[发明专利]一种基于3D打印的水平轴敏感的隧道磁阻加速度计装置

摘要

本发明提供如了一种基于3D打印的水平轴敏感的隧道磁阻加速度计装置，包括：顶部隧道磁阻传感元件结构、中部敏感部件结构、底部隧道磁阻传感元件结构，中部敏感部件结构为3D打印而成；中部结构通过3D立体支撑梁支撑在基座之上，分别位于中部结构的上下两侧，且关于中部结构上下对称布置。本发明采用3D打印代替硅微加工工艺，尺寸精确、加工便捷；敏感部件采用3D立体支撑梁，在测量上具有可靠性好、灵敏度高、抗干扰能力强等优点，支撑梁和质量块都使用尼龙材料进行3D打印而来，其在水平方向有较好的位移能力，同时在垂直方向有更好的抑制能力；立体支撑梁采用双层“U型”梁相反布置，能有效增强敏感部件的稳定性，提高装置的可靠性。

主权项

1.一种基于3D打印的水平轴敏感的隧道磁阻加速度计装置，其特征在于，包括：顶部隧道磁阻传感元件结构、中部敏感部件结构、底部隧道磁阻传感元件结构，中部敏感部件结构为3D打印而成；中部结构通过3D立体支撑梁支撑在基座之上，分别位于中部结构的上下两侧，且关于中部结构上下对称布置；顶部结构包括衬底、设置在衬底背面的顶部间隙调节层、设置在顶部间隙调节层上的第一隧道磁阻传感元件、第一、二敏感输出电极；顶部间隙调节层与基座连接，第一隧道磁阻传感元件布置于衬底下表面的中心位置，用于敏感中部结构中上磁片的位移带来的磁场强度变化，以将加速度信号转化为电压信号，第一隧道磁阻传感元件在上磁片的上方中心位置，用于获得“Y”轴方向较大的场强变化率；第一、二敏感输出电极分别布置于第一隧道磁阻传感器的上下两侧，且关于衬底的水平方向中线上下对称分布，用于输出其检测信号；中部结构包括质量块、3D立体支撑梁、上磁片以及下磁片，上、下磁片分别布置于质量块的上、下表面，分别用于生成第一、二隧道磁阻传感元件所需的局部磁场；质量块位于中部结构的中心位置，通过3D立体支撑梁支撑在基座的左、右侧面之上；底部结构与顶部结构一致，包括衬底、设置在衬底上的底部间隙调节层、设置在底部间隙调节层上的第二隧道磁阻传感元件、第三、四敏感输出电极，底部间隙调节层布置于衬底的正面，与基座连接；第二隧道磁阻传感元件布置于衬底上表面的中心位置，用于敏感下磁片的位移带来的磁场强度变化，第二隧道磁阻传感元件位于下磁片的中心位置的正下方，用于获得“Y”轴方向的最大测量灵敏度；第三、四敏感输出电极分别布置于第二隧道磁阻传感元件的上下两侧，用于输出其检测信号。