端延伸，将所述拾振端分为谐振信号检测段-接地段-谐振信号检测段三段结构，所述压敏电阻设置在所述单梁与所述谐振信号检测段的连接处。

在本公开的一些实施例中，其中：所述拾振端包括两个，两个所述拾振端分别设置在所述H形梁结构的两端；所述压敏电阻包括四个，四个所述压敏电阻分别形成于两根所述单梁上。

在本公开的一些实施例中，所述压敏电阻通过深层反应离子刻蚀技术沿所述单梁的方向在单梁上刻蚀形成。

根据本公开的另一个方面，还提供一种压阻拾振的微谐振器激振/拾振电路，包括：本公开提供的压阻拾振的微谐振器、直流偏置电压源以及两个方向相反的交流驱动电压源；其中，两个所述驱动电极均与直流偏置电压源连接，且两个所述驱动电极还分别与两个方向相反的所述交流驱动电压源连接，所述H形梁结构的两根单梁的运动方向相同；在一个所述拾振端上：电流沿其流动方向依次经过所述谐振信号检测段、所述压敏电阻以及所述接地段，返回电源负极，将所述压敏电阻上的电信号通过所述谐振信号检测段引出。