第二励磁13的充磁方向31相同，且和平行或呈一锐角或钝角，但这不是唯一解，两个励磁可以是不同的材料，其大小和充磁方向也可以不同，可以通过调节上述参数和摆放方式实现条件。
[0030]以下对本实用新型提出的磁头的工作方式做详细阐述:
[0031]以易磁化轴为水平取向(即平行于的低矫顽力磁性介质为例，如图3所示，磁性介质21首先经过第一励磁12的下方区域(即A-B区域)，激励合磁场32此时沿4由反向施加磁场，磁性介质21的磁矩22发生翻转；然后磁性介质21经过第一励磁12和第二励磁13的区域(即B-C区域)，激励合磁场32此时时沿正向施加磁场，磁矩22再次发生翻转，而激励合磁场32沿4由方向的分量4呈近似线性的变化，其在X = O (即磁性传感器芯片11所在位置)的位置4= 0，当磁矩22经过磁性传感器芯片11时，传感器测量其漏磁场33沿4由方向的分量。由于磁性介质21的易磁化轴平行于4由，且其矫顽力很低，具有很低的磁滞，且4在磁性传感器芯片11的位置为0，则易磁化轴为垂直取向的低矫顽力磁性介质沿4由方向的输出曲线为一正弦波，如图4所示。
[0032]若已知磁性介质21的易磁化轴平行于4由，如果该磁性介质材料矫顽力较高，贝Ij在经过A-B区域的反向场磁化后，再经过B-C区域被正向场磁化，由于磁滞现象，则其沿z轴方向的输出曲线为一余弦波，如图5所示。
[0033]在实际测量中，由于磁性材料不可能不存在磁滞，因此低矫顽力材料和高矫顽力材料分别对应的正弦波信号和余弦波信号只是近似的，理想化的状态，在实际测量中，软磁和硬磁材料的信号存在相位差，近似〃/2。若已知磁性介质21的易磁化轴垂直于4由，则4由为其磁化难轴，因此在B-C区域即便低矫顽力材料仍具有一定的磁滞，其输出曲线为一偏移的正弦波，而垂直取向的高矫顽力材料的输出曲线仍为一余弦波，因此在这种情况下，低矫顽力材料和高矫顽力材料的输出曲线依然有一定的相位差，且信号量也会有一定的差别，在实际使用中，后端可根据其输出曲线的具体特征(波形、峰值大小等)对材料的矫顽力大小进行判定。
[0034]上述的工作状态是已知磁矩取向判定矫顽力大小。若已知材料矫顽力大小，判定磁矩取向的方式为:若已知磁性介质材料的矫顽力较低，如果其取向为平行于4由，则沿着易磁化轴4由方向磁滞很低，其输出曲线可近似为正弦波；若已知磁性材料的矫顽力较低，如果其取向为平行于4由，则4由为磁化难轴，具有一定的磁滞，其输出曲线为一偏移的正弦波。相应的，若磁性介质材料的矫顽力较高，其输出曲线为一余弦波，但是不同取向的高矫顽力材料沿4由方向的磁滞回线仍具有不同的磁滞，其输出曲线依然有一定的相位差，且信号量也会有一定的差别，后端可根据其输出曲线的具体特征(波形、峰值大小等)对材料的取向进行判定。
[0035]上述用平行于或4由来判定磁矩的取向是一个近似解，由于磁矩是一个矢量，因此不会完全平行于或4由，多多少少会存在一定的夹角，因此本实用新型提出的判断方法为一近似解。上述的激励合磁场32为一矢量，具有X、r、4由的三个分量，图3中激励合磁场32的箭头方向为其场强最强的方向，其平行或反平行于4由，实际上该磁场不仅仅只有4由分量。
[0036]如图6所示，本实用新型提出的磁头可根据需求设置多个磁性传感芯片(11a、IlbUlc……Iln)实现多路信号输出，每个通道的信号经过隔直差分放大后作为单独的一路信号输出，磁头通道总数由单个通道宽度和磁头总的长度决定。上述的传感单元通常为单电阻、半桥或全桥结构，考虑到抗干扰，设置为梯度半桥和梯度全桥为最优选择，此处可中国公开号为CN102831708A的实用新型专利:用于销售终端的读出磁头以及中国公开号为CN102590768A的实用新型专利:一种磁电阻磁场梯度传感器。
[0037]上述的单电阻结构包含一个桥臂，半桥结构包含两个桥臂，全桥结构包含四个桥臂，每个桥臂由一个或多个磁性传感元件串联和/或并联构成，磁性传感元件可以是电感线圈、霍尔元件、各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件和/或磁性隧道结元件。其中，巨磁电阻元件和磁性隧道结元件为优选。
[0038]应当理解，以上借助优选实施例对本实用新型的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本实用新型说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种磁头，用以测量磁性介质，包括磁性传感器芯片、第一励磁和第二励磁，其特征在于: 所述磁性传感器芯片包括磁性传感元件； 当所述磁性介质的运动方向与4由平行时，所述第一励磁和所述第二励磁沿4由方向位于所述磁性传感器芯片的两侧，所述磁性传感器芯片的敏感轴与4由平行，其中4由垂直于4由； 所述第一励磁和所述第二励磁的激励合磁场方具有分别沿和沿4由分量及和Bzr所述4在磁性传感器芯片位置的场强不为O，所述4在磁性传感器芯片所在位置的场强为O。2.如权利要求1所述的磁头，其特征在于，所述磁性传感芯片为由磁性传感元件构成的单电阻、半桥或全桥结构。3.如权利要求2所述的磁头，其特征在于，所述半桥结构为梯度半桥结构，或，所述全桥结构为梯度全桥结构。4.如权利要求1所述的磁头，其特征在于，所述第一励磁和第二励磁的充磁方向相同。5.如权利要求1所述的磁头，其特征在于，所述第一励磁和第二励磁的充磁方向与4由平行或呈一锐角或钝角。6.如权利要求1所述的磁头，其特征在于，所述磁头包括多个磁性传感器芯片，多个磁性传感器芯片沿方向排布设置，其中j#、4由以及4由两两垂直。7.如权利要求1所述的磁头，其特征在于，所述第一励磁和第二励磁在朝向所述磁性介质的一侧设置有软磁片。8.如权利要求1所述的磁头，其特征在于，所述磁性传感元件包括电感线圈、霍尔元件、各向异性磁电阻元件、巨磁电阻元件、磁性隧道结元件中的一种或几种。
【专利摘要】本实用新型公开了一种磁头。磁头包括磁性传感器芯片、第一励磁和第二励磁，所述磁性传感器芯片包括磁性传感元件；当所述磁性介质的运动方向与<i>x</i>轴平行时，所述第一励磁和所述第二励磁沿<i>x</i>轴方向位于所述磁性传感器芯片的两侧，所述磁性传感器芯片的敏感轴与<i>z</i>轴平行，其中<i>z</i>轴垂直于<i>x</i>轴；所述第一励磁和所述第二励磁的激励合磁场<i>B</i>具有分别沿<i>x</i>轴和沿<i>z</i>轴分量<i>Bx</i>和<i>Bz</i><i>，</i>所述<i>Bx</i>在磁性传感器芯片位置的场强不为0，所述<i>Bz</i>在磁性传感器芯片所在位置的场强为0。本实用新型可以按照需求设置为单路或多路输出，每路采用一枚磁性传感器芯片，可在一个磁头中同时实现磁矩取向的判定和矫顽力大小的测量。
【IPC分类】G01R33/02
【公开号】CN204807685
【申请号】CN201520442977
【发明人】黎琦, 白建民, 黎伟, 王建国
【申请人】无锡乐尔科技有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年6月25日