[发明专利]一种新型频率检测谐振式磁强计

说明书

本发明公开了一种新型频率检测谐振式磁强计，包括一敏感梁和至少一对梁谐振器，所述敏感梁的两端分别固定在一第一锚点上；每对所述梁谐振器中包括设置在所述敏感梁的第一面上的梁谐振器和设置在所述敏感梁的第二面上的梁谐振器，两个所述梁谐振器分别设置在所述敏感梁的两端；每一所述梁谐振器均包括一谐振梁、一用于驱动所述梁谐振器工作的驱动部件和一用于检测所述梁谐振器谐振频率的检测部件，所述谐振梁的一端垂直固定在所述敏感梁上，所述谐振梁的另一端固定在一第二锚点上，本发明解决了现有技术中的磁强计工作时需要注入大电流和线性度低的技术问题。

技术领域

本发明涉及传感器制造技术领域，尤其涉及一种新型的频率检测谐振式磁强计。

背景技术

谐振式传感器是利用谐振元件把被测参量转换为频率信号的传感器，又称频率式传感器。当被测参量发生变化时，振动元件的固有振动频率随之改变，通过相应的测量电路，就可得到与被测参量成一定关系的电信号。谐振式传感器可分为振弦式、振筒式、振梁式、振膜式和压电谐振式等，谐振式传感器主要用于测量压力，也用于测量转矩、密度、加速度和温度等。

当前，对于谐振式磁强计的研究多集中在幅值检测方向，而对于频率检测方向的研究较少。在少有的文献记载中，如2006年，加拿大的Behraad Bahreyni在文献《Design，Modeling，Simulation，and Testing of Resonant Micromachined Magnetic FieldSensors》中提出的频率检测谐振式磁强计，由于磁场与电流产生的安培力直接作用于谐振器上，往往需要较大的电流来产生足够的安培力以增加磁强计的灵敏度。另外，由于上述的频率检测谐振式磁强计仅采用单个的谐振器进行频率检测，往往具有较差的线性度，影响检测效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种新型的频率检测谐振式磁强计，以解决现有技术中的磁强计工作时需要注入大电流和线性度低的技术问题。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是，提供一种谐振式磁强计，包括一敏感梁和至少一对梁谐振器，所述敏感梁的两端分别固定在一对第一锚点上；

每对所述梁谐振器中包括设置在所述敏感梁的第一面上的梁谐振器和设置在所述敏感梁的第二面上的梁谐振器，两个所述梁谐振器分别设置在所述敏感梁的两端；

每一所述梁谐振器均包括一谐振梁、一用于驱动所述梁谐振器工作的驱动部件和一用于检测所述梁谐振器谐振频率的检测部件，所述谐振梁的一端垂直固定在所述敏感梁上，所述谐振梁的另一端固定在一第二锚点上。

作为本发明的一种优选方案，所述敏感梁上从与所述第一锚点的连接点到所述敏感梁的中心点之间的结构构成所述谐振式磁强计的动力臂，所述敏感梁上从与所述第一锚点相接的连接点到所述谐振梁与所述敏感梁相接的连接点之间的结构构成所述谐振式磁强计的阻力臂。

作为本发明的一种优选方案，所述动力臂的长度大于所述阻力臂的长度。

作为本发明的一种优选方案，各个所述谐振梁距离所述敏感梁的中心点的距离相等。

作为本发明的一种优选方案，所述梁谐振器的数量为两对；

于不同对中，设置于所述敏感梁的同一面上的所述梁谐振器分别设置在所述敏感梁的两端。

作为本发明的一种优选方案，所述梁谐振器的数量为一对。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明采用的敏感梁相当于一微杠杆，微杠杆能够对作用于所述谐振式磁强计的磁场产生的安培力进行放大，所以本发明仅需要较小的电流便可产生足够的安培力以增加磁强计的灵敏度，不仅降低了磁强计的工作电流，还减少了焦耳热的产生。