基于MEMS的二维压阻式微力传感器

摘要

基于MEMS的二维压阻式微力传感器，它涉及一种微力传感器。该传感器解决目前一维微力传感器无法同时检测操作工具与基底之间接触力及操作工具与操作对象之间作用力的问题。检测直梁侧壁的两端各设一个第一压阻，二个半折叠梁沿外伸梁的中心轴线对称设置且第一直梁的另一端与外伸梁连接，外伸梁的一端与检测直梁中部的侧壁连接且二者垂直设置，外伸梁的另一端作为自由端穿过第一直梁、第一通孔和第二通孔设在固定支架的外部，检测直梁、外伸梁和二个半折叠梁连接制成一体，外伸梁沿其长度方向开有应力方孔，外伸梁上表面设有两个第二压阻，每个第二压阻位于应力方孔的孔壁与外伸梁的外侧壁之间。本发明用于微纳米操作。

主权项

一种基于MEMS的二维压阻式微力传感器，所述传感器包括固定支架(1)、检测直梁(2)、外伸梁(3)、锚点(7)和二个第一压阻(5)，固定支架(1)为矩形框架且固定支架(1)的一对平行边框中的一个上开有第二通孔(1‑1)，检测直梁(2)的两端与固定支架(1)固接且平行于开有第二通孔(1‑1)的边框，检测直梁(2)侧壁的两端各设一个第一压阻(5)，其特征在于，还包括二个半折叠梁(4)和二个第二压阻(6)，检测直梁(2)和二个半折叠梁(4)均设在固定支架(1)内，每个半折叠梁(4)由第一直梁(4‑1)、第二直梁(4‑2)和桁架(4‑3)构成，第一直梁(4‑1)的一端与桁架(4‑3)的一端连接且二者垂直设置，桁架(4‑3)的另一端与第二直梁(4‑2)的一端连接且第一直梁(4‑1)和第二直梁(4‑2)平行设置，二个半折叠梁(4)沿外伸梁(3)的中心轴线对称设置且第一直梁(4‑1)的另一端与外伸梁(3)连接，第二直梁(4‑2)的长度小于第一直梁(4‑1)的长度，二个第二直梁(4‑2)之间形成第一通孔(4‑4)，第二直梁(4‑2)的另一端通过相对应的锚点(7)与开有第二通孔(1‑1)的边框连接，外伸梁(3)的一端与检测直梁(2)中部的侧壁连接且二者垂直设置，外伸梁(3)的另一端作为自由端穿过第一直梁(4‑1)、第一通孔(4‑4)和第二通孔(1‑1)设在固定支架(1)的外部，检测直梁(2)、外伸梁(3)和二个半折叠梁(4)连接制成一体，外伸梁(3)沿其长度方向开有应力方孔(3‑1)，应力方孔(3‑1)的一端位于第一直梁(4‑1)和外伸梁(3)连接处，应力方孔(3‑1)的另一端靠近外伸梁(3)的自由端，外伸梁(3)上表面设有两个第二压阻(6)，每个第二压阻(6)位于应力方孔(3‑1)的孔壁与外伸梁(3)的外侧壁之间，第二压阻(6)的内侧壁与应力方孔(3‑1)的孔壁之间相距3‑5微米。