一种磁场传感器及基于磁场传感器检测磁场分量的方法与流程

本申请涉及磁传感霍尔器件领域，具体地涉及一种磁场传感器及基于磁场传感器检测磁场分量的方法。

背景技术：

1、霍尔传感器广泛用作开关或线性传感，在接近触发、电机换相、电流传感、位置传感等场景中发挥着不可替代的作用。但是霍尔器件本身只能敏感z轴于芯片表面方向的磁场，无法做到x轴方向磁场的探测。在诸如需要多维磁场探测，强度与方向弱相关等方面的应用受到极大限制。

2、目前的2d霍尔磁场传感器虽能满足前述需求，但又面临工艺复杂、成本高昂、尺寸较大等问题，同时，霍尔器件在应用中会遇到环境磁场或杂散电流产生的磁场干扰问题。

技术实现思路

1、为克服上述缺点，本申请的目的在于：提供一种磁场传感器及基于磁场传感器检测磁场分量的方法，该磁场传感器体积小，结构简单可以同时探测两个轴（x轴和z轴）的磁场分量，并对第三轴（y轴）的磁场进行抑制。

2、为了达到以上目的，本申请采用如下技术方案：

3、一种磁场传感器，该磁场传感器包括：

4、第一聚磁部；

5、至少两个磁感应部，设置在所述第一聚磁部的一侧表面两端，且两个所述磁感应部位于同一平面内；

6、至少两个第二聚磁部，设置在匹配对应的所述磁感应部远离所述第一聚磁部的一侧表面；

7、所述第二聚磁部在对应的所述磁感应部上的正投影，与所述第一聚磁部在对应的所述磁感应部上的正投影至少部分重合，且所述重合区域至少部分位于对应的所述磁感应部的敏感区内。

8、在一实施方式中，所述第二聚磁部与其对应的所述磁感应部之间错位设置，且偏向远离相邻的磁感应部的一侧。

9、在一实施方式中，所述第二聚磁部靠近相邻的所述磁感应部的一端穿过对应的所述磁感应部的敏感中心区。

10、在一实施方式中，所述第一聚磁部在x轴方向上的两端分别穿过与其对应的所述磁感应部的敏感中心区，且所述第一聚磁部在x轴方向上的两端均不超过与其对应的所述磁感应部远离相邻的磁感应部的一端。

11、在一实施方式中，所述磁感应部以两个磁感应部之间的第一中线为轴呈对称设置；

12、两个所述第二聚磁部以第一中线呈轴对称分布；

13、所述第一聚磁部的第二中线与所述第一中线重合，所述第一聚磁部在x轴方向上的截面图形为轴对称图形。

14、在一实施方式中，位于所述敏感区内的重合区域的面积大于对应所述磁感应部的敏感区面积的五分之一。

15、在一实施方式中，每个所述磁感应部在z轴方向的厚度介于50-5000纳米；

16、或每个所述磁感应部在z轴方向的厚度介于0.1-1毫米；

17、所述第一聚磁部和第二聚磁部在z轴方向的厚度均介于30-300微米。

18、在一实施方式中，两个所述磁感应部之间并拢或间隔设置。

19、在一实施方式中，每个所述磁感应部上均设有引脚，所述引脚与所述磁感应部的电极电连接；

20、所述引脚用于引出所述磁感应部的电极，并向所述电极施加电压和/或探测电压信号。

21、本申请实施例还提供一种基于上述的磁场传感器检测磁场分量的方法，该方法包括：

22、基于预先给定的z轴磁场，确定两个磁感应部输出的z轴电压信号，获得两个所述磁感应部的z轴敏感系数；

23、基于预先给定的x轴磁场，确定两个磁感应部输出的x轴电压信号，获得两个所述磁感应部的x轴敏感系数;

24、根据所述两个磁感应部的z轴敏感系数、两个磁感应部的x轴敏感系数以及当前两个磁感应部输出的电压信号，确定当前的z轴磁场分量和x轴磁场分量。

25、有益效果

26、本申请通过在磁感应部相对的两个感应面上分别设置第一聚磁部和第二聚磁部，产生定向的双向导磁偏转，使得 x轴磁场沿相反的两个方向分别导入两个磁感应部中，产生差分信号，进而实现两个轴（x轴和z轴）的磁场探测，并对y轴的磁不敏感，同时通过在两个磁感应部的上感应面分别配置第二聚磁部，以及第一聚磁部同时接触两个磁感应部的下感应面，可将x轴磁场探测灵敏度提升到原先单面放置聚磁部的5-8倍，将z轴磁场探测灵敏度提升至原先单面放置聚磁部的3-6倍的水平。并且对第一聚磁部、第二聚磁部和磁感应部的安装位置要求不高，对第一聚磁部和第二聚磁部安装位置不敏感。

技术特征：

1.一种磁场传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的磁场传感器，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的磁场传感器，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的磁场传感器，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的磁场传感器，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的磁场传感器，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的磁场传感器，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的磁场传感器，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的磁场传感器，其特征在于，

10.一种基于权利要求1-9中任一项所述的磁场传感器检测磁场分量的方法，其特征在于，包括：

技术总结本申请公开一种磁场传感器及基于磁场传感器检测磁场分量的方法，该磁场传感器包括第一聚磁部、至少两个磁感应部和至少两个第二聚磁部，至少两个磁感应部设置在第一聚磁部的一侧表面的两端；至少两个第二聚磁部设置在匹配对应的磁感应部远离所述第一聚磁部的一侧表面；第二聚磁部在对应的磁感应部上的正投影，与第一聚磁部在对应的磁感应部上的正投影至少部分重合，且重合区域至少部分位于对应的磁感应部的敏感区内。本申请中磁场传感器具有高灵敏度和高隔离度，具有差分抗干扰的能力，可以同时探测两个轴（X轴和Z轴）向的磁场分量，并对第三轴的磁场进行抑制，并且该磁场传感器的厚度薄、体积小、结构简单。技术研发人员：王冬云,朱忻,辛国鹏,肖广顺受保护的技术使用者：苏州矩阵光电有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/4