專利名稱：同點三分量磁通門傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于磁場測量領(lǐng)域的同點三分量磁通門傳感器。
背景技術(shù)：
傳感器是能感知外界信息并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用信號的裝置，其實就是將外界信號轉(zhuǎn)換為電信號的裝置。傳感器有光電傳感器、熱電傳感器、磁傳感器、化學(xué)傳感器等，三分量磁傳感器是磁傳感器的ー種，通常使用如圖I所示跑道式和圖2所示圓環(huán)式的鐵芯布局，這種結(jié)構(gòu)本身是不對稱的，エ藝上三個傳感器的基準點與坐標原點有所偏差，且因為不對稱而引起環(huán)境磁場在ー個傳感器上的聚磁受另兩個傳感器影響而輕微歪扭，造成測量誤差。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供ー種同點三分量磁通門傳感器，改善以前三分量傳感器的結(jié)構(gòu)，使其能達到理想的對稱布局，任意兩個傳感器鐵芯均不會對第三個傳感器的中心聚磁造成不對稱歪扭，并且三軸傳感器的幾何中心聚于同點，從而有效減小三軸不正交度誤差，減小三軸傳感器的尺寸。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下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，其特點是，三個傳感器對應(yīng)三個分量，其中兩個分量共用磁芯，形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)的中心位置単獨安裝第三個分量對應(yīng)ー個磁芯，所述三個分量的中心位于同點。上述三個分量可以對應(yīng)到三維坐標系的X軸、Y軸、Z軸，并且兩兩垂直。所述三個分量的信號引出端與電路板對應(yīng)連接，通過電路板輸入/輸出信號。每個分量由兩只線圈拼接組成，每只線圈對應(yīng)繞制在一個陶瓷骨架上。所述磁芯材料選用經(jīng)過熱處理的坡莫合金薄帯，將其繞制在陶瓷骨架中心的方孔內(nèi)。進ー步，所述磁芯線圈的安裝定位有一定要求，該傳感器的鐵芯安放固定架要保證其相対的固定架之間平行度要求和相鄰的固定架之間的垂直度，均以0. Olmm為宜。上述結(jié)構(gòu)的傳感器，各軸傳感器不垂直度< 0. 1° ；所述磁芯采用直徑0. 2mm的帶狀鐵芯，勵磁功率低于整體鐵芯結(jié)構(gòu)傳感器。且由于每個軸都是對稱的兩個傳感器，從信息融合的角度來說由此測得的數(shù)據(jù)在精度方面要好于單傳感器，且可以做到冗余設(shè)計，在實際應(yīng)用中當某個傳感器出現(xiàn)問題吋 ，不會嚴重影響整個測量結(jié)果，只會影響傳感器的対稱性。本發(fā)明的有益效果是，該發(fā)明所提出的三分量磁通門傳感器真正實現(xiàn)了各傳感器的對稱布局，其任意兩個傳感器鐵芯均不會對第三個傳感器的中心聚磁造成不對稱歪扭，并且三軸傳感器的中心真正聚于同點。這種結(jié)構(gòu)也是唯一能夠?qū)崿F(xiàn)三軸微型化的形式，其可以使三分量同點傳感器的體積減小，其這種結(jié)構(gòu)能有效減少傳感器所造成的測量誤差。



圖I為以前跑道式三分量磁傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為以前圓環(huán)式三分量磁傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明三分量的構(gòu)成示意圖。圖中，I、磁芯，2、電路板，3、線圈，4、磁芯，5、Z分量，6、鋁外殼，7、陶瓷骨架，8、Y分量，9、X分量，10、陶瓷骨架，U、陶瓷骨架，12、陶瓷骨架。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的創(chuàng)作特征、技術(shù)手段與達成目的易于明白理解，以下結(jié)合具體實施例進ー步闡述本發(fā)明。實施例參看圖3，ー種同點三分量磁傳感器，包括鋁外殼6，安裝在所述鋁外殼6內(nèi)的電路板2、X分量9與Y分量8共用的磁芯I,與Z分量5對應(yīng)的磁芯4,設(shè)置在磁芯I外圍的陶瓷骨架7與陶瓷骨架10，設(shè)置在磁芯4外圍的陶瓷骨架11及陶瓷骨架12，繞制在陶瓷骨架11與陶瓷骨架12上的線圈3。其特點是，如圖4所示，三個傳感器對應(yīng)X分量9、Y分量8與Z分量5，其中，X分量9與Y分量8共用磁芯I即X1X2-Y1Y2，形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，中心位置単獨安裝Z分量5，這種結(jié)構(gòu)使上述三個分量的幾何中心位于同點，該布置使磁傳感器結(jié)構(gòu)能達到理想的對稱布局，任意兩個傳感器鐵芯均不會對第三個傳感器的中心聚磁造成不對稱歪扭，有效減少傳感器所造成的測量誤差。磁芯I與磁芯4的材料選用經(jīng)過熱處理的坡莫合金薄帯，將其繞制在對應(yīng)陶瓷骨架中心的方孔內(nèi)。較佳地，磁芯I與磁芯4采用直徑0. 2mm的帶狀鐵芯，勵磁功率低于整體鐵芯結(jié)構(gòu)傳感器。進ー步，每個分量的線圈繞制在兩只相同的陶瓷骨架上，密繞9層共計1000匝，并且兩組線圈電阻、電容、電感也相同，將線圈首尾相連接作為中心端。該磁傳感器安裝在ー個2ImmX 15mmX IOmm的鋁殼內(nèi)，通過電路板2將三分量信號引出端引出。在制作傳感器時,安裝招殼加工以及磁芯線圈的安裝定位有一定的要求,該傳感器的鐵芯安放固定架要保證其相対的固定架之間平行度要求和相鄰的固定架之間的垂直度，均以0.01mm為宜。本發(fā)明使三軸傳感器的中心真正聚于同點，這種結(jié)構(gòu)也是唯一能夠?qū)崿F(xiàn)三軸微型化的形式，其可以使三分量同點傳感器的體積減小，其這種結(jié)構(gòu)能有效減少傳感器所造成的測量誤差。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
權(quán)利要求
1.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，其特征在干， 三個傳感器對應(yīng)三個分量，其中兩個分量共用磁芯，形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)的中心位置単獨安裝第三個分量對應(yīng)ー個磁芯，所述三個分量的中心位于同點。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的同點三分量磁通門傳感器，其特征在于，所述三個分量的信號引出端與電路板對應(yīng)連接，通過電路板輸入/輸出信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的同點三分量磁通門傳感器，其特征在于，每個分量由兩只線圈拼接組成，每只線圈對應(yīng)繞制在一個陶瓷骨架上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的同點三分量磁通門傳感器，其特征在于，所述磁芯材料選用經(jīng)過熱處理的坡莫合金薄帯，將其繞制在陶瓷骨架中心的方孔內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明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，其中兩個分量共用磁芯，形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，所述環(huán)狀結(jié)構(gòu)的中心位置單獨安裝第三個分量對應(yīng)一個磁芯，所述三個分量的中心位于同點，三個分量兩兩垂直。所述三個分量的信號引出端與電路板對應(yīng)連接，通過電路板輸入/輸出信號。每個分量由兩只線圈拼接組成，每只線圈對應(yīng)繞制在一個陶瓷骨架上。所述磁芯材料選用經(jīng)過熱處理的坡莫合金薄帶，將其繞制在陶瓷骨架中心的方孔內(nèi)。本發(fā)明真正實現(xiàn)了各傳感器的對稱布局，并且三軸傳感器的中心真正聚于同點，有效減少傳感器所造成的測量誤差。
文檔編號G01R33/04GK102645641SQ20121009957
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月5日
發(fā)明者吳英俊, 唐春琴, 張松勇, 徐斌, 漸開旺 申請人:上海海碧電子科技有限公司