一种压电驱动单屏蔽电极3维电场传感芯片

作     者：彭思敏 夏善红 刘向明 高雅浩 张洲威 张巍 邢学斌 刘语斐 毋正伟 彭春荣 PENG Simin;XIA Shanhong;LIU Xiangming;GAO Yahao;ZHANG Zhouwei;ZHANG Wei;XING Xuebin;LIU Yufei;WU Zhengwei;PENG Chunrong

作者机构：中国科学院空天信息创新研究院传感技术联合国家重点实验室北京100190 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100049 

基　　金：国家自然科学基金(62031025,61971398) 国家重点研发计划(2022YFB3207300,2021YFB2011700) 中国科学院科研仪器设备研制项目(YJKYYQ20200026,GJJSTD20210004) 

出 版 物：《电子与信息学报》 (Journal of Electronics & Information Technology)

年 卷 期：2024年第46卷第4期

页      码：1513-1520页

摘      要：为降低激励电压和串扰噪声,实现高灵敏3维电场检测,该文提出一种压电驱动单屏蔽电极3维电场传感芯片。其敏感结构由1组可动屏蔽电极和4组固定感应电极构成,固定感应电极两两对称,在压电驱动结构作用下可动屏蔽电极垂直振动,4组感应电极在待测电场作用下产生周期性的感应电流,通过测量4组感应电极的感应电流,并经过差分求和解耦方法可分别获得x,y,z坐标轴方向的电场分量。该文通过有限元仿真设计了3维电场传感芯片结构,分析了其测量的可行性,对关键结构参数进行优化设计,并设计了敏感芯片加工工艺流程。对研制的芯片进行了实验测试,结果表明,单屏蔽电极3维电场传感芯片在0~50 kV/m电场强度范围内,x,y,z 3轴输出灵敏度分别为0.2214 mV/(kV/m),0.3580 mV/(kV/m),2.1768 mV/(kV/m),3维电场的最大测量误差小于5.3%。

主 题 词：单屏蔽电极 3维 电场 垂直振动 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 080202[080202] 08[工学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.11999/JEIT230361

馆 藏 号：203127493...