[发明专利]基于声表面波谐振器的单片集成磁感应传感器

说明书

本发明公开一种基于声表面波谐振器的单片集成磁感应传感器，包括压电基片(1)、蚀刻在压电基片(1)上的声表面波谐振器、蚀刻在压电基片(1)上的平面磁感应线圈(8)，所述平面磁感应线圈(8)环绕在声表面波谐振器外围，平面磁感应线圈(8)的内端依次通过直流偏置电极(44)、直流偏置跨连过桥(94)与声表面波谐振器相连，其外端与蚀刻在压电基片(1)上边缘处的直流偏置接地电极(104)相连。本发明的基于声表面波谐振器的单片集成磁感应传感器,集成度高、容易生产加工。

技术领域

本发明属于磁感应传感器技术领域，特别是一种集成度高、容易生产加工的基于声表面波谐振器的单片集成磁感应传感器。

背景技术

磁感应传感器是一种用于测量空间磁场的传感器，通过将磁学量信号转换为电信号，实现对空间磁场的感测。

现行技术中的磁感应传感器有干簧管、互感变压器、霍尔效应元件、磁通门传感器等。其共同的缺点是分立式结构、体积较大，动态范围小，测量精度低。

近年来以各种磁阻材料如各向异性磁阻(Anisotropic Magnetoresistance,AMR)、巨磁阻(Giant Magnetoresistance,GMR)、隧道磁阻(Tunnel MagnetoResistance,TMR)为敏感元件的新型磁感应传感器开始得到应用(专利CN03211670.5)，相比于传统的磁感应元件具有更好的温度稳定性，更高的灵敏度，更低的功耗，更好的线性度。但上述各种磁感应传感器的输出物理量大多为电流、电压、磁阻等模拟量，不便于输出信号的数字化采集、处理和传输。

中国发明专利申请“薄膜式结构磁流体-声表面波集成磁传感器”(申请号：200910079276.2，公开日：2009.8.12)利用声表面波延迟线结构，在两个IDT之间的基片表层填注磁流体，改变传经磁流体区域的声表面波波速，从而改变声表面波延迟线的延迟时间，再根据延迟时间与磁场强度变化的对应关系测量磁场及其变化。中国发明专利申请“背槽式结构磁流体-声表面波集成磁传感器”(申请号：200910079275.8，公开日：2009.8.12)在两个叉指换能器IDT之间的基片的背面填充磁流体，利用磁流体对外磁场变化的零迟滞响应，对传经磁流体区域的瑞利波进行衰减，再根据输出电磁波的幅值变化与磁场强度变化的对应关系测量磁场及其变化。其输出量前者为延迟时间，后者主要为输出电磁波的幅值即电压值或功率值，亦属于模拟量，不便于输出信号的数字化采集、处理和传输，且后者在结构上属于体微机械结构，制作工艺较复杂，不便于利用成熟的微电子平面加工方法来实现。

总之，现有技术存在的问题是：磁感应传感器集成度不高、不易生产加工。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于声表面波谐振器的单片集成磁感应传感器,集成度高、容易生产加工。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于声表面波谐振器的单片集成磁感应传感器，包括压电基片1、蚀刻在压电基片1上的声表面波谐振器、蚀刻在压电基片1上的平面磁感应线圈8，所述平面磁感应线圈8环绕在声表面波谐振器外围，平面磁感应线圈8的内端依次通过直流偏置电极44、直流偏置跨连过桥94与声表面波谐振器相连，其外端与蚀刻在压电基片1上边缘处的直流偏置接地电极104相连。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

1、集成度高：本发明采用平面磁感应线圈作为磁感应元件，与声表面波谐振器集成制作在单一压电基片上，并采用过桥进行结构内的跨接互连，实现一种单片集成的磁感应传感结构，设计紧凑、射频损耗小，抗干扰能力强；

2、容易生产加工：可以利用成熟的微机电平面工艺，制作简单，易于实现。

3、利于数字化采集：本发明应用于磁场感测时，输出量为与磁场及其变化对应的声表面波谐振器的谐振频率，是一种准数字量，易于实现输出信号的数字化采集与处理，测量精度高。