[实用新型]一种悬臂梁式磁传感器

说明书

本实用新型提供了一种悬臂梁式磁传感器，包括底座与悬臂梁，悬臂梁的一端固定在底座上，另一端为自由端，并且悬臂梁上设置磁体。该磁传感器结构简单，工作状态时悬臂梁在振源作用下发生振动，当外界磁场作用于磁体，磁体产生磁扭矩使该振动的频率与振幅发生变化，通过检测该振动的频率与振幅实现该磁场的探测，由于悬臂梁的信号放大作用，能够实现高灵敏度的磁场探测。

技术领域

本实用新型涉及磁场探测技术，具体涉及一种悬臂梁式磁传感器。

背景技术

磁传感器是传感器中的一个重要组成部分，是把磁学信号变换成为电信号等其他所需形式的信息输出的传感器。经过近一个世纪的发展，磁传感器在人类社会生活的各个方面发挥着越来越来重要的作用，每年全世界有数以十亿计的磁传感器投入使用。伴随着磁传感器的日臻完善，各行各业对其提出了越来越高的要求，尤其是要求其探测精度越来越高，同时要求其使用量程越来越宽，进一步拓宽应用领域，以满足实际应用的需求。因此，具有高的探测精度同时具有宽的使用量程是磁传感器新的发展方向之一，也越来越受到了研究学者的广泛关注。

目前，较为常见的磁传感器主要有以下几类：霍尔(Hall)传感器、磁通门和电流感应磁传感器、磁电阻型传感器等。从目前的研究现状来看，室温下磁传感器的探测精度与量程通常是顾此失彼。因此，制备即满足高的探测精度又能实现宽的探测量程的磁场传感器仍然是一大挑战，寻求新型的磁传感器是目前努力的方向之一。

实用新型内容

针对上述技术现状，本实用新型提供一种磁传感器，具有悬臂梁结构，称为悬臂梁式磁传感器，包括底座与悬臂梁，悬臂梁的一端固定在底座上，另一端为自由端；其中，悬臂梁上设置磁体；

工作状态时，悬臂梁在振源作用下发生振动，当外界磁场作用于磁体，磁体产生磁扭矩，从而影响该振动的频率与振幅发生变化，通过检测该振动的频率与振幅实现该外界磁场的探测。

所述磁体为磁性材料，作为优选，采用矫顽力大的永磁材料薄膜；作为进一步优选，所述磁体采用磁致伸缩材料。

所述振源不限，包括压电晶振片等。

所述振源用于使悬臂梁发生振动，其安装位置不限，可以将所述悬臂梁结构，包括底座与悬臂梁，安装在振源上，当振源振动，使底座与悬臂梁发生共振；也可以将底座固定，振源安装在悬臂梁上，当振源振动带动悬臂梁发生共振。

所述磁体形态不限，作为优选，所述磁体是设置在悬臂梁上的磁性薄膜，其厚度优选为100纳米～1000纳米。

所述磁体在悬臂梁上的位置不限，作为优选，所述磁体设置在靠近悬臂梁自由端的位置，最优选为设置在悬臂梁自由端的端部。

所述悬臂梁的材料不限，包括半导体材料以及金刚石等，半导体材料不限，例如n型硅、p型硅、碳化硅等；作为优选，所述悬臂梁采用金刚石材料。

所述悬臂梁尺寸不限。

所述底座的材料不限，包括半导体材料以及金刚石等，半导体材料不限，例如n型硅、p型硅、碳化硅等；作为优选，所述底座采用金刚石材料。

所述底座的材料用于固定支撑悬臂梁，其尺寸不限。

为了提高探测灵敏度，所述悬臂梁优选为微纳米尺寸，作为进一步优选，其长度为1微米～500微米，宽度为1微米～100微米，厚度为1微米～50微米。进一步优选，所述底座为微纳米尺寸，作为更优选，所述底座的长度为50微米～5000 微米，宽度为10微米～1000微米，厚度为5微米～500微米。在这种微悬臂梁结构中，作为一种变形结构，所述悬臂梁的自由端固定连接另一底座，在此结构中，作为一种实现形式，所述悬臂梁呈U型结构。

本实用新型还提供了一种制备上述悬臂梁式磁传感器的方法，包括如下步骤：