專利名稱：一種平面多軸向磁通門傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及磁通門傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種平面多軸向磁通門傳感
O
背景技術(shù)：
磁通門技術(shù)是當前的一門熱門學科，其應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。該技術(shù)的蓬勃發(fā)展也使得磁通門傳感器的設(shè)計出現(xiàn)了百花齊放的局面。目前用于對鐵磁性目標運動及方向識別的磁通門傳感器，多采用磁通門梯度計或者傳統(tǒng)的空間正交的三探頭傳感器。但梯度計得到的數(shù)據(jù)較為單一，且體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功耗也相對較高，不適合野外安防及偵測領(lǐng)域的長時間使用；傳統(tǒng)的三探頭磁通門傳感器，雖然功耗有所降低，但它們主要是用來組成網(wǎng)絡(luò)后對目標的探測及對目標類型進行分類，單個傳感器很難有所作為。在單傳感器對目標運動方向的判斷上，三探頭傳感器大都利用單軸信號的波峰波谷算法，由于該方法主要根據(jù)波形進行判斷，所以對探測距離及環(huán)境有特殊要求，并且針對不同類型目標的不同波形， 其一致性上也不是很理想。在功耗上，目前最低的磁通門傳感器也在幾十毫瓦，在某些對功耗要求較高的場合并不適用。而在信號的處理上也并沒有針對性的算法，以至于若采用簡單的算法處理后的效果不理想，若采用較復(fù)雜的算法又導致處理過程消耗過高。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種平面多軸向磁通門傳感器，能夠探測弱磁場擾動情況在平面分量上變化以及測試目標物體存在及其移動狀態(tài)。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種平面多軸向磁通門傳感器，包括外殼、電路板和至少2個磁通門探頭，所述的各個磁通門探頭兩兩相間45度設(shè)置，并固定在所述的外殼的邊緣；所述的電路板固定在所述的外殼的底面；所述的電路板上設(shè)有依次相連的濾波器、放大器、微處理器和輸入輸出接插件；所述的各個磁通門探頭分別與所述的濾波器相連。所述的外殼為圓形或方形。所述的外殼采用非鐵磁性材料制成。所述的外殼采用鋁或塑料制成。所述的磁通門探頭為三端式磁通門探頭或圓圈形探頭。所述的濾波器為帶通濾波器。有益效果由于采用了上述的技術(shù)方案，本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、實用方便、功耗小，特別適用于對傳感器性能、體積、功耗要求較高的場所，同時如果采用三端式磁通門探頭，由于三端式磁通門探頭中激勵線圈與感應(yīng)線圈為同一線圈，具有結(jié)構(gòu)簡單，溫度系數(shù)小，噪聲水平低的特點。另外， 該傳感器采用數(shù)字分時激勵，進一步迎合了該場景對傳感器高靈敏度、低功耗和穩(wěn)定性好等要求，然后根據(jù)各軸信號能量峰值出現(xiàn)的先后順序來判定目標的運動方向。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型中方向判別算法說明圖。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本實用新型的實施方式涉及一種平面多軸向磁通門傳感器，該傳感器可測量其所在平面多軸多個方向上的磁場分量，通過各方向上磁場分量及其變化情況探測目標并判斷目標的運動方向。如圖1所示，該平面多軸向磁通門傳感器包括由非鐵磁性材料(如鋁、塑料等)制成的圓形外殼3、電路板2和四個磁通門探頭1。四個磁通門探頭1兩兩相間45度設(shè)置，并通過硬塑料螺絲固定在外殼3的邊緣；電路板2同樣采用硬塑料螺絲固定在外殼3 的底面，從而使傳感器分為上下兩層結(jié)構(gòu)，上層是含有四個兩兩相間45度的磁通門探頭1， 下層是對磁通門探頭1的輸出信號進行處理的電路板2。電路板2上設(shè)有依次相連的濾波器3、放大器4和微處理器5。其中，微處理器5是電路板2的核心部分，采用超低功耗單片機MSP430，負責運行信號的提取以及方向判別算法；濾波器3采用帶通濾波器，負責過濾噪聲信號；放大器4負責將接收到的信號進行放大。各個磁通門探頭1分別與濾波器3相連， 電路板2上還焊接有與微處理器5相連的輸入輸出接插件7，外部檢測器件的連接線穿過外殼3與輸入輸出接插件7相連。磁通門探頭1采用三端式磁通門探頭，由于三端式磁通門探頭中激勵線圈與感應(yīng)線圈為同一線圈，具有結(jié)構(gòu)簡單，溫度系數(shù)小，噪聲水平低的特點。本實用新型中對探頭的激勵采用分時激勵的辦法以節(jié)省功耗，即在一個激勵周期內(nèi)對傳感器上的四個探頭采取分時激勵的辦法進行激勵，在一個時間點只對一個探頭激勵。當信號能量大于某一閾值時運行單片機中的方向判別算法對目標的方向進行判斷，然后根據(jù)四個軸向上信號能量峰值出現(xiàn)的先后順序來判定目標的運動方向。需要說明的是，本實施方式中以四個磁通門探頭為例，其中，磁通門探頭個數(shù)最少為2個。本實施方式中磁通門探頭還可以采用圓圈形探頭。本實施方式中的外殼還可以設(shè)置成方形或不規(guī)則圖形等任意形狀。本磁通門傳感器在對目標進行檢測時，將傳感器放置在路邊離路中心距離小于等于傳感器的檢測閾值內(nèi)。放置傳感器時要注意水平放置，這樣才能保證測得的信號是磁信號的水平分量。在沒有外界干擾的時候，傳感器中運行值守檢測算法，當鐵磁性物體從傳感器旁邊經(jīng)過時會觸發(fā)傳感器運行方向判別算法，如圖2所示，通過四個軸向上信號能量峰值出現(xiàn)的時間先后順序?qū)δ繕说倪\動方向進行判斷。其中傳感器的檢測閾值視鐵磁性目標的類別而定。傳感器的激勵頻率和A/D采樣頻率也視實際具體情況而定。此外，將四個軸向上磁信號的信號能量之和作為是否檢測到目標的依據(jù)，這樣提高了傳感器的靈敏度，擴大了傳感器的檢測范圍。[0019] 不難發(fā)現(xiàn)，本實用新型結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、實用方便、功耗小，特別適用于對傳感器性能、體積、功耗要求較高的場所。另外，本實用新型采用數(shù)字分時激勵，進一步迎合了該場景對傳感器高靈敏度、低功耗和穩(wěn)定性好等一系列要求。然后根據(jù)各軸信號能量峰值出現(xiàn)的先后順序來判定目標的運動方向。
權(quán)利要求1.一種平面多軸向磁通門傳感器，包括外殼(3)、電路板( 和至少2個磁通門探頭 (1)，其特征在于，所述的各個磁通門探頭(1)兩兩相間45度設(shè)置，并固定在所述的外殼(3) 的邊緣；所述的電路板( 固定在所述的外殼C3)的底面；所述的電路板( 上設(shè)有依次相連的濾波器G)、放大器(5)、微處理器(6)和輸入輸出接插件(7)；所述的各個磁通門探頭 (1)分別與所述的濾波器(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面多軸向磁通門傳感器，其特征在于，所述的外殼C3)為圓形或方形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面多軸向磁通門傳感器，其特征在于，所述的外殼C3)采用非鐵磁性材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平面多軸向磁通門傳感器，其特征在于，所述的外殼C3)采用鋁或塑料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面多軸向磁通門傳感器，其特征在于，所述的磁通門探頭 (1)為三端式磁通門探頭或圓圈形探頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面多軸向磁通門傳感器，其特征在于，所述的濾波器(4)為帶通濾波器。
專利摘要本實用新型涉及一種平面多軸向磁通門傳感器，包括外殼、電路板和至少2個磁通門探頭，所述的各個磁通門探頭兩兩相間45度設(shè)置，并固定在所述的外殼的邊緣；所述的電路板固定在所述的外殼的底面；所述的電路板上設(shè)有依次相連的濾波器、放大器、微處理器和輸入輸出接插件；所述的各個磁通門探頭分別與所述的濾波器相連。本實用新型能夠探測弱磁場擾動情況在平面分量上變化以及測試目標物體存在及其移動狀態(tài)。
文檔編號G01R33/04GK202041633SQ20112005953
公開日2011年11月16日 申請日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者劉石, 唐莉莉, 李寶清, 王詩成, 童官軍, 袁曉兵 申請人:中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所