一种三轴微型电子指南针的测试设备及其测试方法技术

本发明专利技术公开了一种三轴微型电子指南针的测试设备，包括从上至下依次垂直水平面安装的驱动部分、传动部分、测试部分，驱动部分包括主马达、安装在主马达下方的副马达；传动部分包括主传动轴、传动皮带、主轴套、转盘、固定架、副传动轴和副轴套；测试部分包括测试电路板、安装在测试电路板上的待测样品，测试电路板安装在副转动轴的两侧端面上。本发明专利技术还公开了基于所述测试设备的测试方法，主马达的旋转与副马达的旋转分别为待测样品提供测试所需的Z感应轴及X、Y感应轴的磁场激励信号，测试待测样品三个感应轴的初始输出值，判断是否符合产品规范。本发明专利技术设备占地面积小，测试费用低，设备的转动稳定性高，测试方法简单高效。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种三轴微型电子指南针的测试设备，包括从上至下依次垂直水平面安装的驱动部分、传动部分、测试部分，驱动部分包括主马达、安装在主马达下方的副马达；传动部分包括主传动轴、传动皮带、主轴套、转盘、固定架、副传动轴和副轴套；测试部分包括测试电路板、安装在测试电路板上的待测样品，测试电路板安装在副转动轴的两侧端面上。本专利技术还公开了基于所述测试设备的测试方法，主马达的旋转与副马达的旋转分别为待测样品提供测试所需的Z感应轴及X、Y感应轴的磁场激励信号，测试待测样品三个感应轴的初始输出值，判断是否符合产品规范。本专利技术设备占地面积小，测试费用低，设备的转动稳定性高，测试方法简单高效。【专利说明】
本专利技术涉及微型电子指南针
，特别是涉及一种三轴微型电子指南针的测 试设备及其测试方法。
技术介绍
电子指南针是测量物体与地磁场角度的传感器，也可以测量其他磁场信号，由磁 感应部分和处理电路集成而成。我国古代四大专利技术之一的指南针早已被人类广泛应用于航 海、航空、战争、探测、运动、建设、汽车导航，甚至看风水等人类活动中。传统的机械式指南 针体积大，精度差，难于数字化，因而难以适应当下数字化网络化的时代的要求。随着磁材 料，微加工技术的发展，特别是计算机中的数据存储部件一磁盘记录头，即磁头技术的发 展，驱动磁感应技术从霍尔效应技术各向异性磁阻（AMR)，巨磁阻（GMR)，隧道磁阻（TMR)技 术发展，这些技术也逐渐被使用于电子指南针中，现在市场上以上各种技术的电子指南针 产品都能买到。从大约10年前开始，电子指南针开始广泛应用于手机、平板电脑、GPS、游戏 机、运动手表、玩具等，成为智能化移动电子设备的核心元器件之一。 由于微型电子指南针制造过程相当复杂，涉及到圆片加工、芯片封装等制造过程， 总共有几百道加工步骤，其中的任何一道工序的不完美，都会对电子指南针的性能产生影 响，特别是每个器件之间的性能不一致；另外，移动电子设备需要感应X、Y、Z三个轴向的信 号，同一个产品中的三个轴的性能也会不一致，而用户的需要是感知真实世界的磁场方向 与强度信号，同一型号的器件，以及在三个感应轴上必须有同样的性能。所以在微型电子指 南针产品出厂前，必须逐个进行参数测试和校准，如零位偏置，灵敏度等，以保证客户得到 性能一致的产品。 要测试电子指南针器件就必须对它施加一定量的激励信号源，测量电子指南针的 初始输出值，再通过电子指南针内部的控制电路调节输出值，得到符合规格的产品。在测试 电子指南针时可以固定待测样品不动，改变磁场的方向和强度，也可以在固定的磁场中改 变待测样品的方向来实施样品校准，前者设备比较复杂，后者可以直接利用地磁场作为激 励信号，简单实用。在测试三轴电子指南针时，要完成三个轴向的性能测试。当利用固定磁 场作为激励信号时，需改变待测样品X、Υ、Ζ三个轴的方向，这样就必须要用到二个马达来 控制三个轴向的变换。由于马达会产生干扰磁场，电子指南针测试设备的马达必须离待测 样品和测试电路板足够远，马达通过非磁性的传动部件驱动测试电路板变换方向，所以电 子指南针测试设备主要由驱动部分、传动部分、和测试部分三部分构成。 现有的技术见图6,电子指南针测试设备50的驱动部分51、传动部分52、和测试部 分53水平连接安装，占地面积大，见图7,在需要恒温的测试车间中，占地面积大就意味着 成本高。而且，测试部分53安装在水平放置的传动轴上，由于重力的不对称，影响测试设备 转动的稳定性，以及测试设备的寿命。 因此亟需提供一种新型的三轴微型电子指南针的测试设备及其测试方法来解决 上述问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种三轴微型电子指南针的测试设备及其测 试方法，设备占地面积小，测试费用低，设备的转动稳定性高，测试方法简单高效。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种三轴微型电子指 南针的测试设备，包括从上至下依次垂直水平面安装的驱动部分、传动部分、测试部分，驱 动部分包括主马达、安装在主马达下方的副马达；传动部分包括主传动轴、传动皮带、主轴 套、转盘、固定架、副传动轴和副轴套，主转动轴上端固定在副马达的外壳上，下端通过主轴 套与固定在主轴套内的转盘固定在固定架上，传动皮带悬空设置在主传动轴内部，一端与 副马达的旋转轴连接，另一端与副传动轴连接，副传动轴通过副轴套垂直固定在主转动轴 下端；测试部分包括测试电路板、安装在测试电路板上的待测样品，测试电路板安装在副转 动轴的两侧端面上。 在本专利技术一个较佳实施例中，主马达的旋转轴心线与副马达的旋转轴心线相互垂 直，为三轴微型电子指南针提供X、Y、Z感应轴的磁场激励信号。 在本专利技术一个较佳实施例中，主转动轴是空心的圆桶，使得主转动轴内部的传动 皮带与主转动轴不相接触，从而使主传动轴直径大，可提高转动稳定性，延长保养周期。 在本专利技术一个较佳实施例中，副传动轴的旋转轴心线与副马达的旋转轴心线相互 平行。 在本专利技术一个较佳实施例中，主马达固定在马达固定架上，使得整个测试设备运 行时稳定不晃动。 为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是：提供一种三轴微型电子 指南针的测试设备的测试方法，当测试电路板与固定磁场平行时，首先，沿副马达的旋转轴 心线逐次转动测试电路板90度，使待测样品的X感应轴正方向分别与固定磁场正方向成0 度、90度、180度、270度，Y感应轴正方向分别与固定磁场正方向成-90度、0度、90度、180 度，对应于各个角度，待测样品三个感应轴的初始输出值分别为：Vxl、Vyl、Vzl ;Vx2、Vy2、 Vz2 ;Vx3、Vy3、Vz3 ;Vx4、Vy4、Vz4。通过计算可得出样品的X、Y感应轴的初始灵敏度和零 位偏置： X 轴灵敏度：Sx = {(Vxl-VX2)-(VX3-Vx4)}/2 倍磁场强度 Y 轴灵敏度：Sy = {(Vy2-Vyl)-(Vy4-Vy3)}/2 倍磁场强度 X 轴零位偏置：X〇 = (Vx2+Vx4)/2 Y 轴零位偏置：Y〇 = (Vyl+Vy3)/2 根据样品的X、Y轴的初始输出值，判断是否符合产品规范。 其次，沿主马达的旋转轴心线逐次转动测试电路板90度，使待测样品的Ζ感应轴 正方向与固定磁场正方向成-90度、0度、90度、180度，Ζ感应轴初始输出值分别为：Vz5、 Vz6、Vz7、Vz8。通过计算可得出样品的Z感应轴的初始灵敏度和零位偏置： Z轴灵敏度：Sz = {(￥26,25)-以28,27)}/2倍磁场强度 Z 轴零位偏置：Z0 = (Vz5+Vz7)/2 根据样品的Z轴的初始输出值，判断是否符合产品规范。 在本专利技术一个较佳实施例中，若测得待测样品的X、Y、Z感应轴的零位偏置Χ0、Υ0、 Z0,或灵敏度SX、SY、SZ超出产品规范，则通过连接测试设备的信号处理设备调整待测样品 的参数，将零位偏置最终输出值和灵敏度最终输出值调整到产品规范以内，从而完成对待 测样品的测试和校准。 在本专利技术一个较佳实施例中，驱动部分改变待测样品与固定磁场的相对角度来提 供磁场激励信号，磁场激励信号由固定磁场和驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三轴微型电子指南针的测试设备，其特征在于，包括从上至下依次垂直水平面安装的驱动部分、传动部分、测试部分，驱动部分包括主马达、安装在主马达下方的副马达；传动部分包括主传动轴、传动皮带、主轴套、转盘、固定架、副传动轴和副轴套，主转动轴上端固定在副马达的外壳上，下端通过主轴套与固定在主轴套内的转盘固定在固定架上，传动皮带悬空设置在主传动轴内部，一端与副马达的旋转轴连接，另一端与副传动轴连接，副传动轴通过副轴套垂直固定在主转动轴下端；测试部分包括测试电路板、安装在测试电路板上的待测样品，测试电路板安装在副转动轴的两侧端面上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：华亚平，
申请(专利权)人：安徽北方芯动联科微系统技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34