一種低功耗的微型磁通門傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及傳感器技術領域，特別是一種低功耗的微型磁通門傳感器。
【背景技術】
[0002]磁通門傳感器是利用被測磁場中高導磁鐵芯在交變磁場的飽和激勵下，其磁感應強度與磁場強度的非線性關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生的某些非對稱的調制作用，檢測這些調制作用引起的輸出信號的任何一種變化來實現對外磁場的測量。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、探頭結構及外界條件對探頭靈敏度的影響，為磁通門探頭的設計提供實驗依據。
[0003]磁通門傳感器是一種具有高靈敏度、高穩定性等優良綜合性能的低頻矢量磁場測量器件，被廣泛應用于國防和工業領域。近年來，得益于微機電系統(micro-electromechanical systems,MEMS )技術的發展，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/皮型衛星、小型無人機、平行機器人等領域展示出極大的發展潛力。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，對其鐵芯結構進行了一定程度的優化，設計了一種縮比結構鐵芯的微型磁通門，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]申請號為201310380162.8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，具有分段鐵芯結構，具有與鐵芯緊密耦合的三維螺線管結構感應線圈，三維螺線管線圈的上下層之間的連通部分由多個連接導體組成。該專利申請解決現有磁通門傳感器靈敏度低的技術問題，但是仍存在功耗大、不穩定、結構復雜的缺點。
[0005]申請號為201210099576.9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，三個傳感器對應三個分量；該技術方案實現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]如何解決現有技術的不足已成為傳感器技術領域亟需解決的一大難題。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的技術問題是為了克服現有技術的不足而提供一種低功耗的微型磁通門傳感器，本發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]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
根據本發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，激勵線圈和感應線圈交替繞線，激勵線圈設置在多孔鐵芯上的無孔位置，感應線圈設置在多孔鐵芯上的有孔位置，激勵線圈和感應線圈的匝數相等；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線圈中感應出的電壓變化。
[0009]作為本發明所述的一種低功耗的微型磁通門傳感器進一步優化方案，所述激勵線圈導入交流電。
[0010]作為本發明所述的一種低功耗的微型磁通門傳感器進一步優化方案，所述多孔鐵芯的形狀為圓形或環形或U形。
[0011]作為本發明所述的一種低功耗的微型磁通門傳感器進一步優化方案，所述多孔鐵芯的材質為鎳鐵。
[0012]作為本發明所述的一種低功耗的微型磁通門傳感器進一步優化方案，所述激勵線圈、感應線圈的材質為銅。
[0013]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:
(1)本發明中的多孔結構的鐵芯有效降低激勵電流，減小微型磁通門的工作功耗；
(2)本發明有效提高其整體性能，確保磁通門傳感器能穩定和可靠工作；
(3)提高了微型磁通門的靈敏度且結構簡單。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明結構示意圖。
[0015]圖中的附圖標記解釋為:1-多孔鐵芯。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本發明的技術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，激勵線圈和感應線圈交替繞線，激勵線圈設置在多孔鐵芯上的無孔位置，感應線圈設置在多孔鐵芯上的有孔位置，激勵線圈和感應線圈的匝數相等；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線圈中感應出的電壓變化。
[0017]所述激勵線圈導入交流電。
[0018]所述多孔鐵芯的形狀為圓形或環形或U形。
[0019]所述多孔鐵芯的材質為鎳鐵。
[0020]所述激勵線圈、感應線圈的材質為銅。
[0021]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:
(I)本發明中的多孔結構的鐵芯有效降低激勵電流，減小微型磁通門的工作功耗； (2)本發明有效提高其整體性能，確保磁通門傳感器能穩定和可靠工作；
(3)提高了微型磁通門的靈敏度且結構簡單。
[0022]仿真結果證明: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明的技術思想，不能為此限定本發明的保護范圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護范圍之內。
【主權項】
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，激勵線圈和感應線圈交替繞線，激勵線圈設置在多孔鐵芯上的無孔位置，感應線圈設置在多孔鐵芯上的有孔位置，激勵線圈和感應線圈的匝數相等；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線圈中感應出的電壓變化。2.根據權利要求1所述的一種低功耗的微型磁通門傳感器，其特征在于，所述激勵線圈導入交流電。3.根據權利要求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形或U形。4.根據權利要求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為鎳鐵。5.根據權利要求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、感應線圈的材質為銅。
【專利摘要】本發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，激勵線圈和感應線圈交替繞線，激勵線圈設置在多孔鐵芯上的無孔位置，感應線圈設置在多孔鐵芯上的有孔位置，激勵線圈和感應線圈的匝數相等；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線圈中感應出的電壓變化。所述激勵線圈導入交流電；所述多孔鐵芯的形狀為圓形或環形或U形；所述多孔鐵芯的材質為鎳鐵；所述激勵線圈、感應線圈的材質為銅。本發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
【申請號】CN201510533574
【發明人】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