一種低功耗的微型磁通門傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種低功耗的微型磁通門傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]磁通門傳感器是利用被測磁場中高導(dǎo)磁鐵芯在交變磁場的飽和激勵下，其磁感應(yīng)強度與磁場強度的非線性關(guān)系來測量弱磁場的一種傳感器。與其他類型測磁儀器相比，磁通門傳感器具有分辨力高、測量弱磁場范圍寬、可靠、能夠直接測量磁場的分量和適于在速運動系統(tǒng)中使用等特點。利用外磁場對這種特殊變壓器的輸出信號產(chǎn)生的某些非對稱的調(diào)制作用，檢測這些調(diào)制作用引起的輸出信號的任何一種變化來實現(xiàn)對外磁場的測量。一般的鐵磁體都是使用Co基合金，然而鐵基非晶合金也具有高飽和磁感應(yīng)強度和低損耗，極強的耐腐蝕性能和良好的軟磁性能的特點。作為磁通門傳感器的探頭磁芯，制備出磁通門傳感器探頭，研究了磁芯的熱處理工藝、探頭結(jié)構(gòu)及外界條件對探頭靈敏度的影響，為磁通門探頭的設(shè)計提供實驗依據(jù)。
[0003]磁通門傳感器是一種具有高靈敏度、高穩(wěn)定性等優(yōu)良綜合性能的低頻矢量磁場測量器件，被廣泛應(yīng)用于國防和工業(yè)領(lǐng)域。近年來，得益于微機電系統(tǒng)(micro-electromechanical systems,MEMS )技術(shù)的發(fā)展，在娃基底上制作的微型磁通門因其體積小、重量輕、與外圍電路集成性好等特點，在納型/皮型衛(wèi)星、小型無人機、平行機器人等領(lǐng)域展示出極大的發(fā)展?jié)摿?。由于磁通門工作時需要鐵芯達到飽和，所以，雖然硅基微型磁通門的器件尺寸已經(jīng)大大縮減，但功耗并沒有隨著體積的減小而顯著降低，這使得大量的熱量集中于薄膜鐵芯的較小面積上，給整個器件的噪聲、壽命帶來極大的影響，因此，降低功耗是微型磁通門一個亟待解決的問題。Wu Peiming等人利用有限元軟件對微型磁通門進行了仿真，對其鐵芯結(jié)構(gòu)進行了一定程度的優(yōu)化，設(shè)計了一種縮比結(jié)構(gòu)鐵芯的微型磁通門，雖然能夠在一定程度上降低傳感器功耗，但是由于存在較大的漏磁通，仍然有待于進一步的改進。
[0004]申請?zhí)枮?01310380162.8的微型正交激勵磁通門傳感器，采用正交激勵工作模式，具有呈S型排列的多組激勵線和鐵芯，具有分段鐵芯結(jié)構(gòu)，具有與鐵芯緊密耦合的三維螺線管結(jié)構(gòu)感應(yīng)線圈，三維螺線管線圈的上下層之間的連通部分由多個連接導(dǎo)體組成。該專利申請解決現(xiàn)有磁通門傳感器靈敏度低的技術(shù)問題，但是仍存在功耗大、不穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點。
[0005]申請?zhí)枮?01210099576.9的同點三分量磁通門傳感器，公開了一種同點三分量磁通門傳感器，包括鋁外殼，安裝在所述鋁外殼內(nèi)的電路板、磁芯，陶瓷骨架和繞制在陶瓷骨架上的線圈，三個傳感器對應(yīng)三個分量；該技術(shù)方案實現(xiàn)了各傳感器的對稱布局，減少傳感器所造成的測量誤差，但仍然存在功耗大的問題。
[0006]如何解決現(xiàn)有技術(shù)的不足已成為傳感器技術(shù)領(lǐng)域亟需解決的一大難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種低功耗的微型磁通門傳感器，本發(fā)明有效降低激勵電流，減小微型磁通門的工作功耗，提高了微型磁通門的靈敏度。
[0008]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
根據(jù)本發(fā)明提出的一種低功耗的微型磁通門傳感器，包括探頭和接口電路，所述探頭包括激勵線圈、多孔鐵芯和感應(yīng)線圈，所述接口電路包括勵磁電路和檢測電路；其中，激勵線圈和感應(yīng)線圈交替繞線，激勵線圈設(shè)置在多孔鐵芯上的無孔位置，感應(yīng)線圈設(shè)置在多孔鐵芯上的有孔位置，激勵線圈和感應(yīng)線圈的匝數(shù)相等；所述勵磁電路用來提供使鐵芯達到飽和的電流，檢測電路用來檢測感應(yīng)線圈中感應(yīng)出的電壓變化。
[0009]作為本發(fā)明所述的一種低功耗的微型磁通門傳感器進一步優(yōu)化方案，所述激勵線圈導(dǎo)入交流電。
[0010]作為本發(fā)明所述的一種低功耗的微型磁通門傳感器進一步優(yōu)化方案，所述多孔鐵芯的形狀為圓形或環(huán)形或U形。
[0011]作為本發(fā)明所述的一種低功耗的微型磁通門傳感器進一步優(yōu)化方案，所述多孔鐵芯的材質(zhì)為鎳鐵。
[0012]作為本發(fā)明所述的一種低功耗的微型磁通門傳感器進一步優(yōu)化方案，所述激勵線圈、感應(yīng)線圈的材質(zhì)為銅。
[0013]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
(1)本發(fā)明中的多孔結(jié)構(gòu)的鐵芯有效降低激勵電流，減小微型磁通門的工作功耗；
(2)本發(fā)明有效提高其整體性能，確保磁通門傳感器能穩(wěn)定和可靠工作；
(3)提高了微型磁通門的靈敏度且結(jié)構(gòu)簡單。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中的附圖標(biāo)記解釋為:1-多孔鐵芯。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細說明:
如圖1所示，一種低功耗的微型磁通門傳感器，包括探頭和接口電路，所述探頭包括激勵線圈、多孔鐵芯I和感應(yīng)線圈，所述接口電路包括勵磁電路和檢測電路；其中，激勵線圈和感應(yīng)線圈交替繞線，激勵線圈設(shè)置在多孔鐵芯上的無孔位置，感應(yīng)線圈設(shè)置在多孔鐵芯上的有孔位置，激勵線圈和感應(yīng)線圈的匝數(shù)相等；所述勵磁電路用來提供使鐵芯達到飽和的電流，檢測電路用來檢測感應(yīng)線圈中感應(yīng)出的電壓變化。
[0017]所述激勵線圈導(dǎo)入交流電。
[0018]所述多孔鐵芯的形狀為圓形或環(huán)形或U形。
[0019]所述多孔鐵芯的材質(zhì)為鎳鐵。
[0020]所述激勵線圈、感應(yīng)線圈的材質(zhì)為銅。
[0021]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
(I)本發(fā)明中的多孔結(jié)構(gòu)的鐵芯有效降低激勵電流，減小微型磁通門的工作功耗； (2)本發(fā)明有效提高其整體性能，確保磁通門傳感器能穩(wěn)定和可靠工作；
(3)提高了微型磁通門的靈敏度且結(jié)構(gòu)簡單。
[0022]仿真結(jié)果證明:多孔鐵芯能使微型磁通門在更小的飽和激勵電流下工作，提高了微型磁通門靈敏度。
[0023]以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能為此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種低功耗的微型磁通門傳感器，其特征在于，包括探頭和接口電路，所述探頭包括激勵線圈、多孔鐵芯和感應(yīng)線圈，所述接口電路包括勵磁電路和檢測電路；其中，激勵線圈和感應(yīng)線圈交替繞線，激勵線圈設(shè)置在多孔鐵芯上的無孔位置，感應(yīng)線圈設(shè)置在多孔鐵芯上的有孔位置，激勵線圈和感應(yīng)線圈的匝數(shù)相等；所述勵磁電路用來提供使鐵芯達到飽和的電流，檢測電路用來檢測感應(yīng)線圈中感應(yīng)出的電壓變化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗的微型磁通門傳感器，其特征在于，所述激勵線圈導(dǎo)入交流電。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗的微型磁通門傳感器，其特征在于，所述多孔鐵芯的形狀為圓形或環(huán)形或U形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗的微型磁通門傳感器，其特征在于，所述多孔鐵芯的材質(zhì)為鎳鐵。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低功耗的微型磁通門傳感器，其特征在于，所述激勵線圈、感應(yīng)線圈的材質(zhì)為銅。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低功耗的微型磁通門傳感器，包括探頭和接口電路，所述探頭包括激勵線圈、多孔鐵芯和感應(yīng)線圈，所述接口電路包括勵磁電路和檢測電路；其中，激勵線圈和感應(yīng)線圈交替繞線，激勵線圈設(shè)置在多孔鐵芯上的無孔位置，感應(yīng)線圈設(shè)置在多孔鐵芯上的有孔位置，激勵線圈和感應(yīng)線圈的匝數(shù)相等；所述勵磁電路用來提供使鐵芯達到飽和的電流，檢測電路用來檢測感應(yīng)線圈中感應(yīng)出的電壓變化。所述激勵線圈導(dǎo)入交流電；所述多孔鐵芯的形狀為圓形或環(huán)形或U形；所述多孔鐵芯的材質(zhì)為鎳鐵；所述激勵線圈、感應(yīng)線圈的材質(zhì)為銅。本發(fā)明有效降低激勵電流，減小微型磁通門的工作功耗，提高了微型磁通門的靈敏度。
【IPC分類】G01R33/04
【公開號】CN105137370
【申請?zhí)枴緾N201510533574
【發(fā)明人】尤為
【申請人】無錫伊佩克科技有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月27日