[发明专利]一种基于静电感应原理的非接触式MEMS自激励静场电探测系统及其探测方法

权利要求书

1.一种静电传感器，其特征在于，包括自驱动单元和静电感应探针，所述自驱动单元与所述静电感应探针相连；所述自驱动单元包括压电驱动薄膜和压电感应薄膜，所述压电驱动薄膜与所述压电感应薄膜之间电连接。

2.如权利要求1所述的静电传感器，其特征在于，所述自驱动单元包括图形化的压电驱动薄膜和图形化的压电感应薄膜。

3.如权利要求1所述的静电传感器，其特征在于，所述自驱动单元为悬臂梁结构，所述静电感应探针为平行板结构。

4.如权利要求1所述的静电传感器，其特征在于，所述自驱动单元使用任意压电材料，所述静电感应探针使用任意金属电极材料；所述自驱动单元和所述静电感应探针均使用标准MEMS工艺制作。

5.一种基于静电感应原理的非接触式MEMS自激励静电场探测系统，其特征在于：包括静电传感器、放大电路、滤波电路、微控制器、显示装置；所述静电传感器包括自驱动单元和静电感应探针，所述自驱动单元与所述静电感应探针相连，所述自驱动单元包括压电驱动薄膜以及压电感应薄膜，所述压电驱动薄膜与所述压电感应薄膜之间电连接；所述静电感应探针与所述放大电路电连接，所述放大电路通过所述滤波电路与所述微控制器相连接，所述显示装置与所述微控制器相连接；所述微控制器用于处理经过放大和滤波的静电传感器的电信号，并控制显示装置输出测量结果。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述自驱动单元包括图形化的压电驱动薄膜和图形化的压电感应薄膜。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述自驱动单元为悬臂梁结构，静电感应探针为平行板结构。

8.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述自驱动单元使用任意压电材料，所述静电感应探针使用任意金属电极材料，所述自驱动单元和所述静电感应探针均使用标准MEMS工艺制作。

9.一种采用权利要求5所述系统的基于静电感应原理的非接触式MEMS自激励静电场探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)静电感应传感器中的自驱动单元驱动静电感应探针振动，所述自驱动单元中压电感应薄膜的输出反馈给压电驱动薄膜，实现自激励效果；

2)静电传感器的输出经过放大电路与滤波电路进入微控制器，微控制器利用模数转换芯片得到数字信号，并对该数字信号进行存储、分析与判断，之后控制显示装置输出测量结果。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，通过所述微控制器控制所述自激励效果的强弱，以改变静电场探测的灵敏度。