CN110596422A - 一种基于mems技术的微型加速度传感器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于MEMS技术的微型加速度传感器，包括传感器外壳和检测元件，检测元件固定安装在传感器外壳的内部，通过在传感器外壳设置的元件固定壳上开设有散热孔，有助于传感器外壳内部的检测元件散热，不至于温度过高而出现故障，且将元件固定壳和电性连接壳均采用绝缘不锈钢材质制成，并在传输端的外侧套装绝缘子，杜绝了短路现象的发生，同时保护了检测元件，使得对加速度的检测更精准；通过将第一固定电极、第二固定电极和第三固定电极采用单晶硅片制成，并采用MEMS技术制造，使得检测元件的体积更小，便于安装，同时在第二固定电极内部设置质量块和弹性固定外壳，且弹性固定外壳设置缓冲弹簧，使得检测效果更好，更加精准。

Description

一种基于MEMS技术的微型加速度传感器

技术领域

本发明涉及传感设备技术领域，具体为一种基于MEMS技术的微型加速度传感器。

背景技术

微机电系统，也叫做微电子机械系统、微系统、微机械等，指尺寸在几毫米乃至更小的高科技装置。加速度传感器是一种能够测量加速度的传感器。通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和适调电路等部分组成。传感器在加速过程中，通过对质量块所受惯性力的测量，利用牛顿第二定律获得加速度值。根据传感器敏感元件的不同，常见的加速度传感器包括电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。

目前，市场上的加速度传感器，检测不精准，且体积较大，不便于安装。

针对上述问题，本发明提供了一种基于MEMS技术的微型加速度传感器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于MEMS技术的微型加速度传感器，包括传感器外壳和检测元件，所述检测元件固定安装在传感器外壳的内部，检测精准，体积小，便于安装，从而解决了背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于MEMS技术的微型加速度传感器，包括传感器外壳和检测元件，所述检测元件固定安装在传感器外壳的内部，所述传感器外壳包括元件固定壳和电性连接壳，元件固定壳和电性连接壳固定连接构成传感器外壳整体；

所述检测元件包括第一固定电极、第二固定电极、质量块、弹性固定外壳和第三固定电极，第一固定电极固定设置在第二固定电极的上端，第二固定电极为环状结构，质量块和弹性固定外壳固定安装在第二固定电极的内部，第三固定电极固定设置在第二固定电极的下端。

优选的，所述元件固定壳和电性连接壳均采用绝缘不锈钢材质制成。

优选的，所述元件固定壳开设有散热孔，散热孔固定设置在元件固定壳的中间。

优选的，所述电性连接壳设置有柱状安装头、绝缘子、传输端和内六角螺母，柱状安装头固定安装在电性连接壳的一侧，绝缘子设置在柱状安装头的一端，传输端设置在绝缘子内部，并与检测元件电性连接，内六角螺母安装在柱状安装头的上端面。

优选的，所述第一固定电极、第二固定电极和第三固定电极均采用单晶硅片制成。

优选的，所述质量块开设有孔柱。

优选的，所述弹性固定外壳包括外壳主体和缓冲弹簧，缓冲弹簧固定安装在外壳主体的内部，且与质量块的侧面连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本基于MEMS技术的微型加速度传感器，通过在传感器外壳设置的元件固定壳上开设有散热孔，有助于传感器外壳内部的检测元件散热，不至于温度过高而出现故障，且将元件固定壳和电性连接壳均采用绝缘不锈钢材质制成，并在传输端的外侧套装绝缘子，杜绝了短路现象的发生，同时保护了检测元件，使得对加速度的检测更精准。

2、本基于MEMS技术的微型加速度传感器，通过将第一固定电极、第二固定电极和第三固定电极采用单晶硅片制成，并采用MEMS技术制造，使得检测元件的体积更小，便于安装，同时在第二固定电极内部设置质量块和弹性固定外壳，且弹性固定外壳设置缓冲弹簧，使得检测效果更好，更加精准。

附图说明

图1为本发明的传感器外壳结构示意图；

图2为本发明的检测元件结构示意图；

图3为本发明的第二固定电极剖面图。

图中：1、传感器外壳；11、元件固定壳；111、散热孔；12、电性连接壳；121、柱状安装头；122、绝缘子；123、传输端；124、内六角螺母；2、检测元件；21、第一固定电极；22、第二固定电极；23、质量块；231、孔柱；24、弹性固定外壳；241、外壳主体；242、缓冲弹簧；25、第三固定电极。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种基于MEMS技术的微型加速度传感器，包括传感器外壳1和检测元件2，检测元件2固定安装在传感器外壳1的内部。

传感器外壳1包括元件固定壳11和电性连接壳12，元件固定壳11和电性连接壳12均采用绝缘不锈钢材质制成，元件固定壳11开设有散热孔111，散热孔111固定设置在元件固定壳11的中间，电性连接壳12设置有柱状安装头121、绝缘子122、传输端123和内六角螺母124，柱状安装头121固定安装在电性连接壳12的一侧，绝缘子122设置在柱状安装头121的一端，传输端123设置在绝缘子122内部，并与检测元件2电性连接，内六角螺母124安装在柱状安装头121的上端面，元件固定壳11和电性连接壳12固定连接构成传感器外壳1整体，通过在传感器外壳1设置的元件固定壳11上开设有散热孔111，有助于传感器外壳1内部的检测元件2散热，不至于温度过高而出现故障，且将元件固定壳11和电性连接壳12均采用绝缘不锈钢材质制成，并在传输端123的外侧套装绝缘子122，杜绝了短路现象的发生，同时保护了检测元件2，使得对加速度的检测更精准。

检测元件2包括第一固定电极21、第二固定电极22、质量块23、弹性固定外壳24和第三固定电极25，第一固定电极21、第二固定电极22和第三固定电极25均采用单晶硅片制成，第一固定电极21固定设置在第二固定电极22的上端，第二固定电极22为环状结构，质量块23和弹性固定外壳24固定安装在第二固定电极22的内部，弹性固定外壳24包括外壳主体241和缓冲弹簧242，缓冲弹簧242固定安装在外壳主体241的内部，且与质量块23的侧面连接，质量块23开设有孔柱231，第三固定电极25固定设置在第二固定电极22的下端，通过将第一固定电极21、第二固定电极22和第三固定电极25采用单晶硅片制成，并采用MEMS技术制造，使得检测元件2的体积更小，便于安装，同时在第二固定电极22内部设置质量块23和弹性固定外壳24，且弹性固定外壳24设置缓冲弹簧242，使得检测效果更好，更加精准。

综上所述：本发明提供了一种基于MEMS技术的微型加速度传感器，包括传感器外壳1和检测元件2，检测元件2固定安装在传感器外壳1的内部，通过在传感器外壳1设置的元件固定壳11上开设有散热孔111，有助于传感器外壳1内部的检测元件2散热，不至于温度过高而出现故障，且将元件固定壳11和电性连接壳12均采用绝缘不锈钢材质制成，并在传输端123的外侧套装绝缘子122，杜绝了短路现象的发生，同时保护了检测元件2，使得对加速度的检测更精准；通过将第一固定电极21、第二固定电极22和第三固定电极25采用单晶硅片制成，并采用MEMS技术制造，使得检测元件2的体积更小，便于安装，同时在第二固定电极22内部设置质量块23和弹性固定外壳24，且弹性固定外壳24设置缓冲弹簧242，使得检测效果更好，更加精准。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语 “包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种基于MEMS技术的微型加速度传感器，包括传感器外壳（1）和检测元件（2），所述检测元件（2）固定安装在传感器外壳（1）的内部，其特征在于：所述传感器外壳（1）包括元件固定壳（11）和电性连接壳（12），元件固定壳（11）和电性连接壳（12）固定连接构成传感器外壳（1）整体；

所述检测元件（2）包括第一固定电极（21）、第二固定电极（22）、质量块（23）、弹性固定外壳（24）和第三固定电极（25），第一固定电极（21）固定设置在第二固定电极（22）的上端，第二固定电极（22）为环状结构，质量块（23）和弹性固定外壳（24）固定安装在第二固定电极（22）的内部，第三固定电极（25）固定设置在第二固定电极（22）的下端。

2.根据权利要求1所述的一种基于MEMS技术的微型加速度传感器，其特征在于：所述元件固定壳（11）和电性连接壳（12）均采用绝缘不锈钢材质制成。

3.根据权利要求1所述的一种基于MEMS技术的微型加速度传感器，其特征在于：所述元件固定壳（11）开设有散热孔（111），散热孔（111）固定设置在元件固定壳（11）的中间。

4.根据权利要求1所述的一种基于MEMS技术的微型加速度传感器，其特征在于：所述电性连接壳（12）设置有柱状安装头（121）、绝缘子（122）、传输端（123）和内六角螺母（124），柱状安装头（121）固定安装在电性连接壳（12）的一侧，绝缘子（122）设置在柱状安装头（121）的一端，传输端（123）设置在绝缘子（122）内部，并与检测元件（2）电性连接，内六角螺母（124）安装在柱状安装头（121）的上端面。

5.根据权利要求1所述的一种基于MEMS技术的微型加速度传感器，其特征在于：所述第一固定电极（21）、第二固定电极（22）和第三固定电极（25）均采用单晶硅片制成。

6.根据权利要求1所述的一种基于MEMS技术的微型加速度传感器，其特征在于：所述质量块（23）开设有孔柱（231）。

7.根据权利要求1所述的一种基于MEMS技术的微型加速度传感器，其特征在于：所述弹性固定外壳（24）包括外壳主体（241）和缓冲弹簧（242），缓冲弹簧（242）固定安装在外壳主体（241）的内部，且与质量块（23）的侧面连接。