[发明专利]异型电极微型电场传感器

权利要求书

1.一种异型电极微型电场传感器，包括传感器敏感单元、驱动电路单元(6)与信号检测电路单元(7)；其特征在于，传感器敏感单元包括：衬底(1)、激励单元(2)、屏蔽电极(3)、电场感应电极(4)和锚点(5)；

其中，衬底(1)位于传感器敏感结构中间位置，屏蔽电极(3)和电场感应电极(4)组成的阵列固定在衬底(1)上表面，屏蔽电极(3)和电场感应电极(4)交替排列；

至少两激励单元(2)固定在衬底(1)上表面，位于电极阵列周缘，分别对称布置在衬底(1)的两侧，并分别与屏蔽电极(3)电连接；

多个锚点(5)固定在衬底(1)上表面，位于电极阵列周缘，分别两两对称布置在衬底(1)的另两侧，并分别与电场感应电极(4)电连接；

使用时，至少两激励单元(2)分别与驱动电路单元(6)电连接，多个锚点(5)分别与信号检测电路单元(7)电连接。

2.根据权利要求1所示的传感器，其特征在于，所述激励单元(2)、屏蔽电极(3)、电场感应电极(4)、锚点(5)固定在衬底(1)上表面，衬底(1)上表面有一绝缘隔离层，激励单元(2)、屏蔽电极(3)、电场感应电极(4)、锚点(5)固定在绝缘隔离层上表面，位于同一结构层。

3.根据权利要求2所示的传感器，其特征在于，所述绝缘隔离层，为二氧化硅层。

4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述激励单元(2)，包括激励电极和支撑梁；激励电极是静电梳齿激励电极、热激励电极、电磁激励电极或压电激励电极其中之一，支撑梁是单梁、双折梁、斜梁、蛇形梁或蟹子形梁其中之一。

5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述屏蔽电极(3)和电场感应电极(4)分别包括横梁(32、42)和电极结构(31、41)；其中，电极结构(31、41)采用结构支撑臂(311、411)连接电极阵列(312、412)的方式；

屏蔽电极(3)的横梁(32)和电场感应电极(4)的横梁(42)相互平行设置，结构支撑臂(311、411)分别与横梁(32、42)侧面垂直固连，电极阵列(312、412)分别与结构支撑臂(311、411)侧面垂直固连；结构支撑臂(311、411)相互平行交替设置，电极阵列(312、412)相互相对交错设置；

屏蔽电极(3)的横梁(32)两端分别与激励单元(2)电连接。

6.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述横梁(32、42)结构支撑臂(311、411)，是剖面为矩形、平行四边形或其它规则或不规则的长条形状。

7.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述电极阵列(312、412)中的电极，其结构形状是台阶形、梯形、三角形、圆形、半圆形或平行四边形其中之一，或几种的组合。

8.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述电极结构(31、41)，采用蛇形结构、梯形蛇形结构、台阶型蛇形结构其中之一，或几种的组合。

9.根据权利要求5、7或8所述的传感器，其特征在于，所述屏蔽电极(3)和电场感应电极(4)的电极结构相同，或不同，采用相同的电极阵列，或采用不同的电极阵列。

10.根据权利要求1或5所述的传感器，其特征在于，所述屏蔽电极(3)和电场感应电极(4)结构布置方式有混合布置方式、差分布置方式或非差分布置方式。

11.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器的工作模式是包括谐振和非谐振的开环模式、恒幅振动模式或闭环自激模式其中之一。

12.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述屏蔽电极(3)的振动方式是水平周期振动、垂直周期振动或周期性扭动其中之一。

13.根据权利要求12所述的传感器，其特征在于，所述传感器在垂直周期振动或周期性扭动时，屏蔽电极(3)和电场感应电极(4)的电极结构是结构支撑臂(311、411)一侧连接电极阵列，或是结构支撑臂(311、411)两侧连接电极阵列，或是这两种方式的组合。