[发明专利]微机械磁场传感器及其应用

摘要

本发明提供一种微机械磁场传感器及其应用，所述微机械磁场传感器至少包括：谐振振子对和依次形成于其表面上的绝缘层及金属线圈。本发明利用差分电容激励和电磁感应来测量磁场大小，其中，构成谐振振子对的两个谐振振子结构工作在反相位模式，各该谐振振子结构上的金属线圈环绕方向相反，两个谐振振子结构上的金属线圈产生的感应电动势相互并联；由于驱动信号是差分信号，消除输出信号中的容性耦合信号，以获得单纯的磁场输出信号；同时，本发明利用耦合结构将两个谐振振子结构耦合起来使两个谐振振子结构连接为一体运动；进一步，本发明结构简单，受温度影响小，输出信号大，灵敏度高，检测的准确度高，适合高工作频率。

主权项

一种微机械磁场传感器，其特征在于，所述微机械磁场传感器至少包括：谐振振子对和依次形成于其表面上的绝缘层及金属线圈；其中，所述谐振振子对包括：两个具有轴对称结构的谐振振子结构，各该谐振振子结构的对称轴至少包括第一对称轴和第二对称轴，且所述的第一对称轴垂直于第二对称轴；主支撑梁，位于所述第一对称轴上，两个谐振振子结构通过各自的主支撑梁相互耦合连接；第一耦合梁，一端连接于相互耦合连接的所述主支撑梁上；第一锚点，与所述主支撑梁的自由端相连接，其中，二谐振振子结构的第一锚点通过形成在其上的焊盘分别接地；第二锚点，连接于所述第一耦合梁的另一端，且所述第二锚点通过形成在其上的焊盘连接输出端；驱动电极，分别分布于各该谐振振子结构的相对侧，且与各该谐振振子结构之间形成有驱动间隙，所述驱动电极通过电阻连接至直流电源，且所述驱动电极通过电容连接至交流电源，其中，各该谐振振子结构的驱动电极分别连接至相位相反幅值相等的交流电源；所述绝缘层形成于所述谐振振子对的谐振振子结构、主支撑梁及第一耦合梁上表面，同时，所述第一锚点与形成于其上的焊盘之间形成有绝缘层，所述第二锚点与形成于其上的焊盘之间形成有绝缘层；所述金属线圈分别形成于各该谐振振子结构上的绝缘层上，所述金属线圈为藉由其对应的所述绝缘层中心为始端由内向外环绕的金属线圈，其中，一谐振振子结构上的金属线圈为顺时针环绕，另一振振子结构上的金属线圈为逆时针环绕；各该金属线圈的始端通过第一连接桥连接于其对应的第一锚点上的焊盘、且各该金属线圈的末端通过第二连接桥经相互耦合连接的主支撑梁及第一耦合梁上的绝缘层连接于所述第二锚点上的焊盘；或者各该金属线圈的末端通过第二连接桥连接于其对应的第一锚点上的焊盘、且各该金属线圈的始端通过第一连接桥经相互耦合连接的主支撑梁及第一耦合梁上的绝缘层连接于所述第二锚点上的焊盘；各该第一连接桥与位于其下的各该金属线圈之间形成有绝缘层。