[发明专利]一种硅谐振压力传感器

说明书

本发明提出了一种硅谐振压力传感器。所述硅谐振压力传感器包括导压板、压力敏感膜、谐振器和盖板；所述谐振器设置于所述压力敏感膜上方，并且，所述谐振器和压力敏感膜通过锚点相连；所述压力敏感膜设置于所述导压板上方；所述盖板与所述谐振器键合形成密封空间；其中，所述压力敏感膜采用硅薄膜。本发明提出的硅谐振压力传感器能够最大程度上提高硅谐振压力传感器的检测精度和准确性。

技术领域

本发明提出了一种硅谐振压力传感器，属于压力传感器技术领域。

背景技术

压力传感器是一种把非电量转换为电信号的器件，在生产测量中的应用十分广泛，常见于各种生产自动化控制领域，对提高设备精度、安全及质量具有重要作用。常见谐振式压力传感器而言，其激励方式包括静电激励、热激励和电磁激励，同时，其检测方法有压阻检测和电容检测等。热激励通常会与谐振器相接触，损坏谐振器表面，降低检测精度。电磁激励需要外置磁场，难以实现传感器微型化。相较于热激励与电磁激励，静电激励传感器具备体积小、检测精度高、寿命长等优点，常用于梳齿式压力传感器的设计中。在检测方式中，电容检测容易受到环境干扰，是一种抗干扰能力较弱的检测方式，而压阻式检测精度高、抗干扰能力强，同时，其输出能力好，信噪比较高。但是，由于其谐振器内部为了增大振动幅度进而放大信号方便读数，因此，当谐振器内部因构造或器件运行等因素产生振动扰乱时，这种扰乱信号也会被放大，而且降低压力检测数值的准确性和传感器运行稳定性。

发明内容

本发明提供了一种硅谐振压力传感器，用以硅谐振压力传感器的运行不稳定，压力检测准确度降低的问题：

一种硅谐振压力传感器，所述硅谐振压力传感器包括导压板、压力敏感膜、谐振器和盖板；所述谐振器设置于所述压力敏感膜上方，并且，所述谐振器和压力敏感膜通过锚点相连；所述压力敏感膜设置于所述导压板上方；所述盖板与所述谐振器键合形成密封空间；其中，所述压力敏感膜采用硅薄膜。

进一步地，所述谐振器包括柔性支撑梁、电极组一和电极组二；所述电极组一固定安装于所述支撑架一端；所述电极组二固定安装于所述支撑架的另一端；所述柔性支撑梁、电极组一和电极组二形成矩形结构。

进一步地，所述电极组一包括第一电极、梳齿对接部和第三电极；所述第一电极和第三电极通过所述梳齿对接部进行电极对接。

进一步地，所述电极组二包括第二电极、梳齿对接部和第四电极；所述第二电极和第四电极通过所述梳齿对接部进行电极对接。

进一步地，所述谐振器还包括两个重量和尺寸结构完全相同的质量块、阶梯镂空梁、电阻承载架和拾振电阻；所述两个质量块分别与电极组一和电极组二中的第三电极和第四电极对应相连；并且，所述两个质量块分别通过阶梯镂空梁与所述电阻承载架相连；所述拾振电阻固定安装在所述拾振电阻上。

进一步地，所述质量块、阶梯镂空梁、电阻承载架和拾振电阻在所述柔性支撑梁、电极组一和电极组二形成矩形空间内，以所述矩形空间的横向方向上的中心线为对称轴对称分布，并且，同时以所述矩形空间的纵向方向上的中心线为对称轴对称分布。

进一步地，所述阶梯镂空梁包括第一镂空阶梯支撑结构、第二镂空阶梯支撑结构和第三镂空阶梯支撑结构；所述第一镂空阶梯支撑结构、第二镂空阶梯支撑结构和第三镂空阶梯支撑结构的梯形部分的高满足如下大小关系：

H₂H₁H₃

其中，H₁表示第一镂空阶梯支撑结构的梯形部分的高；H₂表示第二镂空阶梯支撑结构的梯形部分的高；H₃表示第三镂空阶梯支撑结构的梯形部分的高；