专利名称：一种多端式磁通门传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及磁敏传感器领域，特别是涉及一种多端式磁通门传感器。
背景技术：
目前，传统的磁通门传感器的构造主要由长条形或圆环形坡莫合金为支架，在其 上先绕制激励线圈，然后再绕制一组或两组感应线圈以检测弱磁场的变化，激励线圈与感 应线圈为各自独立线圈。坡莫合金支架基本结构有方形、跑道型、圆环形等，这种经典结构 自磁通门传感器面世以来一直采用，使用时，在激励线圈上加入交流激励电压，在测量线圈 上就会由感应电压出现，感应电压的二次谐波与被测磁场的大小有关，通过标定可以检测 出被测磁场的大小。这种结构的磁通门传感器的激励电压要求频率、幅度稳定，电压数值高，由于结构 的对称性难以保证，因此噪声大，温漂大，并且基波分量大，对电路要求较高，限制了其在弱 磁测量领域的进一步应用。改进的磁通门传感器采用三端式结构，这种探头只有一组线圈，在线圈的中心有 一个抽头引出作为测量端，检测时，激励从两端加入，中心端即是信号，又是反馈，所以一组 线圈既激励又测量。如果两边的圈数相等，电感、电阻相等，则两边的干扰(包括基波分量) 可以抵消，降低噪声，因此其分辨率、稳定性均有提高，同时对信号调理电路的要求也简单， 不需要严格选频，也不需要移相器就可以稳定工作。但是三端式磁通门传感器一旦安装制作好之后仅能测试某一个方向的弱磁场的 变化，即只能作为单轴磁传感器使用，用于检测在空间某一方向的磁场变化。而作为磁通门传感器的一个主要用途就是通过检测车辆等运动目标引起的磁场 变化来判断该目标是否存在以及运动方向等信息，由于运动目标的不确定性，对于只能单 方向检测的磁敏传感器而言，布设方向一旦错误就无法满足对运动物体的检测要求。其解 决办法就是将两个三端式磁通门传感器按X、Y两个方向正交安置，以分别检测X、Y两个方 向的磁场变化，从而实现对运动目标的检测。但是这样一来，对两个磁敏传感器的一致性要 求很高，同时也增加了成本。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多端式磁通门传感器，能同时测出某 一平面内多个方向的弱磁场变化，从而达到对运动目标的检测。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种多端式磁通门传感 器，包括闭合的磁芯和线圈，所述的磁芯等分为至少两个扇区；所述的线圈分扇区绕制在所 述的磁芯上，其中，每相邻两个扇区的绕制方向相反，匝数相同，绕制工艺一致，并在相邻两 个扇区交接处引出线圈抽头作为信号检测及反馈端。所述的多端式磁通门传感器的线圈既作为激励线圈使用，又作为检测线圈使用。所述的多端式磁通门传感器的磁芯包括闭合的支撑骨架和坡莫合金；所述的坡莫合金附着在所述的支撑骨架上；所述的磁芯为圆环形或多边形。 所述的支撑骨架由塑料或硬质材料制成。所述的多端式磁通门传感器的扇区个数根据检测方向轴的数量确定。有益效果由于采用了上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，具有以下的优点和积 极效果将磁芯等分为数个扇区，线圈在每个扇区内绕制的匝数相等，绕制工艺相同，并且 每相邻两个扇区内线圈的绕制方向相反，在两个扇区的交界处，在线圈绕制方向反转处引 出抽头作为传感器的测量和检测端，实现了在采用一组线圈的情况下就可实现在一个平面 内同时检测多个方向的弱磁场变化，从而达到对运动目标的检测。
图1是本实用新型的结构原理图；图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本 实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容 之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申 请所附权利要求书所限定的范围。本实用新型的实施方式涉及一种多端式磁通门传感器，该传感器采用一个闭合的 支撑骨架，该支撑骨架可以是多边形或圆环形，在支撑骨架上附着有坡莫合金，由坡莫合金 与支撑骨架共同构成一个闭合的磁芯。其中，支撑骨架可以由塑料或硬质材料制成。接着 对磁芯进行分扇区，扇区的数目可根据需要检测方向轴的数量来确定(即扇区数目为轴数 乘以2)，且各个扇区的大小相同，若轴的数量为4，则可将磁芯等分成8个扇区。然后在整 个磁芯上绕制线圈，绕制时保证线圈在每相邻两个扇区的绕制方向相反，匝数相等，绕制工 艺相同，同时在相邻两个扇区的交接处引出线圈抽头作为检测端，绕制完成后，将制成的检 测端与相应的信号调理电路相连即可测出某一平面内多个方向的弱磁场变化。由于本实用 新型只采用一个线圈，故该线圈既作为激励线圈使用，又作为检测线圈使用。下面以能检测4个方向的4轴多端式磁通门传感器作为实施例来详细说明本实用 新型，其中，4轴为南北轴、东西轴、东北-西南轴和西北-东南轴。如图1所示，采用圆环形 的附着坡莫合金的支撑骨架作为磁芯1，由于本实施例的检测方向轴的数目为4，故将磁芯 等分成8个扇区，如图1中虚线分割所示。一组线圈2紧密均勻缠绕在磁芯1上，线圈2可 采用直径为0. Imm的漆包线，其绕线方向如图1中箭头所示。其中，线圈2在每个扇区内绕 制的匝数相同，绕制工艺相同，以尽可能保证有相同的阻抗、相同的电感及分布电容，唯一 的区别在于每相邻两个扇区内线圈2的绕制方向相反，并且在两个扇区的交接处，即线圈2 绕制方向反转处引出线圈抽头作为信号检测及反馈端。图1中线圈抽头4为线圈2在正北 方向引出的抽头端(图中以正上方为参考北方向)，线圈抽头5为线圈2在东北方向引出的 抽头端，线圈抽头6为线圈2在正东方向引出的抽头端，线圈抽头7为线圈2在东南方向引 出的抽头端，线圈抽头8为线圈2在西南方向引出的抽头端，线圈抽头9为线圈2在正西方向引出的抽头端，线圈抽头10为线圈2在西北方向引出的抽头端。线圈2绕制完毕后，采 用胶水固封，成为多端式磁通门传感器探头，探头线圈输入端3作为激励信号的输入端，各 个方向的线圈抽头作为传感器的测量和检测端，与相应的检测电路配合，即可实现单一线 圈同时检测多方向磁场变化的功能，由于结构的对称性作用，要实现对4个方向的弱磁场 信号的测量，只需要检测每个方向上任意一个线圈抽头上的信号即可满足要求，也就是说 在各个方向的线圈抽头中，线圈抽头5和线圈抽头8，线圈抽头6和线圈抽头9，线圈抽头7 和线圈抽头10的输出相同，二者取一即可。图2所示的是多端式磁通门传感器的电路图。需要说明的是，本实用新型还可采用四边形的支撑骨架作为磁芯，也可采用六边 形的支撑骨架作为磁芯，以此类推，本实用新型可使用不同的多边形来实现，因为实现方式 与圆环形相似，故不再赘述。不难发现，本实用新型在测量某一平面内各轴向的弱磁场变化时，只需将传感器 放置于该平面内，根据传感器各个线圈抽头的输出信号中二次谐波分量的大小就可以确定 对应方向的磁场变化，从而实现单一传感器测量不同方向的磁场变化。
权利要求一种多端式磁通门传感器，包括闭合的磁芯(1)和线圈(2)，其特征在于，所述的磁芯(1)等分为至少两个扇区；所述的线圈(2)分扇区绕制在所述的磁芯(1)上，其中，每相邻两个扇区的绕制方向相反，匝数相同，绕制工艺一致，并在相邻两个扇区交接处引出线圈抽头作为信号检测及反馈端。
2.根据权利要求1所述的多端式磁通门传感器，其特征在于，所述的线圈(2)既作为激 励线圈使用，又作为检测线圈使用。
3.根据权利要求1所述的多端式磁通门传感器，其特征在于，所述的磁芯(1)包括闭合 的支撑骨架和坡莫合金；所述的坡莫合金附着在所述的支撑骨架上；所述的磁芯(1)为圆 环形或多边形。
4.根据权利要求3所述的多端式磁通门传感器，其特征在于，所述的支撑骨架由塑料 或硬质材料制成。
5.根据权利要求1所述的多端式磁通门传感器，其特征在于，所述的扇区个数根据检 测方向轴的数量确定。
专利摘要本实用新型涉及一种多端式磁通门传感器，是在一个闭合的磁芯上采用一组线圈完成激励、检测及反馈的磁通门传感器。根据需检测方向的数量将磁芯等分成数个扇区，然后在整个磁芯上绕制线圈，绕制时保证线圈在每相邻两个扇区的绕制方向相反，匝数相等，绕制工艺相同，同时在相邻两个扇区的交接处引出线圈抽头作为检测端，绕制完成后，将制成的探头与相应的信号调理电路相连即可。本实用新型结构简单、性能可靠，采用一组线圈可同时实现对多个方向的弱磁场检测，同时具有精度高，稳定性好，使用简便的优点。
文档编号G01R33/02GK201654209SQ20102018494
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月6日 优先权日2010年5月6日
发明者刘华巍, 刘海涛, 宋恩亮, 李宝清, 童官军, 陈许英 申请人:中国科学院上海微系统与信息技术研究所