一种单轴压电驱动的弱磁场测量传感器

摘要

本发明提供一种单轴压电驱动的弱磁场测量传感器，包括绝缘基底、GMR敏感元件、两个相同的磁力线聚集器、调制膜、微悬臂梁和压电陶瓷薄片。在绝缘基底表面上镀有三对电极；两个磁力线聚集器分别固定在GMR敏感元件两端的绝缘基底表面上，GMR敏感元件两端分别位于磁力线聚集器的“凹”形槽内。所述微悬臂梁包括基座、悬臂。基座固定在绝缘基底上，基座连接悬臂。悬臂的自由端开有两个对准孔，两个对准孔之间制备有高磁导率软磁材料的调制膜，调制膜与GMR敏感元件垂直距离为8～15微米。压电陶瓷薄片粘在悬臂上。本发明提供的弱磁场测量传感器调制深度较大，分辨力较高，结构工艺简单，驱动电压较低。

主权项

一种单轴压电驱动的弱磁场测量传感器，其特征在于，包括绝缘基底（6）、三对电极（7、8、9）、GMR敏感元件（10）、两个相同的磁力线聚集器（11）、调制膜（14）、微悬臂梁（13）和压电陶瓷薄片（5）；所述绝缘基底（6）采用表面抛光的玻璃片，在绝缘基底（6）表面上镀有三对电极（7、8、9）；所述GMR敏感元件（10）呈细条状，中央位置有一横向的间隙（12），GMR敏感元件（10）固定在绝缘基底（6）表面上；每个磁力线聚集器（11）较窄一端开有“凹”形槽，“凹”形槽宽度比GMR敏感元件（10）略宽；两个磁力线聚集器（11）分别固定在GMR敏感元件（10）两端的绝缘基底（6）表面上，GMR敏感元件（10）两端分别位于磁力线聚集器（11）的“凹”形槽内，GMR敏感元件（10）和两个磁力线聚集器（11）三者中轴线成一直线；第二对电极（8）和第三对电极（9）分别与GMR敏感元件（10）的两对输入输出电极连接；所述微悬臂梁（13）包括基座（1）、悬臂（2）；基座（1）固定在绝缘基底（6）上，基座（1）连接悬臂（2），基座（1）上表面与悬臂（2）上表面共平面，悬臂（2）厚度小于基座（1）厚度；悬臂（2）的自由端开有两个对准孔（3），紧靠对准孔且沿悬臂（2）的中轴线向基座（1）方向依次开有若干个阻尼孔（4）；悬臂（2）下表面两个对准孔（3）之间制备有高磁导率软磁材料的调制膜（14），调制膜（14）正对GMR敏感元件（10）的间隙，调制膜（14）的形状与间隙（12）的表面形状相同；所述压电陶瓷薄片（5）表面为长方形，其宽度与悬臂（2）宽度一致，厚度方向为极化方向，压电陶瓷薄片（5）粘在悬臂（2）上，沿压电陶瓷薄片（5）长度方向一端延伸至基座（1），并与第一对电极（7）电连接，另一端延伸靠近阻尼孔（4）。