一种推挽式x轴磁电阻传感器的制造方法_3

文档序号:9373628阅读:来源:国知局
[0039]以上为X方向间隙列中错列间隙和未错列间隙的Hx磁场分布特征,对于推挽式X轴磁电阻传感器,其特征在于,在X外磁场时,推挽式磁电阻传感器的磁电阻传感单元串的连接能够产生增强的输出,当Y外磁场时,推挽式磁电阻传感器的磁电阻传感单元串的连接能够产生抵消作用。
[0040]在放置磁电阻传感单元串时,错列间隙处放置推磁电阻传感单元串,未错列间隙放置挽磁电阻传感单元串,同时,对于全桥结构,由于存在两个推臂和两个挽臂,相应的要求推磁电阻传感单元串和挽磁电阻传感单元串在分布上具有对称的特征,如图8中,相邻两个错列间隙具有反向特征,因此,如果分别作为推臂和挽臂,从而产生减法,将大大提高其信号输出幅度,而在图10中,相邻两个错列间隙具有反向的特征,因此,如果两者放在同一个推臂或挽臂中并进行串联连接,将产生抵消作用,同时考虑到全桥结构的两个推臂和两个挽臂,以及相对于GO的对称的错列间隙和未错列间隙Hx磁场分布,因此,可以采用以下方式进行确定推臂和挽臂的磁电阻传感单元及其连接方式:
当K为奇数时,定义奇推臂集All、A12如下:
All=[l, 2, 3,—,nl)]、A12=[-l,-2,-3,...,-nl)]
其中所述奇推臂集All、A12对应所述推磁电阻传感单元串;
而奇挽臂集A21、A22如下:
A21=[l.5,2.5,3.5,…,nl+0.5]、Α22=[_1.5,_2.5,_3.5,…,-(nl+0.5)];
其中所述奇挽臂集A21、A22对应所述挽磁电阻传感单元串;
当K为偶数时,定义偶推臂集B11、B12如下:
Bll=[l, 2, 3,...,n2]、B12=[-l,-2,-3,...,_n2];
其中所述偶推臂集Bll、B12对应所述推磁电阻传感单元串;
而偶挽臂集B21、B22如下;
B21=[0.5,1.5,2.5,…,η2+0.5]、Β22=[_0.5,-1.5,-2.5,…,-(η2+0.5)]
其中所述偶挽臂集B21、B22对应所述挽磁电阻传感单元串;
对于实际推臂和挽臂的磁电阻传感单元串的连接,可以采用如下方式进行,
假设X方向存在多个间隙列,对于第J个间隙列,其所述推臂集合为All (J)、11(J),从中任意选择nj UJ为大于等于I的整数)个元素,…,an;,其中相邻两个元素的差值大于 2,则存在 S11J=B1J土 1,a21j=a2j土 1,a31j=a3j土 1,…,anlj=anj土 I,从而形成所述 Push (J)集[&1J,&11J,&2J,a21J,a3Ji a31J,…,anJ? anlj]、[_aiJ," _ailJ,_a2J,_a22J,_a3J,_a31J,...j _anj? _anij] J 且存在土 0.5,
aIlOJ-aIlJ
土0.5,a20厂a2j土 0.5,a210j—a21ji0.5,a30j—已3】土0.5,a-31j— a3ij土0.5,...,angj— anj土0.5,ani。厂 anij土0.5 构成所述 Pull (J)集
[alOJ, aIlOJ) a20J, a210J) a30J, a310J)...) anOJ) anl0j]、t_alOJ) _allOJ) _a20J, _a210J) _a30J, _a310J)...,-an0J, _anlw],对于仅有单个间隙列的所述错列U形软磁通量集中器阵列类型的推挽式X轴磁电阻传感器,其推臂即为所述Pull (J)集合所对应的所述推磁电阻传感单元串之间的串联连接,其所述挽臂为所述Pull (J)集合中所对应的所述挽磁电阻传感单元串之间的串联连接。
[0041]因此,对于图6所示的错列U形软磁通量集中器阵列,其中K=6为偶数,则:
偶间隙集为[G-2.5,-G2, -Gl.5,-Gl, -G0.5,GO, G0.5,Gl, Gl.5,G2, G2.5];
偶错列间隙为[_G2,_G1,G1,G2];
偶未错列间隙为[G-2.5,-Gl.5,-G0.5,G0.5,Gl.5,G2.5];
偶推臂集为[G1,G2]和[_G2,_G1];
偶挽臂集为[G0.5,Gl.5,G2.5]和[G-2.5,-Gl.5,-G0.5];
则推挽式X轴磁电阻传感器的推臂Push和挽臂Pull及其全桥连接如图11和图12所示,图11中,推臂Push分别为推臂集中的元素Gl、G2之间、以及元素G-1、G-2之间的串联连接,挽臂Pull分别为挽臂集中的单元G0.5、Gl.5之间,以及G-0.5、G-1.5之间的串联连接;图12中推臂Push保持不变,挽臂Pull分别为挽臂集中的元素Gl.5、G2.5之间,以及G-1.5、G-2.5之间的串联连接。
[0042]以上为全桥的连接方式,实际上还可以形成半桥、或者准桥的结构。
[0043]实施例三
对于由H形软磁通量集中器或者由U和H形软磁通量集中器组成的多间隙列软磁通量集中器错列阵列时,假设沿X方向,共有M间隙列,则对于第J列,存在一个所述奇或偶推臂集合All (J)或者Bll (J), (J为从I到M的整数),则M列中每列选择的元素个数集合为[Jl,J2,J3,…,JM] (Jl,J2,…,JM均为大于等于I的整数),同样对应存在一个 Pull 列集合{Pull (1),Pull (2),Pull (3),.",Pull (Μ)},以及一个 Push 列集合{Push⑴,Push⑵,Push (3),…,Push (M)},则最终的推挽式X轴磁电阻传感器的所述推臂Push为所述各J列所对应的Push (J)集合所对应的所述推磁电阻传感单元串之间的串联连接,所述挽臂Pull为各J列所对应的Pull (J)集合元素所对应的所述挽磁电阻传感单元串之间的串联连接。
[0044]图13为本发明所提出的第二种类型的推挽式X轴磁电阻传感器结构,即错列U、H形混合软磁通量集中器阵列2,沿X方向上,包括最左边的U形软磁通量集中器列、最右边的U形软磁通量集中器列以及中间的三列H形软磁通量集中器。最左边的U形软磁通量集中器列由2 (1),2 (2),…,2 (N)共N个U形软磁通量集中器组成,最右边的U形软磁通量集中器列由5 (1),5 (2),…,5 (N)共N个U形软磁通量集中器组成,中间的三列H形软磁通量集中器的第一列为N+1个H形软磁通量集中器组成,第二列为N个H形软磁通量集中器组成,第三列为N+1个H形软磁通量集中器组成。每列中,相邻两个U形软磁通量集中器如2 (I)和2 (2)和同一个H形软磁通量集中器如4 (I)形成错列结构,沿Y方向上,最左边的U形软磁通量集中器阵列中,对于任何一个U形软磁通量集中器如2 (1),都与相邻两个H形软磁通量集中器如3 (I)和4 (I)形成错列结构,之后该两个H形软磁通量集中器3 (I)和4 (I)分别和一个共同相邻的H形软磁通量集中器3 (2)形成错列结构,且H形软磁通量集中器3 (2)分别和相邻的两个H形软磁通量集中器3 (3)和4 (2)形成错列结构,交替出现两个H形软磁通量集中器和同一个H形软磁通量集中器在同一个间隙Hgl或者Hg2形成错列结构的情况,最后,在左右端,两个H形软磁通量集中器3 (1)、4 (I)和一个U形软磁通量集中器2 (1),或者3 (3)、4 (2)分别和5 (I)形成错列结构,即对于Y方向,中间部分为多个包含两个H形软磁通量集中器和一个H形软磁通量集中器形成错列结构连接,两端则对应U形软磁通量集中器,此外,位于X方向最上端的所有H形软磁通量集中器,如3 (I)和3 (3)的Ul长条合并成一个端长条U11,同样,位于X方向最下端的所有H形软磁通量集中器的U2长条合并成另一个端长条U22,两个端长条在Y方向跨越所有Y方向的H或者U形软磁通量集中器。
[0045]错列U、H形混合软磁通量集中器阵列2形成阵列式M*N的间隙阵列,如图13所示,共有LI,L2, L3和L4个间隙列,其中每列包括错列间隙和未错列间隙的交错排列,且各列具有相同的错列间隙和未错列间隙排列次序。
[0046]同样对于每一列所有的间隙,定义中间间隙为G0,以此为原点,正X方向间隙依次为 Gl, Gl.5,G2,G2.5,G3,G3.5,G4,G4.5,G5,G5.5,G6,G6.5,G7,负 X 方向依次为 G-1,G-1.5,G-2,G-2.5,G_3,G-3.5,G_4,G-4.5,G_5,G-5.5,G_6,G-6.5,G-7。
[0047]图14为在X方向外磁场作用下,错列U、H形混合软磁通量集中器阵列2的磁力线分布特征,可以看出,在错列间隙和未错列间隙处,磁场分量具有X分布特征,其在LI间隙列上的Hx磁场分量分布如图15所示,可以看出,所有间隙的Hx磁场相对于中间间隙GO对称,且相邻两个间隙具有相反的磁场方向,幅度值也接近。
[0048]图16为在Y方向外磁场作用下,错列U、H形混合软磁通量集中器阵列2的磁力线分布特征,可以看出,在所有错列间隙,磁场分量具有X分布特征,而在未错列间隙处,磁力线分布较少,表面磁场强度较之错列间隙处幅值较小,其在LI间隙列上的Hx磁场分布特征如图17所示,可以看出,其间隙磁场分量Hx相对于GO具有反对称的分布特征,其在错列间隙处Hx磁场分量具有大的幅值,而在第一类未错列间隙处具有接近于O的幅值,在第二类未错列间隙处具有一定的幅值,大远小于错列间隙处的幅值。
[0049]所有间隙集为[G-6.5,G-6,…,G-1.5,G_l,GO, Gl, Gl.5,…,G6, G6.5];
错列间隙集为[G-6,G-5, G-4, G-3, G_2,G_l,Gl, G2, G3, G4, G5, G6];
未错列间隙集为:
[G-6.5,G-5.5,G-4.5,G-3.5,G-2.5,G-1.5,Gl.5,G2.5,G3.5,G4.5,G5.5,G6.5];
推臂集为[Gl, G2, G3, G4, G5, G6]或[G_l, G_2, G_3, G_4, G_5, G-6];
挽臂集为:
[G6.5,G5.5,G4.5,G3.5,G2.5,Gl.5]或[G-6.5,G-5.5,G-4.5,G-3.5,G-2.5,G-1.5];其在构成推挽式X轴磁电阻传感器器的全桥结构时,其连接结构图如图18所示,其中推臂Push分别为推臂集合单元Gl,G2, G3, G4, G5, G6的串联连接和G-l,G-2,
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