CN117233424A - 一种传感器 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例公开了一种传感器。所述设备包括：传感组件，所述传感组件包括传感压电层和传感电极层；频率调节组件，所述频率调节组件物理地连接所述传感组件，所述频率调节组件在电信号的作用下发生形变，使所述传感压电层发生形变，从而改变所述传感组件的谐振频率；以及基体，所述基体用于承载所述传感组件和所述频率调节组件。

Description

一种传感器

技术领域

本说明书涉及声学技术领域，特别涉及一种传感器。

背景技术

传感器可以广泛应用于加速度计、扬声器、陀螺仪、能量采集器、骨导麦克风等微机电系统(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)或其他设备中。

然而，目前的传感器的固有谐振频率与灵敏度往往在器件制作完成时就已经固定，难以适应于复杂多变的实际应用场景。例如，需要利用具有不同谐振频率的能量采集器，以便在不同的频带上采集能量。再例如，在突然增强的外界激励下，传感器需要降低灵敏度进行自我防护。

因此，有必要提出一种谐振频率可调、灵敏度可调的传感器。

发明内容

本说明书实施例之一提供一种传感器。该设备包括：传感组件，传感组件包括传感压电层和传感电极层。频率调节组件，频率调节组件物理地连接传感组件，频率调节组件在电信号的作用下发生形变，使传感压电层发生形变，从而改变传感组件的谐振频率。以及基体，基体用于承载传感组件和频率调节组件。

在一些实施例中，所述频率调节组件使所述传感压电层沿第一方向发生形变。

在一些实施例中，所述传感压电层为矩形，且所述第一方向为所述传感压电层的长度方向。

在一些实施例中，所述传感器为两端固支或周边固支。

在一些实施例中，所述传感压电层为圆形，且所述第一方向为所述传感压电层的径向方向。

在一些实施例中，所述传感器为周边固支。

在一些实施例中，所述频率调节组件包括驱动压电层和驱动电极层。

在一些实施例中，所述传感压电层和所述驱动压电层在同一平面上。

在一些实施例中，所述驱动压电层在所述传感压电层的中间。

在一些实施例中，所述驱动压电层的长度在所述传感压电层长度的100％-500％范围内。

在一些实施例中，所述传感电极分布在所述传感压电层上靠近固支端的所述传感压电层和所述驱动压电层沿所述第一方向的总长度的1/4范围内。

在一些实施例中，所述驱动压电层在所述传感压电层的靠近固支端的位置。

在一些实施例中，所述驱动电极层的电压驱动所述驱动压电层收缩。

在一些实施例中，所述传感压电层与所述驱动电极层通过榫卯结构连接。

在一些实施例中，所述传感压电层与所述驱动压电层为相同材料制成的整体结构，所述整体结构的表面上不同区域分别布置所述传感电极层和所述驱动电极层后分别形成所述传感组件和所述频率调节组件。

在一些实施例中，所述频率调节组件使所述传感压电层发生的形变是拉伸形变。

在一些实施例中，所述基体为四边形腔体。

在一些实施例中，所述四边形腔体的大小在1.0mm×1.0mm-2.5mm×2.5mm范围内。

在一些实施例中，所述传感器在驱动电极层的电压为5V与驱动电极层的电压为0V时的谐振频率差值不小于2kHz。

在一些实施例中，所述传感压电层至少包括第一传感压电层和第二传感压电层，所述驱动压电层位于所述第一传感压电层和所述第二传感压电层之间。

在一些实施例中，所述第一传感压电层堆叠在所述驱动压电层上，所述驱动压电层堆叠在所述第二传感压电层上。

在一些实施例中，所述第一传感压电层、所述驱动压电层和所述第二传感压电层相互平行且间隔分布，所述第一传感压电层、所述驱动压电层和所述第二传感压电层的一端通过连接组件连接。

本说明书实施例中可以通过设置频率调节组件，改变向频率调节组件施加的电压使频率调节组件发生形变，以带动传感压电层发生形变，改变传感压电层结构内的应力值和应变值，从而调节传感组件的谐振频率，实现传感器的灵敏度调节。

附图说明

本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器的结构框图；

图2A是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器的俯视图；

图2B是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器的正视图；

图2C是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器的侧视图；

图3A是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器的立体结构示意图；

图3B是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器的正视结构示意图；

图4A是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器的示意图；

图4B是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器的示意图；

图5是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器的谐振频率与电压的关系示意图；以及

图6是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器的频响曲线示意图示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

本说明书实施例描述了一种传感器。所述传感器可以包括：传感组件、频率调节组件以及基体。其中，基体用于承载传感组件和频率调节组件。传感组件可以包括传感压电层和传感电极层。频率调节组件可以物理地连接传感组件，频率调节组件在电信号的作用下发生形变，使传感压电层发生形变，从而改变传感组件的谐振频率。

本说明书实施例中可以通过设置频率调节组件，改变向频率调节组件施加的电压使频率调节组件发生形变，以带动传感压电层发生形变，改变传感压电层结构内的应力值和应变值(以下称为应力)，从而调节传感组件的谐振频率，实现传感器的灵敏度调节。

下面以两端张紧的弦、两端固支梁和周边固支的薄膜为例，描述固有频率。由于两端张紧的弦(也称，线状弹性件)在发生自由振动时，其固有谐振频率与弦的物理参数(如，弦长、弦张力以及弦的线密度)存在对应关系。在一些实施例中，弦的谐振频率与弦长、弦张力、弦的线密度存在如下对应关系：

其中，f为弦的谐振频率，L为弦长，T为弦张力，ρ为弦的线密度。在一些实施例中，由于弦的谐振频率与弦张力存在对应关系，可以通过调节弦张力的大小的方式，调节弦的谐振频率。

类似于弦，传感组件的谐振频率与传感组件的物理参数存在对应关系。在一些实施例中，传感组件可以是任何在形变作用下产生电信号的组件。例如，传感组件可以是压电式传感组件，压电式传感组件在外部振动的作用下产生电信号。示例性的传感组件可以包括悬臂梁、两端固支的梁(例如，压电梁)或周边固支的振膜(例如，压电膜)等。再例如，传感组件可以是电容式传感组件，电容式传感组件接收形变导致其上电极板之间的距离变化而产生电信号。以下将以压电式传感组件为例进行说明。例如，悬臂梁或振膜的谐振频率可以与自身的物理参数存在对应关系。示例性的，振膜的谐振频率可以与振膜半径、膜张力以及振膜的面密度存在如下对应关系：

其中，f_m为振膜的谐振频率，α为振膜半径，T_m为膜张力，ρ_m为振膜的面密度。在一些实施例中，由于振膜的谐振频率与膜张力存在对应关系，可以通过调节膜张力的大小的方式，调节振膜的谐振频率。相对应的，在一些实施例中，可以通过改变传感压电层结构内的应力的方式，调节传感组件的谐振频率。

在一些实施例中，频率调节组件可以包括压电材料。压电材料具有压电效应，即在压电材料接收外界振动信号时，压电材料发生变形，从而输出电信号。示例性的，压电材料的压电效应可以表示为：

其中，D_i为压电材料的电位移，d_ij为压电应变系数、T_j为应力，为恒力作用下的介电常数，E_j为电场强度。在一些实施例中，压电材料输出的电信号的大小(即电位移)与向压电材料施加的电场强度(即电压)有关。

在一些实施例中，压电材料还具有逆压电效应，即向压电材料施加电信号，会使压电材料发生机械变形。示例性的，压电材料的逆压电效应可以表示为：

其中，S_k为压电材料的位移，为压电应变系数，E_j为电场强度，/>为弹性柔度系数，T_l为应力。在一些实施例中，压电材料的形变(即位移)与向压电材料施加的电场强度(即电压)相关。

根据公式(2)和公式(3)，频率调节组件中的压电材料可以在电信号的作用下发生形变，进一步使与频率调节组件连接的传感组件发生形变，改变传感组件中的应力，从而改变传感组件的谐振频率。在一些实施例中，频率调节组件还可以包括能够根据电信号发生形变的其他材料，如热电材料、电磁材料、静电材料等。示例性的，可以通过改变电信号的大小调节热能，使得热电材料的温度发生变化从而热电材料发生形变。再例如，改变电信号可以使得施加在电磁材料上的电磁力发生变化，从而导致电磁材料发生形变。再例如，可以通过改变静电力的方式，从而调节静电材料的两侧电极板之间的接触距离。关于频率调节组件的具体描述，可以参考本申请说明书其它部分，例如图2A-图2C、图3A-图3B、图4A-图4B及其描述。

图1是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器100的结构框图。如图1所示，传感器100可以包括：传感组件110、频率调节组件120以及基体130。

传感组件110可以被配置为具有压电效应或逆压电效应的元器件。在一些实施例中，传感组件110可以被配置为基于电信号产生振动。例如，当给传感组件110施加电信号时，传感组件110可以在电信号的作用下发生往复变形从而产生振动。在一些实施例中，传感组件110也可以在外界振动信号的作用下产生形变，并基于形变产生电信号。例如，传感组件110可以与基体110接触，从而在基体110的振动的带动下产生形变，从而产生电信号。再例如，传感组件110可以在频率调节组件120形变的带动下产生形变，从而产生电信号。

在一些实施例中，传感组件110可以包括传感压电层111和传感电极层112。在一些实施例中，传感电极层112可以覆盖在传感压电层111的至少一个表面上。传感压电层111可以被配置为提供压电效应和/或逆压电效应的部件。在一些实施例中，传感压电层111可以是能够在驱动电压的作用下产生振动的结构，传感电极层112为传感压电层111提供驱动电压。在一些实施例中，传感压电层111也可以是在受到外力作用(例如，振动组件的振动)时发生形变，并基于所述形变产生电信号的结构，传感电极层112用于传输所述电信号。

在一些实施例中，传感压电层111可以是半导体的沉积工艺(例如，磁控溅射、MOCVD)获得的压电聚合物薄膜。在一些实施例中，传感压电层111的材料可以包括压电晶体材料和压电陶瓷材料。在一些实施例中，压电晶体可以指压电单晶体。示例性的压电晶体材料可以包括水晶、闪锌矿、方硼石、电气石、红锌矿、GaAs、钛酸钡及其衍生结构晶体、KH₂PO₄、NaKC₄H₄O₆·4H₂O(罗息盐)等，或其任意组合。在一些实施例中，压电陶瓷材料是指由不同材料粉粒之间的固相反应和烧结而获得的微细晶粒无规则集合而成的压电多晶体。示例性的压电陶瓷材料可以包括钛酸钡(BT)、锆钛酸铅(PZT)、铌酸铅钡锂(PBLN)、改性钛酸铅(PT)、氮化铝(AIN)、氧化锌(ZnO)等，或其任意组合。在一些实施例中，压电层410的材料还可以为压电聚合物材料。示例性的压电聚合物材料可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)等。

在一些实施例中，传感压电层111的厚度可以在0.5μm-10μm范围内。在一些实施例中，传感压电层111的厚度可以在0.5μm-5μm范围内。在一些实施例中，传感压电层111的厚度可以在0.5μm-2μm范围内。在一些实施例中，不同材料的传感压电层111的厚度可能不同。例如，传感压电层111的材料可以包括PZT、AIN、ZnO或PVDF，且传感压电层111的厚度在0.5μm-5μm范围内。再例如，传感压电层111的材料可以包括PZT，且传感压电层111的厚度在0.5μm-2μm范围内。再例如，传感压电层111的材料可以包括PVDF，且传感压电层111的厚度在1μm-5μm范围内。

在一些实施例中，传感压电层111可以采用单层结构。传感压电层111可以基于振动的大小而发生不同程度的弯折，从而输出对应的电压。在一些实施例中，传感压电层111也可以采用多层结构，以增加传感压电层111的应力的调节范围。至少两个传感压电层111可以通过层叠的方式进行设置。例如，多个传感压电层111可以沿传感压电层111的厚度方向堆叠设置。

在一些实施例中，传感压电层111的谐振频率可以与传感压电层111的物理参数(例如，包括应力)存在对应关系，因此，可以通过改变传感压电层111的应力的方式，调节传感组件110的谐振频率。示例性的，根据上述公式(2)，增加传感压电层111的应力(如，膜张力T_m)，可以提高传感组件110的谐振频率(如，谐振频率f_m)；反之，减小传感压电层111的应力，可以降低传感组件110的谐振频率。在一些实施例中，传感压电层111的应力可以包括拉应力和压应力。其中，拉应力可以为传感压电层111存在收缩趋势时(也即，被拉伸时)产生的应力，压应力可以为传感压电层111存在伸长趋势时(也即，被压缩时)产生的应力。关于传感压电层111的具体描述，可以参考本申请说明书其它部分，例如图2A-图2C、图3A-图3B、图4A-图4B及其描述。

传感电极层112可以被配置为传递电信号的部件。例如，传感电极层112可以为传感压电层111提供驱动电压以使传感压电层111发生振动。又例如，传感电极层112也可以采集传感压电层111形变时产生的电信号。在一些实施例中，传感电极层112的材料可以包括铜(Cu)、铂金(Pt)、钼(Mo)、钛(Ti)等，或其任意组合。在一些实施例中，传感电极层112的厚度可以在0.1μm-2μm范围内。例如，传感电极层112的材料可以包括Pt/Ti复合金属，且传感电极层的厚度可以在0.1μm-0.5μm范围内。

在一些实施例中，传感电极层112可以设置在传感压电层111的至少一个表面上。在一些实施例中，传感电极层112分别设置在传感压电层111的两个相反的表面上。在一些实施例中，传感电极层112还可以设置在多层传感压电层111中相邻两个传感压电层111之间，以采集相邻两个传感压电层111产生的电信号。在一些实施例中，传感电极层112可以通过沉积、涂覆、镶嵌、契合等一种或多种贴合方式设置在传感压电层111的表面上。

频率调节组件120可以被配置为调节传感组件110的谐振频率的组件。例如，频率调节组件120可以物理地连接所述传感组件110，当频率调节组件120在电信号的作用下发生形变时，所述传感组件110的传感压电层111随之发生形变，从而改变传感组件110的谐振频率。在一些实施例中，改变向频率调节组件120施加的电信号的大小可以改变频率调节组件120的形变程度，从而调整传感压电层111的形变程度以及应力的大小，进而调节传感组件110的谐振频率。示例性的，频率调节组件120在电信号的作用下变形而对传感组件110产生拉应力时，增加电信号的大小，可以加大频率调节组件120的形变，增加传感压电层111的形变程度以及提高拉应力，从而提高传感组件110的谐振频率。反之，减小电信号的大小，可以减小频率调节组件120的形变，减小传感压电层111的变形程度以及降低拉应力，从而降低传感组件110的谐振频率。

在一些实施例中，频率调节组件120可以包括压电式频率调节组件。例如，频率调节组件120可以包括驱动压电层和驱动电极层。在驱动电极层施加的电信号的作用下，驱动压电层发生形变(如，收缩、伸长等)。示例性的，频率调节组件120可以具有逆压电效应，能够通过改变施加的电信号大小，调节频率调节组件120的形变。在一些实施例中，频率调节组件120可以包括热电式频率调节组件、静电式频率调节组件(例如，电容调节组件)或电磁式频率调节组件等。相对应的，频率调节组件120可以根据由电信号转换的中间信号(如，热能、电磁力、静电力等)发生形变。例如，频率调节组件120可以包括热电式频率调节组件，在电信号转换为热能的情况下，热电式频率调节组件可以根据热能发生形变。应当理解的是，本说明书仅以压电式频率调节组件作为示例描述，其他形式(例如，热电式、静电式、电磁式等)组件也可以作为频率调节组件，用于调节传感组件110的谐振频率。

在一些实施例中，频率调节组件120可以使传感压电层111沿第一方向发生形变。在一些实施例中，第一方向可以为期望传感压电层111产生的应力的方向。例如，第一方向可以为期望传感压电层111产生的拉应力的方向或压应力的方向。在一些实施例中，第一方向也可以为传感压电层111在感应振动时发生形变并产生应力的方向。例如，第一方向可以为传感压电层111在感应振动时产生的拉应力的方向或压应力的方向。

在一些实施例中，频率调节组件120的晶体取向可以与第一方向相同，以使频率调节组件120的应力方向与传感压电层111产生的应力方向相同，从而能够带动传感压电层111沿第一方向发生形变。例如，所述频率调节组件120使所述传感压电层111发生的形变(即传感压电层111的初始形变)可以是拉伸形变，所述第一方向为传感压电层111产生的拉应力的方向x，则频率调节组件120的晶体取向可以为拉应力方向沿方向x。在一些实施例中，第一方向还可以与传感压电层111的形状具有对应关系。下面分别提供两种示例性的传感压电层111，详细描述第一方向。

在一些实施例中，传感压电层111可以为矩形(例如，矩形悬臂梁、矩形振膜等)，第一方向可以为传感压电层111的长度方向(长轴方向)。在传感压电层111为矩形的情况下，传感压电层111可以感应振动导致其在长度方向上发生形变(如伸长或拉伸)，从而在长度方向上产生应力。

在一些实施例中，当传感压电层111为矩形时，传感器100(或传感组件110和频率调节组件120)可以为两端固支或周边固支。在一些实施例中，两端固支可以包括传感器100(或传感组件110和频率调节组件120)的长度方向上的两端固支，或传感器100(或传感组件110和频率调节组件120)的宽度方向上的两端固支。在一些实施例中，周边固支可以包括传感器100(或传感组件110和频率调节组件120)的边缘固支。

在一些实施例中，传感压电层111可以为圆形，第一方向可以为传感压电层111的径向方向。其中，径向方向可以为传感压电层111的直径所在的直线方向。在传感压电层111为圆形的情况下，传感压电层111可以感应振动导致其在径向方向上发生形变(如伸长或拉伸)，从而在径向方向上产生应力。

在一些实施例中，频率调节组件120的晶体取向可以沿传感压电层111的径向。频率调节组件120可以使得传感压电层111沿径向上发生形变，从而可以通过改变频率调节组件120的形变的方式调节传感压电层111产生的应力。

在一些实施例中，传感器100(或传感组件110和频率调节组件120)可以为周边固支。在一些实施例中，周边固支可以指传感器100(或传感组件110和频率调节组件120)的边缘固支。

本说明书实施例中可以通过设置频率调节组件120，改变向频率调节组件120施加的电压使频率调节组件120发生形变，以带动传感压电层111发生形变，改变传感压电层111结构内的应力值和应变值(以下称为应力)，从而调节传感组件110的谐振频率，实现传感器100的灵敏度调节。

基体130可以配置为承载功能性器件的组件，如用于承载传感组件110和频率调节组件120。在一些实施例中，基体130可以感应外部振动信号产生振动，传感组件110可以响应于基体130的振动发生形变，从而输出电信号。在一些实施例中，基体130可以为腔体。相对应的，传感组件110和/或频率调节组件120可以与基体130的腔体周壁连接。基体130可以通过腔体或腔体周壁传输振动。在一些实施例中，传感组件110和/或频率调节组件120可以通过焊接、螺栓连接、胶黏剂粘合等方式连接基体130。

在一些实施例中，基体130的腔体的形状可以为圆形、四边形、五边形、六边形、七边形、八边形等规则形状，也可以为其他不规则形状。例如，基体130可以为四边形腔体。

在一些实施例中，传感组件110和/或频率调节组件120可以与基体130的腔体的周壁连接。在一些实施例中，基体130的形状可以根据传感组件110和频率调节组件120的形状进行调整，以承载传感组件110和频率调节组件120。

在一些实施例中，基体130中腔体的大小可以影响传感组件110和频率调节组件120的大小。在一些实施例中，四边形腔体的大小可以在0.5mm×0.5mm-5mm×5mm范围内。

在一些实施例中，四边形腔体的大小可以在1.0mm×1.0mm-2.5mm×2.5mm范围内。

下面提供一种示例性的传感器100，以描述传感组件110、频率调节组件120以及基体130之间的设置方式。

图2A是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器100的俯视图。图2B是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器100的前视图。图2C是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器100的侧视图。图3A是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器100的立体结构示意图。图3B是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器100的正视图。需要理解的是，图2B、图2C和图3B所示的传感器100，为了便于说明压电层(如，传感压电层111、驱动压电层121)和电极层(如，传感电极层112、驱动电极层122)之间的设置关系，压电层和电极层的厚度均进行了放大处理。

如图2A-2C和图3A-3B所示，传感器100可以包括传感组件110、频率调节组件120和基体130。基体130用于承载传感组件110和频率调节组件120。在一些实施例中，传感组件110可以包括传感压电层111和传感电极层112。在一些实施例中，传感组件110可以包括多个传感压电层111和多个传感电极层112。仅作为示例，如图2B和图3B所示，传感组件110可以包括两个传感压电层111和三个传感电极层112，沿传感组件110的厚度方向上，两个传感压电层111和三个传感电极层112可以交替设置。在一些实施例中，频率调节组件120可以包括驱动压电层121和驱动电极层122。在一些实施例中，频率调节组件120可以包括多个驱动压电层121和多个驱动电极层122。仅作为示例，如图2B和图3B所示，频率调节组件120可以包括两个驱动压电层121和三个驱动电极层122，沿频率调节组件120的厚度方向上，两个驱动压电层121和三个驱动电极层122可以交替设置。在一些实施例中，传感压电层111和驱动压电层121可以在同一平面上。例如，如图2B和图3B所示，每个传感压电层111可以有对应的驱动压电层121，传感压电层111和对应的驱动压电层121可以在同一平面上。

驱动压电层121可以被配置为提供逆压电效应的部件。在一些实施例中，驱动压电层121可以根据施加的电信号发生形变，以带动传感压电层111发生形变，从而改变传感压电层111的应力。在一些实施例中，驱动压电层121发生形变时可以带动传感压电层111发生形变。示例性的，参考图2B，驱动压电层121收缩可以带动传感压电层111沿方向a伸长；反之，驱动压电层121伸长可以带动传感压电层111沿方向a收缩。

在一些实施例中，驱动压电层121可以是半导体的沉积工艺(例如，磁控溅射、MOCVD)获得的压电聚合物薄膜。在一些实施例中，驱动压电层121的材料可以包括压电晶体材料和压电陶瓷材料。在一些实施例中，压电晶体可以指压电单晶体。示例性的压电晶体材料可以包括水晶、闪锌矿、方硼石、电气石、红锌矿、GaAs、钛酸钡及其衍生结构晶体、KH₂PO₄、NaKC₄H₄O₆·4H₂O(罗息盐)等，或其任意组合。在一些实施例中，压电陶瓷材料是指由不同材料粉粒之间的固相反应和烧结而获得的微细晶粒无规则集合而成的压电多晶体。示例性的压电陶瓷材料可以包括钛酸钡(BT)、锆钛酸铅(PZT)、铌酸铅钡锂(PBLN)、改性钛酸铅(PT)、氮化铝(AIN)、氧化锌(ZnO)等，或其任意组合。在一些实施例中，压电层410的材料还可以为压电聚合物材料。示例性的压电聚合物材料可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)等。

在一些实施例中，驱动压电层121的厚度可以在0.5μm-5μm范围内。在一些实施例中，驱动压电层121的厚度可以在0.5μm-5μm范围内。在一些实施例中，驱动压电层121的厚度可以在0.5μm-2μm范围内。例如，驱动压电层121的材料可以包括PZT，且驱动压电层121的厚度可以在0.5μm-2μm范围内。

在一些实施例中，驱动压电层121可以采用单层结构，也可以采用多层结构。在驱动压电层121采用多层结构时，可以增加驱动压电层121的形变调节范围，从而可以增加传感组件110的谐振频率的调节范围。在一些实施例中，至少两个驱动压电层121可以通过层叠的方式进行设置。例如，多个驱动压电层121可以沿驱动压电层121的厚度方向堆叠设置。

在一些实施例中，驱动压电层121的形变大小与施加的电信号(如，电压大小)存在对应关系，因此，可以通过改变电压调整驱动压电层121的形变，从而调节传感压电层111的应力以及传感组件110的谐振频率。示例性的，根据上述公式(4)，增加驱动压电层121的电压(如，电场强度E_j)，可以增加驱动压电层121的形变(如，S_k为压电材料的位移)，从而可以增加传感压电层111的应力，提高传感组件110的谐振频率。再例如，减小施加在驱动压电层121的电压，可以减小驱动压电层121的形变，从而可以减小传感压电层111的应力，降低传感组件110的谐振频率，实现谐振频率的调节。

驱动电极层122可以为提供电能的部件。例如，驱动电极层122可以为驱动压电层121提供电压。在一些实施例中，驱动电极层122的电压可以驱动该驱动压电层121伸长或收缩。在一些实施例中，驱动电极层122的电压可以驱动该驱动压电层121收缩。相对应的，驱动压电层121收缩可以带动传感压电层111的拉伸形变，并使得传感压电层111产生拉应力。示例性的，如图2B所示，驱动电极层122的电压可以驱动两端的驱动压电层121收缩，导致驱动压电层121沿方向a拉动传感压电层111，使得传感压电层111沿方向a伸长并产生拉应力，以调节传感组件110的谐振频率。

在一些实施例中，调节驱动电极层122的电压，可以改变驱动压电层121的收缩程度。相对应的，在一些实施例中，改变驱动压电层121的收缩程度可以调节传感压电层111的伸长程度以及拉应力的大小，从而调节传感组件110的谐振频率。示例性的，增加驱动电极层122的电压，可以加大驱动压电层121的收缩程度，增加传感压电层111的伸长程度以及提高拉应力，从而提高传感组件110的谐振频率。反之，减小驱动电极层122的电压，可以减小驱动压电层121的收缩程度，减小传感压电层111的伸长程度以及降低拉应力，从而降低传感组件110的谐振频率。

在一些实施例中，驱动电极层122的材料可以包括铜(Cu)、铂金(Pt)、钼(Mo)、钛(Ti)等，或其任意组合。在一些实施例中，驱动电极层122的厚度可以在0.1μm-2μm范围内。例如，驱动电极层122的材料可以包括Pt/Ti复合金属，且驱动电极层122的厚度可以在0.1μm-0.5μm范围内。

在一些实施例中，驱动电极层122可以设置在驱动压电层121的至少一个表面上。在一些实施例中，驱动电极层122可以分别设置在驱动压电层121的两个相对表面上。在一些实施例中，驱动电极层122还可以设置在多层驱动压电层121中相邻两个驱动压电层121之间，以便为相邻两个驱动压电层121提供电压。在一些实施例中，驱动电极层122可以通过沉积、涂覆、镶嵌、契合等一种或多种贴合方式设置在驱动压电层121的表面上。

在一些实施例中，传感压电层111和驱动压电层121可以在同一平面上。示例性的，如图2B和图3B所示，传感压电层111和对应的驱动压电层121可以分布在同一平面上。在一些实施例中，在同一平面的传感压电层111和对应的驱动压电层121可以物理地连接。本申请所述的“物理连接”可以理解为同一结构上不同部位之间的连接，或者在分别制备不同部件或结构后，将各独立部件或结构通过焊接、铆接、卡接、螺栓连接、胶黏剂粘合等方式固定连接，或者在制备过程中，通过物理沉积(例如，物理气相沉积)或者化学沉积(例如，化学气相沉积)的方式将第一部件或结构沉积在第二部件或结构上。

在一些实施例中，当驱动压电层121和传感压电层111发生形变时，驱动压电层121和传感压电层111的连接处容易发生断裂。在一些实施例中，为了增加传感压电层111和驱动压电层121的接触面积，避免传感压电层111和驱动压电层121的连接处结合力不足，减小连接处出现断裂的可能性，传感压电层111与对应的驱动压电层121可以通过榫卯结构连接。例如，传感压电层111可以设置有凸部，驱动压电层121可以设置有凹部，凸部和凹部可以相互契合，以传感压电层111和驱动压电层121的增加接触面积。

在一些实施例中，驱动压电层121与传感压电层111可以采用一体成型工艺制成，以保证传感压电层111与驱动压电层121的连接处稳定，避免因连接处结合力不足发生断裂。在一些实施例中，传感压电层111与驱动压电层121可以为相同材料制成(例如，沉积)的整体结构，该整体结构的表面上不同区域分别布置所述传感电极层112和所述驱动电极层122后分别形成传感组件110和频率调节组件。在一些实施例中，可以在所述整体结构的表面布置一整体的电极层，再通过，例如，分割的方式将所述整体的电极层划分为传感压电层111与驱动压电层121。例如，可以在传感压电层111与驱动压电层121通过一次沉积后，在压电层(即传感压电层111与驱动压电层121的总和)上制作电极层，再利用刻蚀、切割、雕刻等分割技术分割得到传感电极层112和驱动电极层122。在一些实施例中，可以在传感压电层111与驱动压电层121通过一次沉积后，在对应的传感压电层111和驱动压电层121处分别制作对应的传感电极层112和驱动电极层122。

在一些实施例中，传感压电层111和驱动压电层121可以有多种分布方式。在一些实施例中，压电层的分布方式可以与应力分布有关。在一些实施例中，传感压电层111和驱动压电层121组成的振膜在物理上可以近似等效成两端固支的压电梁，压电梁的两端分别固定在基体130上。在压电梁发生形变时，靠近压电梁的固支端的区域的应力大于远离固支端的压电梁的中心区域。在一些实施例中，传感压电层111和驱动压电层121组成的振膜在物理上可以近似等效成周边固支的压电膜，压电膜的周边固定在基体130上。在压电膜发生形变时，靠近压电膜的固支端的区域的应力大于远离固支端的压电膜的中心区域。

在一些实施例中，为了使传感组件110获得更大的输出信号，可以进一步增加应力较大区域(例如，靠近固定端的区域)的应力。例如，驱动压电层121可以在传感压电层111的中间。也就是说，传感压电层111可以设置在应力较大的区域，即靠近固支端的区域，以使传感压电层111获得更大的信号输出，而驱动压电层121设置在应力较小区域，即远离固支端的中心区域。示例性的，如图3A-图3B所示，点X和点Y为传感压电层111的固支端，也即传感压电层111为两端固支。传感组件110可以分布在频率调节组件120的两侧(即靠近点X和点Y的位置)，以使驱动压电层121设置在传感压电层111的中间。

在一些可替代的实施例中，为了减小应力较大区域因应力过大而断裂的风险，驱动压电层121可以分布在应力较大区域，即靠近固支端的位置。例如，传感压电层111可以在驱动压电层121的中间，驱动压电层121靠近固支端。也就是说，传感压电层111可以设置在应力较小的区域，即远离固支端的中心区域；驱动压电层121驱动压电层121应力较大的区域，即靠近固支端的区域，以防止传感压电层111形变过大而断裂。示例性的，如图2A-图2B所示，点X’和点Y’为传感压电层111的固支端，也即传感压电层111为两端固支。频率调节组件120可以分布在传感组件110的两侧(即靠近点X’和点Y’的位置)，以使传感压电层111设置在驱动压电层121的中间。

在一些实施例中，在传感器100沿第一方向的长度一定时，传感压电层111的输出信号的大小与传感压电层111(或驱动压电层121)沿第一方向的长度有关。例如，当传感压电层111与驱动压电层121在同一平面，且在传感器100沿第一方向的长度一定时，驱动压电层121沿第一方向的长度越长，传感压电层111沿第一方向的长度越短，进而导致传感压电层111的输出信号越小；相对应地，驱动压电层121沿第一方向的长度越短，传感压电层111沿第一方向的长度越长，进而导致传感压电层111的输出信号越大。

在一些实施例中，为了减小应力较大区域因应力过大而断裂的风险，传感压电层111可以布置在驱动压电层121的中间。在此情况下，为了增大传感压电层111的输出信号，可以使驱动压电层121相对于传感压电层111沿第一方向的长度尽可能小。例如，驱动压电层121沿第一方向的长度可以在传感压电层111沿第一方向的长度的5％-50％范围内。再例如，驱动压电层121沿第一方向的长度可以在传感压电层111沿第一方向的长度的5％-30％范围内。再例如，驱动压电层121沿第一方向的长度可以在传感压电层111沿第一方向的长度的10％-25％范围内。

在一些实施例中，为了使传感组件110获得更大的输出信号，驱动压电层121可以布置在传感压电层111的中间。在此情况下，为了降低应力较大区域因应力过大而断裂的风险，可以使驱动压电层121相对于传感压电层111沿第一方向的长度尽可能大。例如，驱动压电层121沿第一方向的长度可以在传感压电层111沿第一方向的长度的100％-500％范围内。再例如，驱动压电层121沿第一方向的长度可以在传感压电层111沿第一方向的长度的150％-300％范围。

在一些实施例中，传感压电层111为两端固支的压电梁。在压电梁发生形变时，压电梁的应力分布为：从压电梁的固支端开始到中间的位置，压电梁的应力可以从拉应力减小为零，再从零增大为压应力。在一些实施例中，应力临界点(即零点，拉应力和压应力相互抵消的位置)位于压电梁沿第一方向长度的1/4处或其附近的位置。当然，不同形状的压电梁可能对应不同位置的应力临界点。在一些实施例中，传感电极112可以设置在传感压电层111的压应力区域或拉应力区域内，以避免在感应振动时部分拉应力和压应力发生抵消，从而增大信号的输出，提高传感器100的灵敏度。其中，拉应力区域可以为从压电梁的固支端到应力临界点的区域。压应力区域可以为从应力临界点到压电梁的中心的区域。

示例性的，如图3B所示，点P和点Q可以为压电梁的应力临界点，点X和点Y可以为压电梁的固支端，从点X到点P所在的区域以及从点Y到Q所在的区域可以为压应力区域，从点P到点Q所在的区域(即，从点P到点O所在的区域以及从点O到Q所在的区域的集合)可以为拉应力区域。

在一些实施例中，由于压电梁或压电膜的应力临界点可以为压电梁或压电膜上靠近固支端沿第一方向的总长度的1/4处，因此传感电极层112可以分布在靠近固支端的所述压电梁或压电膜沿第一方向的总长度的1/4长度范围内。在一些实施例中，当传感压电层111与驱动压电层121在同一平面时，所述压电梁或压电膜沿第一方向的长度可以是所述传感压电层111和所述驱动压电层121沿所述第一方向的总长度。示例性的，如图3B所示，传感电极层112可以分布在点X到点P所在的区域内以及从点Y到Q所在的区域内。

在一些实施例中，压电梁的应力临界点的位置可以通过附加质量块进行调节。在一些实施例中，质量块可以设置在压电梁的靠近中心点的区域，以调节应力临界点的位置。示例性的，质量块的质量越大，应力临界点越靠近压电梁的中心点；反之，质量块的质量越小，应力临界点越靠近压电梁的固支端的1/4处。在一些实施例中，质量块还可以设置在压电梁的其他区域，如固支端、靠近压电梁的固支端的1/4处等。

本申请实施例中，通过设计传感电极层112的分布，可以避免传感组件110在感应振动时部分拉应力和压应力发生抵消，从而增大传感组件110信号的输出，提高传感器100的灵敏度。

在一些实施例中，传感压电层111和驱动压电层121也可以不设置在同一平面上。图4A是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器100的示意图。图4B是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器100的示意图。

在一些实施例中，如图4A所示，传感压电层111和驱动压电层121可以堆叠设置。在一些实施例中，传感组件110可以包括多层传感压电层111，频率调节组件120可以包括多层驱动压电层121。为简化结构，图4A和图4B仅以两层传感压电层和一层驱动压电层为例进行说明，应当理解的是，传感组件110可以只包括一层传感压电层111，也可包括多于两层的传感压电层111，频率调节组件120可以包括一层或多层驱动压电层121，在此不做限定。如图4A所示，传感组件110可以包括第一传感压电层111-1和第二传感压电层111-2；频率调节组件120可以包括驱动压电层121。在一些实施例中，驱动压电层121可以位于所述第一传感压电层111-1和所述第二传感压电层111-2之间，用于将形变直接或间接传递给第一传感压电层111-1和所述第二传感压电层111-2。如图4A所示，所述第一传感压电层111-1可以堆叠在所述驱动压电层121上，所述驱动压电层121可以进一步堆叠在所述第二传感压电层111-2上，以使传感压电层(第一传感压电层111-1和第二传感压电层111-2)位于应力较大的表面。当驱动压电层121发生伸缩时，更容易改变传感组件110的谐振频率，使所述谐振频率向低频或高频移动，以增加所述传感组件110在低频或高频的灵敏度。在一些实施例中，如图4B所示，所述第一传感压电层111-1、所述驱动压电层121和所述第二传感压电层111-2可以相互平行且间隔分布，所述第一传感压电层111-1、所述驱动压电层121和所述第二传感压电层111-2的一端可以通过连接组件140连接。当驱动压电层121在电信号作用下发生形变时，通过连接组件140将形变传递给第一传感压电层111-1和第二传感压电层111-2，使所述传感压电层111发生形变，从而改变所述传感组件110的谐振频率。如图4B所示，所述驱动压电层121可以在所述第一传感压电层111-1和第二传感压电层111-2之间，以使传感压电层(第一传感压电层111-1和第二传感压电层111-2)位于应力较大的表面。当驱动压电层121发生伸缩时，更容易改变传感组件110的谐振频率，使所述谐振频率向低频或高频移动，以增加所述传感组件110在低频或高频的灵敏度。

应当理解的是，传感电极层112(未示出)可以覆盖在感压电层111(例如，第一传感压电层111-1和第二传感压电层111-2)的至少一个表面上；驱动电极层122(未示出)可以覆盖在驱动压电层121的至少一个表面上。

图5是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器100的谐振频率与电压的关系示意图。如图5所示，当向频率调节组件120施加的电压(即驱动电极层122的电压)在0～5V范围内递增时，传感器100的谐振频率从300Hz到5500Hz左右单调递增。进一步地，当驱动电极层122的电压在0V时，传感器100的谐振频率为300Hz左右；当驱动电极层122的电压在5V时，传感器100的谐振频率为5500Hz左右。在一些其它的实施例中，传感器100在驱动电极层122的电压为5V与驱动电极层122的电压为0V时的谐振频率差值可以不小于2kHz。通过改变驱动电极层122上的电压，可以实现传感器谐振频率的大范围调节。

图6是根据本说明书一些实施例所示的示例性传感器100的频响曲线示意图示意图。曲线610为在驱动电极层122的电压V₀＝0V时传感器100的频响曲线；曲线620为在驱动电极层122的电压V₀＝0.1V时传感器100的频响曲线；曲线630为在驱动电极层122的电压V₀＝0.5V时传感器100的频响曲线；曲线640为在驱动电极层122的电压V₀＝1V时传感器100的频响曲线。如曲线610-曲线640所示，当向频率调节组件120施加0～1V的电压时，传感器100的谐振频率从2kHz左右增大到5kHz左右；在频率为0Hz到1000Hz左右范围内，传感器100的灵敏度从-57dB左右降低到-70dB左右，实现了谐振频率和器件灵敏度的大范围调节。

在一些实施例中，在传感器的制备过程中，为了避免传感器中的传感压电层受到过大应力，出现褶皱、断裂、甚至传感器失效，通常通过改变薄膜沉积过程中的参数(例如，沉积温度、沉积功率气体的流量等)来调节应力。但这种方法导致调控周期长，成本高。根据本说明书一些实施例所述的传感器100，通过设置频率调节组件120，使传感压电层111受到的应力处于可调的范围内，当传感器100应用于不同场景时，可通过改变向频率调节组件120施加的电压的大小，实现传感压电层111的主动应力调控。因此，本说明书所述的传感器100不但缩短了调控周期，而且节约了制作成本。

在一些实施例中，本说明书所述的传感器100可以应用于麦克风或扬声器的自适应调节。例如，麦克风可以根据不同的场景调整到合适的谐振频率以及工作带宽，从而对目标频率范围的声音进行更有效地采集。简单来说，不同的噪声环境对麦克风的性能会产生不同的影响。在识别到特定频率范围的噪声较大时，可以根据本说明书的实施例，对麦克风(例如，麦克风中的压电组件)的谐振频率进行调节，使其避开或远离所述特定频率范围，从而避免该噪声对麦克风的影响。或者，在获取到待采集的目标声音所在的频率范围时，可以根据本说明书的实施例，对麦克风(例如，麦克风中的压电组件)的谐振频率进行调节，使其靠近或者位于所述频率范围，以提高对目标声音进行采集的灵敏度。再或者，在待采集的声音信号过大(例如，音量大于某个阈值)时，可以根据本说明书实施例对麦克风的谐振频率进行调节，以降低麦克风在过大音量对应的频率范围内的麦克风的灵敏度，避免过大音量导致麦克风所采集的信息失真或者对麦克风造成损坏。类似地，也可以根据环境噪声的大小、待播放音频信号的强弱、或者用户选择的目标频率范围等，将扬声器的谐振频率调整到合适的频率范围，以改变扬声器在不同频带的灵敏度，满足不同的应用需求。

在一些实施例中，本说明书所述的传感器100可以应用于加速度计中。加速度计可以用于对特定物体的运动状态进行检测，通过调整加速度计的灵敏度(例如，通过改变谐振频率以改变特定频率范围内的灵敏度)，可以减小加速度计对外界噪声的影响、和/或提高加速度计对目标信号的响应能力，从而更准确地反映所述特定物体的运动状态。例如，移动设备(例如，手机、可穿戴设备)中可以包含传感器100作为加速度计，当携带移动设备的用户处于不同场景下时，可以对传感器100的谐振频率或灵敏度进行不同方式的调整。例如，携带移动设备乘坐不同交通工具时，不同交通工具的噪声(频段)可能不同，因此可以将加速度计的谐振频率调整到不同的频段，以避免环境干扰加速度计测量移动设备实时状态的准确度。例如，当用户携带手机乘坐汽车时，可以将手机中的传感器100的谐振峰调节到远离汽车上的噪声(例如，路面振动产生的噪声)的频段上。再例如，当用户携带手机乘坐飞机时，可以将手机加速度计中的传感器100的谐振峰调节到远离飞机上的噪声(例如，气流或飞机机翼振动产生的噪声)的频段上。再例如，当手机跌落受到低频冲击载荷时，可以将手机加速度计中的传感器100的谐振频率调节到高频频段，减小其在低频段的灵敏度，从而降低低频冲击载荷对传感器100造成损坏的可能性。再例如，当用户携带手机或其它可穿戴设备进行运动时，为了更好地检测用户的运动信息，可以调整传感器100以提高手机或可穿戴设备检测目标运动信息的灵敏度。

在一些实施例中，本说明书所述的传感器100可以应用于车载系统中。由于汽车在行驶过程中遇到的噪声环境不同(例如，颠簸路段和平坦路段的噪声具有不同的频率分布)，为了避免噪声影响传感器100的正常工作，可以在检测到汽车处于不同的噪声环境时，调整传感器100的谐振峰，使其避开或远离主要噪声所在的频段，减小传感器100对噪声的响应。

在一些实施例中，传感器100的谐振频率与其可测量的带宽相关。例如，传感器100的谐振频率越高，传感器可测量的带宽可能越宽。在一些实施例中，包含传感器100的自适应加速度计可以根据不同的场景，调节传感器100的谐振频率来满足不同的测量带宽。例如，当检测运动或静态的移动设备(例如，手机、可穿戴设备)产生的1g左右的加速度值时，可以调节自适应加速度计的谐振频率，使其可测量的带宽在0Hz左右。再例如，当检测汽车在高加速度(例如，碰撞过程中产生的200g左右的加速度值)或低加速度(例如，汽车在稳定加速或减速过程中产生的2g左右的加速度值)下的状态时，可以调节自适应加速度计的谐振频率，使其可测量的带宽在100Hz左右。再例如，当检测工业领域平台的稳定或倾斜状态的加速度值(例如，25g左右)时，可以调节自适应加速度计的谐振频率，使其可测量的带宽在5Hz-500Hz范围内。再例如，当检测武器或飞行器导航应用中的加速度值(例如，5g左右)时，可以调节自适应加速度计的谐振频率，使其可测量的带宽在小于1kHz范围内。再例如，当检测潜艇或飞行器导航应用中的加速度值(例如，15g左右)时，可以调节自适应加速度计的谐振频率，使其可测量的带宽在大于300Hz范围内。

应当理解的是，本说明书所述的传感器100可以应用到任何具有压电结构的装置，用于调节应力分布、谐振频率或灵敏度，在此不做限定。

本说明书实施例可能带来的有益效果包括但不限于：本说明书实施例中可以通过设置频率调节组件，改变向频率调节组件施加的电压使频率调节组件发生形变，以带动传感压电层发生形变，改变传感压电层结构内的应力值和应变值，从而调节传感组件的谐振频率，实现传感器的灵敏度调节。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确，说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。

同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。

最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (12)

1.一种传感器，包括：

传感组件，所述传感组件包括传感压电层和传感电极层；

频率调节组件，所述频率调节组件物理地连接所述传感组件，所述频率调节组件在电信号的作用下发生形变，使所述传感压电层发生形变，从而改变所述传感组件的谐振频率；以及

基体，所述基体用于承载所述传感组件和所述频率调节组件。

2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述频率调节组件使所述传感压电层沿第一方向发生形变。

3.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述传感压电层为矩形，所述第一方向为所述传感压电层的长度方向，且所述传感器为两端固支或周边固支。

4.根据权利要求2所述的传感器，其特征在于，所述传感压电层为圆形，所述第一方向为所述传感压电层的径向方向，且所述传感器为周边固支。

5.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述频率调节组件包括驱动压电层和驱动电极层。

6.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述传感压电层和所述驱动压电层在同一平面上。

7.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于，所述驱动压电层在所述传感压电层的中间。

8.根据权利要求6所述的传感器，其特征在于，所述传感电极分布在所述传感压电层上靠近固支端的所述传感压电层和所述驱动压电层沿所述第一方向的总长度的1/4范围内。

9.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述驱动电极层的电压驱动所述驱动压电层收缩。

10.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述传感压电层与所述驱动压电层为相同材料制成的整体结构，所述整体结构的表面上不同区域分别布置所述传感电极层和所述驱动电极层后分别形成所述传感组件和所述频率调节组件。

11.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于，所述传感器在驱动电极层的电压为5V与驱动电极层的电压为0V时的谐振频率差值不小于2kHz。

12.根据权利要求5所述的传感器，其特征在于，所述传感压电层至少包括第一传感压电层和第二传感压电层，所述驱动压电层位于所述第一传感压电层和所述第二传感压电层之间。