新型推挽激励的谐振式微机械静电场传感器  

Novel Push-Pull Driven Resonant Micromechanical Electrostatic Field Sensor

作　　者：彭春荣[1] 刘世国[1] 张海岩[1,2] 郭鑫[1,2] 夏善红[1] 

机构地区：[1]中国科学院电子学研究所,北京100190 [2]中国科学院研究生院,北京100039

出　　处：《纳米技术与精密工程》2010年第4期341-345,共5页Nanotechnology and Precision Engineering

基　　金：国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2006AA04Z347;2008AA042207)

摘　　要：为了提高传感器的信噪比(signal-to-noise ratio,SNR),降低器件的耦合干扰,基于表面微机械工艺设计制作了一种新型推挽激励方案的谐振式微型静电场传感器.该传感器敏感结构主要包括静电梳齿激励电极、屏蔽电极和感应电极3部分.工作时,在该传感器敏感结构同一侧梳齿的固定端上加入反相相等的激励信号,实现差分激励,使屏蔽电极在谐振频率处振动,从而在感应电极上感应出差分电流信号,通过相关检测方式检测出传感器该输出信号的二次谐波分量,即可获得被测静电场强度大小.该传感器的新型结构设计和激励检测方案可获得最大电场响应灵敏度,并有效抑制了同频耦合串扰和共模噪声.常压室温(约25℃)测试结果表明,在量程(-15 kV/m～15 kV/m)内,只需要5 Vpp激励电压,其中线性度(端基线性度)达到了1.03%,分辨率优于200 V/m.In order to raise the signal-to-noise ratio(SNR) and reduce the capacitance coupling noise of the device,a novel push-pull driven resonant micromechanical electrostatic field sensor(EFS) was designed and fabricated based on surface micromachining technique.The sensor architecture has three major block,including electrostatic comb-driven electrodes,shielding electrodes and sensing electrodes.As the sensor works,equal but reverse phase driving signal was applied to the fixed nodes of the same side of electros...

关 键 词：静电场测试 电场传感器 微机电系统(MEMS) 谐振器 静电激励 

分 类 号：TP212.1[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]