[实用新型]一种基于电隔离磁阻应力敏感元件的氢气传感器

权利要求书

1.一种基于电隔离磁阻应力敏感元件的氢气传感器，其特征在于，包括：

可变形基板；

位于所述可变形基板上的磁阻应力传感器电桥、覆盖所述磁阻应力传感器电桥的电隔离层以及位于所述电隔离层上的磁屏蔽层；

位于所述可变形基板上方的氢敏感层，所述氢敏感层在所述可变形基板所在平面的正投影覆盖所述电隔离层，所述氢敏感层用于吸附或脱附氢气以发生膨胀或收缩形变并引起所述可变形基板的应力变化，所述磁阻应力传感器电桥用于根据所述可变形基板的应力变化进行氢气浓度测量。

2.根据权利要求1所述的氢气传感器，其特征在于，所述可变形基板为悬臂梁；或者，

所述可变形基板为膜片组件，所述膜片组件包括框架和封装在所述框架中的膜片，所述磁阻应力传感器电桥设置在所述膜片上。

3.根据权利要求2所述的氢气传感器，其特征在于，所述可变形基板的长度方向为X轴方向，所述可变形基板的宽度方向为Y轴方向，所述磁阻应力传感器电桥包括多个磁电阻传感单元，所述磁电阻传感单元包括平行于X-Y平面的多膜层堆叠结构，该多膜层至少包括依次堆叠的钉扎层、参考层、势垒层、自由层和偏置层。

4.根据权利要求3所述的氢气传感器，其特征在于，所述可变形基板具有沿Z轴方向上排布的第一表面和第二表面；

所述磁阻应力传感器电桥为推挽桥式结构，所述磁阻应力传感器电桥包括推磁电阻传感单元和挽磁电阻传感单元；

所述推磁电阻传感单元设置在所述第一表面上，所述挽磁电阻传感单元设置在所述第二表面上，所述推磁电阻传感单元和所述挽磁电阻传感单元承受相同幅度且方向相反的应力。

5.根据权利要求4所述的氢气传感器，其特征在于，所述推磁电阻传感单元的自由层起始磁矩偏离Y轴的角度为α；

所述推磁电阻传感单元的自由层磁矩和所述挽磁电阻传感单元的自由层磁矩同时顺时针旋转或者同时逆时针旋转相同角度得到对应的钉扎层磁矩，所述挽磁电阻传感单元的自由层起始磁矩偏离Y轴的角度为90-α或270-α；或者，

所述推磁电阻传感单元的自由层磁矩和所述挽磁电阻传感单元的自由层磁矩的旋转方向不同且旋转角度相同，所述挽磁电阻传感单元的自由层起始磁矩偏离Y轴的角度为90+α或270+α；

α取值0°到360°的范围内，

其中，所述自由层采用具有正磁致伸缩系数的材料且承受拉应力或者采用具有负磁致伸缩系数的材料且承受压应力时α不为0°或者180°，所述自由层采用具有正磁致伸缩系数的材料且承受压应力或者采用具有负致伸缩系数的材料且承受拉应力时α不为90°或者270°。

6.根据权利要求3所述的氢气传感器，其特征在于，所述可变形基板具有沿Z轴方向上排布的第一表面和第二表面；

所述磁阻应力传感器电桥为推挽桥式结构，所述磁阻应力传感器电桥包括推磁电阻传感单元和挽磁电阻传感单元；

所述推磁电阻传感单元和所述挽磁电阻传感单元同时设置在所述第一表面上或者同时设置在所述第二表面上，所述推磁电阻传感单元和所述挽磁电阻传感单元承受相同幅度且方向相同的应力。

7.根据权利要求6所述的氢气传感器，其特征在于，所述推磁电阻传感单元的自由层起始磁矩偏离Y轴的角度为α；

所述推磁电阻传感单元的自由层磁矩和所述挽磁电阻传感单元的自由层磁矩同时顺时针旋转90°或者同时逆时针旋转90°得到对应的钉扎层磁矩，所述挽磁电阻传感单元的自由层起始磁矩偏离Y轴的角度为180-α或360-α；或者，

所述推磁电阻传感单元的自由层磁矩和所述挽磁电阻传感单元的自由层磁矩的旋转方向不同且旋转角度相同，所述挽磁电阻传感单元的自由层起始磁矩偏离Y轴的角度为α或180+α；

α取值0°到360°的范围内，

其中，所述自由层采用具有正磁致伸缩系数的材料且承受拉应力或者采用具有负磁致伸缩系数的材料且承受压应力时α不为0°或者180°，所述自由层采用具有正磁致伸缩系数的材料且承受压应力或者采用具有负致伸缩系数的材料且承受拉应力时α不为90°或者270°。