[发明专利]一种基于抗磁体悬浮的MEMS惯性传感器

权利要求书

1.一种基于抗磁体悬浮的MEMS惯性传感器，其特征在于，包括：深硅刻蚀槽、抗磁材料、悬浮永磁体以及固定永磁体；

所述深硅刻蚀槽内部具有封闭的空间；所述深硅刻蚀槽包括两个对称的刻蚀槽，每个刻蚀槽通过将SOI硅片中支撑层的中间区域刻蚀掉得到；两个刻蚀槽开口方向相对，两个刻蚀槽中间被刻蚀掉的区域对应所述封闭的空间；

所述悬浮永磁体位于所述深硅刻蚀槽的封闭空间内，所述固定永磁体固定于上刻蚀槽外侧的顶部，用于提供作用于悬浮永磁体的悬浮力，以克服悬浮永磁体的重力，使得悬浮永磁体悬浮于所述封闭空间内；

所述抗磁材料对称的固定在深硅刻蚀槽的内部，向悬浮永磁体提供对称的抗磁力，当所述MEMS惯性传感器收到外界作用力导致悬浮永磁体的位置发生变化时，所述抗磁力作为类弹性恢复力以约束悬浮永磁体的位置，所述悬浮永磁体的位移用于确定所述外界作用力对应的空间惯性加速度；

所述抗磁材料对称的固定在深硅刻蚀槽内部的左槽壁和右槽壁、和/或前槽壁和后槽壁、和/或槽顶和槽底，用于检测悬浮永磁体的六个自由度的运动情况，包括三个平动和三个转动情况；

所述深硅刻蚀槽上包括光纤插槽，所述光纤插槽用于引入检测光纤；

所述检测光纤的端面和悬浮永磁体组成法布里-珀罗腔，所述检测光纤由其端面向悬浮永磁体发射检测光束，检测光束达到悬浮永磁体后反射，反射光束与检测光束在法布里-珀罗腔形成双光束干涉；

当所述悬浮永磁体位置发生变化后，所述法布里-珀罗腔的间距发生变化，所述双光束干涉的光谱信号发生变化；通过所述光谱信号的变化确定悬浮永磁体的空间位移变化值，以确定所述抗磁材料和悬浮永磁体组成的抗磁体悬浮结构所受的外界作用力对应的空间惯性加速度。

2.根据权利要求1所述的抗磁体悬浮的MEMS惯性传感器，其特征在于，所述光纤插槽位于深硅刻蚀槽内部的左槽壁或右槽壁，用于检测悬浮永磁体在左右方向的位移变化值；和/或

所述光纤插槽位于深硅刻蚀槽内部的前槽壁或后槽壁，用于检测悬浮永磁体在前后方向的位移变化值；和/或

所述光纤插槽位于深硅刻蚀槽内部的槽顶或槽底，用于检测悬浮永磁体在上下方向的位移变化值。

3.根据权利要求1所述的抗磁体悬浮的MEMS惯性传感器，其特征在于，两个刻蚀槽结构相同，通过固连封装。

4.根据权利要求1所述的抗磁体悬浮的MEMS惯性传感器，其特征在于，所述支撑层对悬浮永磁体进行限位保护，从而保护悬浮永磁体不受随机振动和冲击过载。

5.根据权利要求1所述的抗磁体悬浮的MEMS惯性传感器，其特征在于，所述深硅刻蚀槽所用材料为单晶硅。

6.根据权利要求1所述的基于抗磁体悬浮的MEMS惯性传感器，其特征在于，所述固定永磁体为钕铁硼永磁材料或者衫钴永磁材料。

7.根据权利要求1所述的基于抗磁体悬浮的MEMS惯性传感器，其特征在于，所述悬浮永磁体为钕铁硼永磁材料或者衫钴永磁材料。

8.根据权利要求1所述的基于抗磁体悬浮的MEMS惯性传感器，其特征在于，所述抗磁材料为热解石墨材料或者铋。