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[发明专利]基于模态局域化的扭矩式微型电场传感器-CN202010389820.X有效
发明人：彭春荣;王子龙;毋正伟;夏善红 -专利权人：中国科学院空天信息创新研究院
申请日： 2020-05-09 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G01R29/12 文献下载
摘要：一种电场传感器，包括：衬底(1)；谐振器(2)，通过支撑结构(3)设于衬底(1)表面之外平行于表面的平面上，谐振器(2)从平面的一端排列至与该端相对的另一端，各谐振器(2)之间侧壁正对，相互耦合，谐振器(2)可沿平行于平面方向振动；感应电极(4)，设于平面两端位置上的两个谐振器(2)的外侧侧壁；驱动结构(5)，设于平面两端位置上的两个谐振器(2)中的其中至少一个谐振器(2)的外侧，驱动结构(4)与谐振器(2)断开；极化介质层(6)，设于平面两端位置上的两个谐振器(2)中的其中一个谐振器(2)上。该电场传感器灵敏度高，并且，电场传感器体积小，有益于实现批量化制造和系统集成，降低成本。
基于局域扭矩式微电场传感器

[发明专利]一种单屏蔽电极三维电场传感芯片-CN202310151950.3在审
发明人： 夏善红;彭思敏;刘向明;高雅浩;彭春荣 -专利权人：中国科学院空天信息创新研究院
申请日： 2023-02-22 - 公布日： 2023-05-02 - 主分类号： G01R29/14 文献下载
摘要：本发明提供一种单屏蔽电极三维电场传感芯片，包括：衬底、固定端、驱动结构、一组可动屏蔽电极、四组固定感应电极，其中四组固定感应电极两两对称。在驱动结构作用下，屏蔽电极沿垂直于衬底方向或平行于衬底方向振动，若存在外界电场，则四组固定感应电极上会产生周期性感应电流，对四组感应电极上的感应电流采用差分求和解耦方法可分别获得X、Y、Z三个坐标轴方向的电场分量，从而实现三维电场测量。本发明提出的单屏蔽电极三维电场传感芯片设计方案，有利于减小传感器体积和功耗、增大有效感应面积，并有利于提高传感器分辨力和灵敏度。
一种屏蔽电极三维电场传感芯片

[发明专利]振动电容式微型电场传感器及其制备方法、电场传感器-CN202110386100.2有效
发明人：彭春荣;李嘉晨;郑凤杰;毋正伟;任仁;夏善红;吕曜 -专利权人：中国科学院空天信息创新研究院
申请日： 2021-04-09 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： G01R29/12 文献下载
摘要：一种振动电容式微型电场传感器及其制备方法、电场传感器，其中振动电容式微型电场传感器包括：振动电极、固定电极、支撑梁、支撑梁锚区、固定电极锚区和衬底；支撑梁锚区与固定电极锚区均设置在衬底上；振动电极包括悬空设置在衬底上方的振动薄膜元件；所述振动薄膜元件通过支撑梁固定在支撑梁锚区上；固定电极设置在振动薄膜元件的至少一侧。本发明通过对振动电极和固定电极采用共面叉指布置、共面相对布置或平行相对布置形式，使振动电极在电场力作用下发生位移，导致振动电极与固定电极的电容值发生改变，通过检测电容值实现对被测电场的测量；本发明所述的电场传感器不需要额外引入驱动电压，具有功耗低，可实现交直流宽频带电场测量的优点。
振动电容式微电场传感器及其制备方法

[发明专利]一种基于GIS-SOI-GOS的垂直谐振式MEMS电场传感器-CN202211235320.6在审
发明人： 夏善红;高雅浩;刘向明;彭思敏;彭春荣 -专利权人：中国科学院空天信息创新研究院
申请日： 2022-10-10 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： G01R29/08 文献下载
摘要：本发明提供一种基于GIS‑SOI‑GOS的垂直谐振式MEMS电场传感器，由GIS层、SOI层和GOS层组成。GIS层包括上驱动电极、绝缘环、导体硅、多个通孔以及玻璃层上的凹槽，上驱动电极通过绝缘环与导体硅实现绝缘。SOI层由器件层、埋氧层和衬底层组成，器件层制作有下驱动电极、屏蔽电极、感应电极、弹性梁和锚点等，埋氧层和衬底层刻蚀有镂空窗口，与GIS下方玻璃层上的凹槽共同为可动结构提供垂直振动空间。GOS层包括电场感应盖板和制作有窗口的玻璃层，用以建立电场感应通道。本发明实现垂直谐振式MEMS电场传感器敏感结构及真空封装的一体化圆片级制备，具有高电场感应效率、高品质因数、低驱动电压等特点。
一种基于 gis soi gos 垂直谐振 mems 电场传感器

[发明专利]一种自适应型MEMS电场传感器及其结构-CN202111408915.2有效
发明人：储昭志;杨鹏飞;闻小龙;彭春荣;夏善红;刘宇涛;吴双 -专利权人：北京中科飞龙传感技术有限责任公司
申请日： 2021-11-24 - 公布日： 2022-06-28 - 主分类号： G01R29/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种自适应型MEMS电场传感器及其结构，包括可动接地电极、至少一个拾振参考电极、至少一个感应电极、至少一个驱动电极；所述拾振参考电极与可动接地电极之间形成电容，用于检测可动接地电极的振动情况；可动接地电极与感应电极相对部分，形成感应电极的屏蔽电极，感应电极用于感应外部电场；在驱动电极上施加激励信号，使可动接地电极处于谐振状态，检测拾振参考电极、感应电极的输出，以感应电极输出的解调感应电压除以拾振参考电极输出的解调参考电压，得到外部电场检测结果。通过自动调整激励信号及对输出进行修正，能够根据环境及结构参数变化进行自适应调整，实现对传感器输出漂移的补偿，极大提高MEMS传感器的测量准确性。
一种自适应 mems 电场传感器及其结构

[发明专利]一种单芯片三维电场传感器-CN202110336557.2有效
发明人： 夏善红;彭思敏;雷虎成;刘俊;刘向明 -专利权人：中国科学院空天信息创新研究院
申请日： 2021-03-29 - 公布日： 2022-06-17 - 主分类号： G01R29/12 文献下载
摘要：一种单芯片微型三维电场传感器，以静电驱动和压电驱动交替进行的方式实现电场敏感单元电极的水平振动和垂直振动，可实现对X、Y、Z三维电场的测量。传感器主要包括：衬底、固定端、感应电极、屏蔽电极、静电驱动结构、压电驱动结构、绝缘层；两组电场敏感单元在同一平面上相互垂直放置，各自采用轴对称设计。通过静电驱动结构，使两组屏蔽电极分别相对于各自的感应电极水平振动，分别测量垂直于对称轴的面内X、Y电场分量；在压电驱动下，感应电极相对于屏蔽电极垂直振动，测量垂直于电场敏感单元的Z电场分量。本发明可实现三维电场测量，有利于传感器的微型化和集成化。
一种芯片三维电场传感器

[发明专利]一种微型电场传感器圆片级封装增敏降噪结构-CN202010943851.5在审
发明人： 夏善红;刘俊;储昭志;雷虎成;彭春荣 -专利权人：中国科学院空天信息创新研究院;北京中科飞龙传感技术有限责任公司
申请日： 2020-09-09 - 公布日： 2022-03-25 - 主分类号： B81B7/02 文献下载
摘要：一种微型电场传感器圆片级封装增敏降噪结构，该结构主要由三层圆片级导体硅和两层绝缘材料组成，包括：基底层，制作有凹槽与多个垂直互连结构，表面沉积有第一绝缘层，基底层通过第一绝缘层上的刻蚀窗口与接地垂直互连结构连接接地，降低耦合串扰噪声；器件层，刻蚀有传感结构、闭合密封环和屏蔽梁，接地屏蔽梁降低层内耦合噪声；封帽层，通过第二绝缘层与器件层实现绝缘，并通过第二绝缘层的镂空区域与传感结构之间形成微小间隙，以增强感应结构周围电场强度进而提高传感器灵敏度。本公开可实现电场传感器圆片级封装，具有增敏降噪的特点，且制造工艺简单。
一种微型电场传感器圆片级封装增敏降噪结构

[发明专利]基于多结构耦合的微型电场传感器及其制备方法-CN201910896672.8有效
发明人：彭春荣;修日;任仁;毋正伟;夏善红 -专利权人：中国科学院电子学研究所
申请日： 2019-09-20 - 公布日： 2022-03-18 - 主分类号： G01R29/12 文献下载
摘要：一种基于多结构耦合的微型电场传感器，包括：所述微型电场传感器包括第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器、电极单元和固定单元；其中：所述第一谐振器和第二谐振器之间、第三谐振器和第二谐振器之间通过电容耦合或机械梁耦合连接，第一谐振器和第三谐振器分别置于第二谐振器的两侧，且第一谐振器和第三谐振器接参考零电位或一定的参考电位；所述电极单元包括分别安装在第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器和固定单元上的激励电极、调谐电极、振动检测电极和电场感应电极，用于通过电极极板间的场强变化来测量所述微型电场传感器所处位置的电场强度。所述的电场传感器具有灵敏度高、结构简单、动态范围和灵敏度可调等优点。
基于结构耦合微型电场传感器及其制备方法

[发明专利]一种静电力调谐型MEMS电场传感器和检测方法-CN202111408937.9在审
发明人：储昭志;闻小龙;杨鹏飞;彭春荣;夏善红;刘宇涛;吴双 -专利权人：北京中科飞龙传感技术有限责任公司
申请日： 2021-11-24 - 公布日： 2022-03-01 - 主分类号： G01R29/12 文献下载
摘要：本发明公开了一种静电力调谐型MEMS电场传感器和控制方法，包括驱动电极、拾振电极、谐振结构、静电力敏感电极，静电力敏感电极与谐振结构相连，驱动电极用于与谐振结构之间形成驱动电容，拾振电极用于与谐振结构之间形成拾振电容，静电力敏感电极用于感应待测电场，引起谐振结构谐振频率的变化，拾振电极检测谐振结构谐振频率的变化，得到待测电场的检测结果。本申请通过在驱动电极上施加激励信号，引起谐振结构的谐振，静电力敏感电极在待测电场的静电力作用下，引起谐振结构的谐振频率的变化，拾振电极通过检测谐振频率的变化，实现对待测电场的测量，本传感器结构简单、易于制备、成本较低，有利于规模化网络化应用。
一种静电力调谐 mems 电场传感器检测方法

[发明专利]微型电场传感器-CN202111239275.7在审
发明人： 夏善红;高雅浩;刘向明;彭思敏;雷虎成;刘俊 -专利权人：中国科学院空天信息创新研究院
申请日： 2021-10-25 - 公布日： 2022-01-21 - 主分类号： G01R29/12 文献下载
摘要：本发明涉及一种微型电场传感器。所述微型电场传感器包括：衬底以及至少一个柱状电极，设置在所述衬底上；薄膜电极，悬空设置在所述衬底上方，所述薄膜电极上形成至少一个电极孔，所述柱状电极的位置与所述电极孔的位置相对应；以及至少一个驱动单元，用以驱动所述薄膜电极上下振动，实现所述薄膜电极的中心点沿所述柱状电极的轴线方向上的相对位置发生变化，使得所述薄膜电极与所述柱状电极上的感应电荷量发生变化。
微型电场传感器

[发明专利]一种电场传感器的封装组件、封装方法及电场传感器-CN201910095416.9有效
发明人：任仁;彭春荣;凌必赟;夏善红;郑凤杰;吕曜 -专利权人：中国科学院电子学研究所
申请日： 2019-01-30 - 公布日： 2021-07-27 - 主分类号： G01R29/12 文献下载
摘要：本发明提供了一种电场传感器的封装组件、封装方法及电场传感器。所述组件包括：基底；封帽组件，其与所述基底连接形成内腔，所述封帽组件包括绝缘层与金属层，其中，所述绝缘层用于将所述内腔与外界隔离，所述金属层覆盖于所述绝缘层外表面，所述金属层包括对称分布的两块金属电极，所述两块金属电极之间具有缝隙；电场传感器，固定于所述内腔中的基底上。通过封帽组件的绝缘层实现对电场传感器的保护，避免了外界环境对芯片工作状态的干扰。通过在封帽组件的金属层设置对称分布的两块金属电极，以及设计两块金属电极之间存在缝隙，该缝隙的存在保证了外界电场在电场传感器上的分布在后续检测中不被消除。
一种电场传感器封装组件方法

[发明专利]一种静电驱动金属微结构电场传感器-CN202110299436.5在审
发明人：郑凤杰;夏善红;彭春荣 -专利权人：中国科学院空天信息创新研究院
申请日： 2016-04-28 - 公布日： 2021-07-02 - 主分类号： G01R29/12 文献下载
摘要：本发明提供了一种静电驱动金属微结构电场传感器，包括：屏蔽电极、衬底以及位于衬底上的第一驱动结构、第二驱动结构和感应电极；第一驱动结构和第二驱动结构对称设置于感应电极的两侧，其将屏蔽电极夹持于二者之间，并驱动屏蔽电极相对于感应电极作周期性运动，屏蔽电极、第一驱动结构、第二驱动结构和感应电极采用金属材料。本发明采用金属材料制备，电极弹性大，提高了电场测量的分辨力和灵敏度，增大了有效电荷感应面积；电极传感器采用垂直振动方式，提高了电场测量的分辨力和灵敏度；通过在动电极表面开设阻尼孔，降低驱动电压，减小驱动电压引起的噪声，提高信噪比。
一种静电驱动金属微结构电场传感器

[发明专利]一种静电场传感器的自动化标定装置及标定方法-CN201610272992.2有效
发明人：郑凤杰;夏善红;彭春荣 -专利权人：中国科学院电子学研究所
申请日： 2016-04-28 - 公布日： 2021-04-23 - 主分类号： G01R35/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种静电场传感器的自动化标定装置及标定方法，其采用三维电场传感器测试支撑座，实现了对三维电场传感器的标定和测试；同时还是一种多模式自动化标定装置，兼容性好，灵活性高；实现了高压电源输出电压的自动调节、电场测量点和调节时间间隔任意设置、电场数据自动采集和处理等功能，大大提高了电场传感器的标定效率和精度；采用滑轨连接测试极板结构和屏蔽结构箱体，进行标定时操作方便，便于维护；设置导电金属丝和等分压电阻串，提高了标定精度；电场测试箱内部设置温度传感器、湿度传感器，为电场传感器环境适应性研究提供重要的参考依据。
一种静电场传感器自动化标定装置方法

[发明专利]一种砷离子检测方法-CN201910282766.6有效
发明人： 夏善红;谢勇;孙楫舟 -专利权人：中国科学院电子学研究所
申请日： 2019-04-09 - 公布日： 2021-04-09 - 主分类号： G01N21/31 文献下载
摘要：一种砷离子检测方法，包括：S1，将特异性配体修饰的纳米金属颗粒溶液与量子点溶液混合；S2，向混合液加入待检测样品；S3，检测步骤S2后混合液的荧光光谱或特异性配体修饰的纳米金属颗粒的紫外可见光吸收光谱；S4，根据荧光光谱的荧光强度或紫外可见光吸收光谱的吸收强度，得到砷离子的浓度。一种砷离子检测方法，包括：S101，向特异性配体修饰的纳米金属颗粒溶液中加入待检测样品，测得特异性配体修饰的纳米金属颗粒的紫外可见光吸收光谱；S102，向混合液加入量子点溶液后，检测混合液的荧光光谱；S103，根据紫外可见光吸收光谱的吸收强度或荧光光谱的荧光强度，得到砷离子的浓度。该方法能够提高检测的灵敏度，降低检测限。
一种离子检测方法

[发明专利]压电驱动互屏蔽电极微型电场传感器-CN201910565144.4有效
发明人： 夏善红;雷虎成;彭春荣 -专利权人：中国科学院电子学研究所;北京中科飞龙传感技术有限责任公司
申请日： 2019-06-26 - 公布日： 2021-04-06 - 主分类号： G01R29/12 文献下载
摘要：一种压电驱动互屏蔽电极微型电场传感器，主要包括：衬底、固定电极、可动电极、支柱、弹性梁、绝缘层和驱动结构；其中，构成传感器敏感结构的可动电极和固定电极在静止状态时位于同一平面，两者均为感应电极且互为屏蔽电极；由驱动电极和压电层构成的驱动结构驱动可动电极运动，使固定电极与可动电极产生相对位置变化；驱动结构位于感应电极外侧，驱动信号对感应电极上的信号干扰小。本发明的电场传感器可实现低电压驱动，有利于降低耦合干扰，提高传感器的信噪比；通过互屏蔽电极的设置，可提高敏感结构的感应效率，有利于提高传感器的分辨力和灵敏度；还具有微型化、结构简单、便于集成和批量化生产等特点。
压电驱动屏蔽电极微型电场传感器

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