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申请/专利权人：深圳信息职业技术学院;湛邵斌

摘要：本发明适用于传感器技术领域，提供了一种电感式压力传感器及压力测量电路，包括：具有第一空腔的衬底、可动薄膜和电感线圈；电感线圈设置在衬底的第一空腔上部，电感线圈的两端分别设置在衬底上，电感线圈与衬底的接触部分设置有绝缘介质层；可动薄膜设置在电感线圈的下部，可动薄膜与电感线圈之间形成第二空腔，可动薄膜与衬底的第一空腔的内壁连接，可动薄膜与电感线圈通过支撑部件连接。当可动薄膜受到压力时，可动薄膜的位置发生变化，与可动薄膜连接支撑部件位置发生变化，进而带动与支撑部件连接的电感线圈的形状发生变化，由于设计支撑部件处于可动薄膜上，可以达到使电感线圈的电感值变化量较大的目的，进而使本发明电感式传感器的灵敏度较高。

主权项：1.一种电感式压力传感器，其特征在于，包括：具有第一空腔的衬底、可动薄膜和电感线圈；所述电感线圈设置在所述衬底的第一空腔上部，所述电感线圈的两端分别设置在所述衬底上，所述电感线圈与所述衬底的接触部分设置有绝缘介质层；所述可动薄膜设置在所述电感线圈的下部，所述可动薄膜与所述电感线圈之间形成第二空腔，所述可动薄膜与所述衬底的第一空腔的内壁连接，所述可动薄膜与所述电感线圈通过支撑部件连接；所述电感线圈为平面电感线圈，所述平面电感线圈为多个U型形状的线圈首尾相接形成的电感线圈；当有外界压力通过第二空腔施加到可动薄膜时，可动薄膜受到压力发生弯曲形变，进而造成可动薄膜上的支撑部件的位置发生变化，支撑部件的位置变化造成电感线圈的形状发生变化。

全文数据：电感式压力传感器及压力测量电路技术领域[0001]本发明属于MEMS技术领域，尤其涉及一种MEMS电感式压力传感器及压力测量电路。背景技术[0002]目前，MEMS压力传感器已广泛应用于各种工业领域中。最常见的MEMS压力传感器为压阻式压力传感器。压阻式压力传感器的空腔上方为可动敏感薄膜，可动敏感薄膜直接与锚区连接，压阻条位于可动敏感薄膜的四周边缘中心处。当可动敏感薄膜收到压力作用时，向下弯曲，使得压阻条电阻发生变化，从而测量压力的变化。但是由于压阻式压力传感器的可动敏感薄膜与锚区完全连接，可动敏感薄膜受到锚区的拉力，应力分散，造成压阻条电阻变化有限，传感器的灵敏度较低。发明内容[0003]有鉴于此，本发明实施例提供了一种电感式压力传感器及压力测量电路，该传感器灵敏度较高解决现有技术中压阻式压力传感器的可动敏感薄膜直接与锚区完全连接，可动敏感薄膜受到锚区的拉力，应力分散，造成压阻条电阻变化有限，传感器的灵敏度较低的问题。[0004]本发明实施例的第一方面提供了一种电感式压力传感器，包括:具有第一空腔的衬底、可动薄膜和电感线圈；[0005]所述电感线圈设置在所述衬底的第一空腔上部，所述电感线圈的两端分别设置在所述衬底上，所述电感线圈与所述衬底的接触部分设置有绝缘介质层；[0006]所述可动薄膜设置在所述电感线圈的下部，所述可动薄膜与所述电感线圈之间形成第二空腔，所述可动薄膜与所述衬底的第一空腔的内壁连接，所述可动薄膜与所述电感线圈通过支撑部件连接。[0007]进一步地，所述电感线圈为平面电感线圈。[0008]进一步地，平面电感线圈为多个U型形状的线圈首尾相接形成的电感线圈。[0009]进一步地，所述支撑部件的个数为一个，所述支撑部件设置在所述电感线圈的中心处。[0010]进一步地，所述支撑部件的个数为多个，各个支撑部件等间距的设置在所述电感线圈上。[0011]进一步地，所述衬底的顶部面积大于所述衬底的底部面积。[0012]进一步地，所述绝缘介质层的厚度为1微米至3微米。[0013]进一步地，述衬底和所述可动薄膜的材料均为半导体材料。[0014]进一步地，所述可动薄膜的厚度为10微米至20微米。[0015]本发明实施例的第二方面提供了一种压力测量电路，包括上述的电感式压力传感器，以及电源模块和短路保护模块;所述短路保护模块的一端与所述电感式压力传感器的一端电连接，所述电源模块分别与所述短路保护模块的另一端和所述电感式压力传感器的另一端电连接。[0016]本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是:本发明实施例提供的电感式压力传感器及压力测量电路，包括具有第一空腔的衬底、可动薄膜和电感线圈；电感线圈设置在衬底的第一空腔上部，电感线圈的两端分别设置在衬底上，电感线圈与衬底的接触部分设置有绝缘介质层;可动薄膜设置在电感线圈的下部，可动薄膜与电感线圈之间形成第二空腔，可动薄膜与衬底的第一空腔的内壁连接，可动薄膜与电感线圈通过支撑部件连接。当可动薄膜受到压力时，可动薄膜的位置发生变化，与可动薄膜连接支撑部件位置发生变化，进而带动与支撑部件连接的电感线圈的形状发生变化，由于设计支撑部件处于可动薄膜上，可以达到使电感线圈的电感值变化量较大的目的，进而使本发明电感式传感器的灵敏度较高。附图说明[0017]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0018]图1为本发明实施例提供的一种电感式压力传感器的结构示意图的俯视图；[0019]图2为本发明一个实施例提供的图1沿剖面线A-A的剖面示意图；[0020]图3为本发明另一个实施例提供的图1沿剖面线A-A的剖面示意图；[0021]图4为本发明实施例提供的一种压力测量电路的结构示意图。具体实施方式[0022]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。[0023]本发明实施例的说明书和权利要求书中的技术术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。[0024]为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。[0025]参考图1和图2,图1为本发明实施例提供的一种电感式压力传感器的结构示意图的俯视图，图2为图1沿剖面线A-A的剖面示意图，本发明实施例提供的电感式压力传感器，包括：[0026]具有第一空腔104的衬底101、可动薄膜102和电感线圈103。[0027]其中，衬底101整体上可以立方体，第一空腔104为衬底101顶部和底部贯通的空腔。可动薄膜102用于接收外界给予的压力并产生形变。电感线圈103为由导线或导体绕制成的梁状结构，可以称之为MEMSMicroElectroMechanicalSystem，微机电系统微梁结构。[0028]电感线圈103设置在衬底101的第一空腔104上部，电感线圈103的两端分别设置在衬底1〇1上，电感线圈103与衬底101的接触部分设置有绝缘介质层105。[0029]其中，电感线圈103悬空在第一空腔104的上部，电感线圈103的两端分别与衬底101固定连接。绝缘介质层105的材料可以是但不限于氮化硅或氧化硅。[0030]可动薄膜102设置在电感线圈103的下部，可动薄膜102与电感线圈103之间形成第二空腔106,可动薄膜102与衬底101的第一空腔104的内壁连接，可动薄膜102与电感线圈103通过支撑部件107连接。[0031]其中，支撑部件107可以是绝缘材料支撑的圆柱或立方体，绝缘材料可以是但不限于橡胶或塑料。[0032]上述的电感式压力传感器的工作原理是：当有外界压力通过第二空腔施加到可动薄膜时，可动薄膜受到压力发生弯曲形变，进而造成可动薄膜上的支撑部件的位置发生变化，支撑部件的位置变化造成电感线圈的形状发生变化，从而造成电感线圈的电感值发生变化，根据预存的电感线圈的电感值与压力值的对应关系可以确定外界压力大小。[0033]从上述实施例可知，本发明实施例提供的电感式压力传感器包括具有第一空腔的衬底、可动薄膜和电感线圈；电感线圈设置在衬底的第一空腔上部，电感线圈的两端分别设置在衬底上，电感线圈与衬底的接触部分设置有绝缘介质层;可动薄膜设置在电感线圈的下部，可动薄膜与电感线圈之间形成第二空腔，可动薄膜与衬底的第一空腔的内壁连接，可动薄膜与电感线圈通过支撑部件连接。当可动薄膜受到压力时，可动薄膜的位置发生变化，与可动薄膜连接支撑部件位置发生变化，进而带动与支撑部件连接的电感线圈的形状发生变化，由于设计支撑部件处于可动薄膜上，可以达到使电感线圈的电感值变化量较大的目的，进而使本发明电感式传感器的灵敏度较高。[0034]进一步地，电感线圈为平面电感线圈，以减少传感器的整体体积，节省原材料，降低成本。[0035]进一步地，参考图1，平面电感线圈为多个U型形状的线圈首尾相接形成的电感线圈，以增强平面电感线圈的灵敏度，进一步增强电感式压力传感器的灵敏度。其中，多个U型形状的线圈可由导线或导体缠绕形成。[0036]进一步地，参考图2,支撑部件107的个数为一个，支撑部件设置在电感线圈的中心处。[0037]进一步地，参考图3,支撑部件107的个数为多个，各个支撑部件等间距的设置在所述电感线圈上，当可动薄膜发生微量形状变化时，同样可以通过多个支撑部件，传递该微量的形变到电感线圈。[0038]进一步地，参考图2,衬底的顶部面积大于衬底的底部面积，以保证可动薄膜可以方便地接受外界的压力。[0039]进一步地，所述绝缘介质层105的厚度为1微米至3微米。[0040]进一步地，所述衬底101和所述可动薄膜102的材料均为半导体材料，如娃、锗、砷化镓等。[0041]进一步地，所述可动薄膜102的厚度为10微米至20微米。[0042]参考图4,图4为本发明实施例提供的一种压力测量电路的结构示意图，包括:上述的电感式压力传感器403以及电源模块401和短路保护模块402;其中所述短路保护模块402的一端与压力传感器403的电感线圈的一端电连接，所述电源模块401分别与短路保护模块402的另一端和压力传感器403的电感线圈的另一端电连接。[0043]需要说明的是：电源模块可以是交流电输出。短路保护模块可以是电容元器件或电阻元器件。当电源模块输出的为交流信号，且短路保护模块为电容时，交流信号的频率为f，电容的电容值为C，则电感线圈的电感值[0044]因此，可以根据预先保存的压力值与电感线圈的电感值的对应关系，参考表1，可以获取不同电感线圈的电感值对应的外界压力的大小。[0045]表1预先保存的压力值与电感线圈的电感值的对应关系「00461[0047]以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种电感式压力传感器，其特征在于，包括:具有第一空腔的衬底、可动薄膜和电感线圈；所述电感线圈设置在所述衬底的第一空腔上部，所述电感线圈的两端分别设置在所述衬底上，所述电感线圈与所述衬底的接触部分设置有绝缘介质层；所述可动薄膜设置在所述电感线圈的下部，所述可动薄膜与所述电感线圈之间形成第二空腔，所述可动薄膜与所述衬底的第一空腔的内壁连接，所述可动薄膜与所述电感线圈通过支撑部件连接。2.根据权利要求1所述的电感式压力传感器，其特征在于，所述电感线圈为平面电感线圈，并且在其下方有第二空腔。3.根据权利要求2所述的电感式压力传感器，其特征在于，所述平面电感线圈为多个U型形状的线圈首尾相接形成的电感线圈。4.根据权利要求1所述的电感式压力传感器，其特征在于，所述支撑部件的个数为一个，所述支撑部件设置在所述电感线圈的中心处。5.根据权利要求1所述的电感式压力传感器，其特征在于，所述支撑部件的个数为多个，各个支撑部件等间距的设置在所述电感线圈上。6.根据权利要求1所述的电感式压力传感器，其特征在于，所述衬底的顶部面积大于所述衬底的底部面积，所述衬底的顶部为与所述电感线圈的接触面。7.根据权利要求1-6任一项所述的电感式压力传感器，其特征在于，所述绝缘介质层的厚度为1微米至3微米。8.根据权利要求1-6任一项所述的电感式压力传感器，其特征在于，所述衬底和所述可动薄膜的材料均为半导体材料。9.根据权利要求1-6任一项所述的电感式压力传感器，其特征在于，所述可动薄膜的厚度为10微米至20微米。10.—种压力测量电路，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电感式压力传感器，以及电源模块和短路保护模块；所述短路保护模块的一端与所述电感式压力传感器的一端电连接，所述电源模块分别与所述短路保护模块的另一端和所述电感式压力传感器的另一端电连接。

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