[发明专利]两级杠杆放大的谐振式仿生毛发流速、加速度微传感器

摘要

本发明公开了一种基于两级杠杆放大原理的谐振式仿生毛发流速、加速度微传感器，包括上层毛发结构，中层硅微传感器结构和下层玻璃衬底。本发明上层毛发采用微加工工艺直接加工或者采用微组装工艺粘合在中层硅微传感器结构上；中层硅微传感器结构通过锚点键合在下层玻璃衬底上；下层玻璃衬底设有键合点、电极和信号引线。中层硅微传感器结构包含两级杠杆力放大机构，当有X轴方向外界流速或加速度输入时，外界流速作用于毛发所产生的拖曳力或加速度产生的惯性力经过放大，分别反相作用在两个双端固定音叉谐振器上，从而实现信号差分检测，且输出信号为频率数字信号，有利于电路的数字化。本发明结构对称布置，测量精度高，抗干扰能力强，性能可靠。

主权项

两级杠杆放大的谐振式仿生毛发流速、加速度微传感器，包括上层毛发结构，中层硅微传感器结构以及下层玻璃衬底和信号引线，其特征在于：所述上层毛发结构底部固定在中层硅微传感器结构上，所述中层硅微传感器结构键合在下层玻璃衬底上，所述中层硅微传感器结构具体由底座质量块，旋转中心，四组摆动抑制结构，两个杠杆机构，两个双端固定音叉谐振器子结构组成，毛发位于底座质量块上端平面处，旋转中心位于底座质量块下端底部，四组摆动抑制结构分别布置在底座质量块右上，左上，左下，右下四个顶点处，所述底座质量块内部放置左右对称的两个杠杆机构及两个双端固定音叉谐振器子结构，所述底座质量块下端设置一根底座输出端短直梁，所述底座质量块通过底座输出端短直梁与两个杠杆机构相连，两个杠杆机构分别与两个双端固定音叉谐振器子结构相连，所述中层硅微传感器结构包含两级杠杆力放大机构，所述上层毛发，底座质量块，旋转中心和底座输出端短直梁构成第一级杠杆力放大机构，两个杠杆机构为第二级杠杆力放大机构，两个双端固定音叉谐振器子结构在受到两级杠杆力放大机构放大的力之后，其谐振器固有频率发生改变。