一种传感模块及加速度计的制作方法

本发明涉及加速度计技术领域，尤其涉及一种传感模块及加速度计。

背景技术：

传统谐振式传感模块是微机械惯性器件，以谐振元件作为敏感元件，其基本工作原理是利用振梁的力频特性通过谐振子的振动，从而检测谐振频率变化量获取输入的加速度大小。

现有的谐振式加速度计储能效率较低、抗干扰能力较弱，未能达到超高的精度和灵敏度等要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于：针对现代量子陀螺对超高精度与灵敏度的加速度计的需求，基于超高灵敏度mtj结构，突破基于谐振式微小型加速度计表头设计、噪声抑制等技术，发明一种具有高灵敏度与高精度潜力的微小型加速度计。

第一方面，根据本发明的一个实施例，提供了一种传感模块，包括：

基座；

至少一个传感单元，设置于所述基座的表面，其中，所述传感单元为自旋电子器件；

悬臂梁，所述悬臂梁的第一端与所述基座连接，所述悬臂梁的第二端悬空设置；

至少一个敏感介质，设置于所述悬臂梁的第二端。

可选地，所述至少一个传感单元为n个时，所述n个传感单元差分设置，其中，n为大于1的正整数。

可选地，所述敏感介质为高顺磁介质。

可选地，所述传感单元为巨磁阻器件或遂隧穿磁阻器件。

第二方面，根据本发明的一个实施例，提供一种加速度计，包括：至少一个上述的传感模块。

可选地，当传感模块为偶数个时，传感模块以固定角度对称设置。

可选地，当所述传感模块为2个时，所述传感模块对称设置。

可选地，其中，当所述传感模块为4个时，所述传感模块成十字形设置。

可选地，当所述传感模块为8个时，所述传感模块成米字形设置。

可选地，所述加速度计还包括：连接架，承载所述基座，以连接外部设备。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明的传感模块利用自旋电子器件的高灵敏性，极大的提高了传感模块的灵敏度和精度，以及减小传感模块的体积。

(2)本发明的传感模块采用电桥差分检测设置，多个敏感介质点结合进行噪声抑制。

(3)本发明的敏感介质为高顺磁介质，并且采用微加工工艺设计制作，以实现超小型、高集成的加速度计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例提供的一种传感模块的结构示意图；

图2为本发明一个实施例提供的一种加速度计的结构示意图；

图3为本发明一个实施例提供的一种加速度计的结构示意图；

图4为本发明一个实施例提供的一种加速度计的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的技术方案以及优点表达的更清楚，下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

图1为本发明一个实施例提供的一种传感模块100的结构示意图，如图1所示，该传感模块100可包括：基座10、传感单元20、悬臂梁30和至少一个敏感介质40。

至少一个传感单元20，设置于基座10的表面，其中，传感单元20为自旋电子器件。可选地，传感单元20可以为巨磁阻器件或遂隧穿磁阻器件。

悬臂梁30的第一端与基座10连接，悬臂梁30的第二端悬空设置。例如，悬臂梁30的第一端与基座10固定连接，悬臂梁30的第二端悬空设置，且悬臂梁30以悬臂梁30的第一端与基座10的连接点为轴心自由摆动。

至少一个敏感介质40设置于悬臂梁30的第二端。

可选地，敏感介质40可以为高顺磁介质。例如，敏感介质40可采用微加工工艺(microelectromechanicalsystem,mems)设计制作。

可选地，至少一个传感单元20为n个时，n个传感单元20差分设置，其中，n为大于1的正整数。例如，n为2时，2个传感单元20差分设置。n为4时，4个传感单元20电桥差分设置，以使多个敏感介质点结合进行噪声抑制。

根据上述实施方式的传感模块利用自旋电子器件的高灵敏性，极大的提高了传感模块的灵敏度和精度，以及减小传感模块的体积。

图2为本发明一个实施例提供的一种加速度计的结构示意图。如图2所示，该加速度计1000可包括：至少一个传感模块100。

其中，该传感模块100可包括：基座10、传感单元20、悬臂梁30和至少一个敏感介质40。

至少一个传感单元20，设置于基座10的表面，其中，传感单元20为自旋电子器件。可选地，传感单元20可以为巨磁阻器件或遂隧穿磁阻器件。

悬臂梁30的第一端与基座10连接，悬臂梁30的第二端悬空设置。例如，悬臂梁30的第一端与基座10固定连接，悬臂梁30的第二端悬空设置，且悬臂梁30以悬臂梁30的第一端与基座10的连接点为轴心自由摆动。

至少一个敏感介质40设置于悬臂梁30的第二端。

可选地，敏感介质40可以为高顺磁介质。例如，敏感介质40可采用微加工工艺(microelectromechanicalsystem,mems)设计制作。

可选地，至少一个传感单元20为n个时，n个传感单元20差分设置，其中，n为大于1的正整数。例如，n为2时，2个传感单元20差分设置。n为4时，4个传感单元20电桥差分设置，以使多个敏感介质点结合进行噪声抑制。

可选地，该加速度计1000还可包括：连接架200，承载所述基座10，以连接外部设备。可选地，当传感模块100为偶数个时，传感模块以固定角度对称设置。例如，如图3所示，当传感模块100为2个时，该2个传感模块100对称设置。如图4所示，当传感模块100为4个时，该4个传感模块100成十字形设置。

可选地，当传感模块100为6个时，该6个传感模块100成六芒星形设置。

可选地，当传感模块100为8个时，该8个传感模块100成米字形设置。

根据上述实施方式的加速度计利用自旋电子器件的高灵敏性，极大的提高了加速度计的灵敏度和精度，减小了加速度计的体积，以实现超小型、便于集成的加速度计。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种传感模块及加速度计，所述传感模块包括：基座；至少一个传感单元，设置于所述基座的表面，其中，所述传感单元为自旋电子器件；悬臂梁，所述悬臂梁的第一端与所述基座连接，所述悬臂梁的第二端悬空设置；至少一个敏感介质，设置于所述悬臂梁的第二端。本发明的一个实施例提供的传感模块利用自旋电子器件的高灵敏性，极大的提高了传感模块的灵敏度和精度，以及减小传感模块的体积。

技术研发人员：袁珩;李瑞媛;范鹏程;张冀星;张刚源
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2017.03.03
技术公布日：2017.07.11