【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种线性磁传感器，尤其涉及。
技术介绍
随着磁传感器技术的发展，其从初期的单轴磁传感器到后来的双轴磁传感器，再到如今的三轴磁传感器，使得其可全面检测空间X、Y、Z轴三个方向上的磁场信号。对于AMR、GMR和TMR等磁传感器，由于磁场敏感方向在薄膜平面内，可以通过将两个传感器正交来实现平面内X、Y轴磁场分量的测量，从而实现XY 二轴磁场测试系统，但对于Z轴磁场分量，其中一种解决方案是将一个分立单轴平面磁传感器竖立安装在二轴平面传感器上，如申请号为201110251902.9，名称为“三轴磁场传感器”的专利中所公开的三轴磁场传感器。这种方式存在以下不足之处: 1)X、Y 二轴磁传感器和Z单轴磁传感器在安装之前为各自为分立元件，无法实现三轴磁传感器的集成制造，从而增加了制造工艺的复杂程度； 2)相对于集成制造系统，采用组装方法制造的三轴磁传感器系统内各元件的位置精度降低，影响传感器的测量精度； 3)由于Z单轴磁传感器的敏感轴垂直于X，Y二轴磁传感器，因此三轴磁传感器Z向尺寸增加，从而增加了器件尺寸和封装难度。另一种解决方案是专利CN2025...
【技术保护点】
一种单芯片三轴线性磁传感器，其特征在于，该传感器包括：一位于XY平面内的基片，所述基片上集成设置有一X轴传感器、一Y轴传感器和一Z轴传感器，各自均包括一个或多个相同的相互电连接的磁电阻传感元件，分别用于检测磁场在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上的分量；所述X轴传感器包含有一参考电桥和至少两个X‑磁通量控制器，所述参考电桥的参考臂和感应臂交替排列，并且各自均包括所述一个或多个相同的相互电连接的磁电阻传感元件；所述参考臂上的磁电阻传感元件位于所述X‑磁通量控制器的上方或下方，并沿着所述X‑磁通量控制器的长度方向排列形成参考元件串；所述感应臂上的磁电阻传感元件位于相邻两个所述X‑磁...
【技术特征摘要】
1.一种单芯片三轴线性磁传感器，其特征在于，该传感器包括: 一位于XY平面内的基片，所述基片上集成设置有一 X轴传感器、一 Y轴传感器和一 Z轴传感器，各自均包括一个或多个相同的相互电连接的磁电阻传感元件，分别用于检测磁场在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向上的分量； 所述X轴传感器包含有一参考电桥和至少两个X-磁通量控制器，所述参考电桥的参考臂和感应臂交替排列，并且各自均包括所述一个或多个相同的相互电连接的磁电阻传感元件；所述参考臂上的磁电阻传感元件位于所述X-磁通量控制器的上方或下方，并沿着所述X-磁通量控制器的长度方向排列形成参考元件串；所述感应臂上的磁电阻传感元件位于相邻两个所述X-磁通量控制器之间的间隙处，并沿着所述X-磁通量控制器的长度方向排列形成感应元件串； 所述Y轴传感器包含有一推挽电桥，所述推挽电桥的推臂和挽臂上各自对应设置有至少两个Y-磁通量控制器，所述推臂和所述挽臂交替排列，各自均包括所述一个或多个相同的相互电连接的磁电阻传 感元件，所述磁电阻传感元件分别位于对应的两个相邻所述Y-磁通量控制器之间的间隙处； 所述Z轴传感器包含有一推挽电桥和至少一个Z-磁通量控制器，所述推挽电桥的推臂和挽臂交替排列，各自均包括所述一个或多个相同的相互电连接的磁电阻传感元件；所述推臂和所述挽臂上的磁电阻传感元件分别位于所述Z-磁通量控制器的下方两侧或上方两侦牝并均沿着所述Z-磁通量控制器的长度方向排列； 所述X轴传感器、Y轴传感器和Z轴传感器中的所有所述磁电阻传感元件的钉扎层的磁化方向均相同，在没有磁通量控制器时，所有所述磁电阻传感元件的感应方向为X轴方向； 其中，X轴、Y轴和Z轴两两正交。2.根据权利要求1所述的单芯片三轴线性磁传感器，其特征在于，所述磁电阻传感元件为GMR自旋阀元件或者TMR传感元件。3.根据权利要求1所述的单芯片三轴线性磁传感器，其特征在于，所述X-磁通量控制器、Y-磁通量控制器和Z-磁通量控制器均为矩形长条阵列，其组成材料均为软铁磁合金。4.根据权利要求1所述的单芯片三轴线性磁传感器，其特征在于，每个所述参考元件串与相邻的所述感应元件串之间的间距均为L ;当所述X-磁通量控制器的个数为偶数时，在所述X轴传感器的正中间有两个所述参考元件串相邻，其间距为2L ；当所述X-磁通量控制器的个数为奇数时，在所述X轴传感器的正中间有两个所述感应元件串相邻，其间距为2L，其中L为自然数。5.根据权利要求1所述的单芯片三轴线性磁传感器，其特征在于，所述X-磁通量控制器之间的间隙处的磁场的增益系数为I〈Asns〈100，所述X-磁通量控制器上方或者下方处的磁场的衰减系数为O〈Aref〈I。6.根据权利要求1所述的单芯片三轴线性磁传感器，其特征在于，对于所述Y轴传感器，所述推臂和所述挽臂上的Y-磁通量控制器的数量相同；所述推臂上Y-磁通量控制器与X轴正向的夹角α为0°、0°，所述挽臂上Y-磁通量控制器与X轴正向的夹角β为-90。~0° ;或；所述推臂上Y-磁通量控制器与X轴正向的夹角α为-90°~0°，所述挽臂上Y-磁通量控制器与X轴正向的夹角为β为0°、0°，其中，I a I = I β I。7.根据权利要求6所述的单芯片三轴线性磁传感器，其特征在于，对于所述Y轴传感器，所述推臂和所述挽臂上的磁电阻传感元件的数量相同并且相对位置上的磁电阻传感元件之间相互平行；所述推臂和所述挽臂上的磁电阻传感元件彼此的旋转角度的幅度相同，但方向不同。8.根据权利要求1所述的单芯片三轴线性磁传感器，其特征在于，对于所述Z轴传感器，所述推挽电桥的推臂和挽臂上的磁电阻传感元件的数量相同。9.根据权利要求1所述的单芯片三轴线性磁传感器，其特征在于，所述Z轴传感器的磁电阻传感元件的长度与宽度之间的比值大于I。10.根据权利要求1所述的单芯片三轴线性磁传感器，其特征在于，相邻两个所述Z-磁通量控制器之间的间距S不小于所述Z-磁通量控制器的宽度Lx。11.根据权利要求10所述的单芯片三轴线性磁传感器，其特征在于，相邻两个所述Z-磁通量控制器之间的间距S〉2Lx。12.根据权利要求1所述的单芯片三轴线性磁传感器，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·G·迪克，
申请(专利权)人：江苏多维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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