一种磁传感器、信号采集装置、制备方法及采集方法

本申请涉及磁传感，具体而言，涉及一种磁传感器、信号采集装置、制备方法及采集方法。

背景技术：

1、近年来，漏磁检测和永磁材料被广泛应用于多个领域。其中漏磁检测是一种无损检测方式，其检测方式有对环境无污染、对被测部件无损坏、检测速度快等优点，在金属储罐漏磁检测、机械损伤检测、危险气体漏磁检测等领域起着重要作用。而永磁材料在汽车、人造卫星、电子手表及航空航天等领域有着广泛应用，永磁材料所产生的磁场大小及稳定性将会影响装置的性能，因此需要对其产生的工作磁场进行准确测量。

2、目前，大部分探测装置都是使用单个独立封装的霍尔器件来探测磁场，这种方法只能同时对磁场进行单点检测，无法快速检测空间磁场的分布情况，存在检测速度慢以及效率低等问题。因此，探测装置逐渐采用多个独立封装的霍尔器件分散在磁场中，对磁场进行多点检测，但是由于独立封装的霍尔器件摆放不合理且体积较大，使得单位面积内的布设密度较低，存在检测分辨率低的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种磁传感器和信号采集装置，以解决现有探测装置检测分辨率较低的问题。

2、为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

3、本申请实施例的一方面，提供一种磁传感器，包括电路板以及设置于电路板上的霍尔阵列，霍尔阵列包括多个霍尔元件，相邻两个霍尔元件采用无间距排布。

4、可选的，霍尔阵列为霍尔线阵，多个霍尔元件呈线性排布。

5、可选的，霍尔阵列为基于同一晶圆片整体切割所得的连续整体。

6、可选的，霍尔阵列为未封装霍尔阵列。

7、可选的，在霍尔元件背离电路板的一侧表面还设置有聚磁部。

8、可选的，霍尔元件经绝缘胶粘接于电路板。

9、可选的，磁传感器还包括保护层，保护层包覆于霍尔阵列外周。

10、可选的，电路板上设有凹槽，霍尔阵列位于凹槽，保护层填充于凹槽。

11、可选的，在电路板上还设置有电源线和地线，每个霍尔元件的供电端分别与电源线和地线连接。

12、可选的，在霍尔阵列为霍尔线阵时，电源线和地线分布于霍尔线阵的相对两侧。

13、可选的，在电路板上还设置有第一转接器，电源线和地线分别与第一转接器连接。

14、可选的，在电路板上还设置有与多个霍尔元件一一对应的多组信号线，每个霍尔元件的信号端分别与对应信号线连接。

15、可选的，在电路板上还设置有第二转接器，多个霍尔元件各自通过对应信号线分别与第二转接器连接。

16、本申请实施例的另一方面，提供一种信号采集装置，包括控制系统以及上述的磁传感器，控制系统与磁传感器电连接，用于控制磁传感器中的至少一个霍尔元件采集磁场信号。

17、可选的，控制系统包括控制单元、测试源表和多路选通器，控制单元与测试源表电连接，且控制单元和测试源表分别经多路选通器与磁传感器电连接。

18、可选的，控制单元包括控制中心和开关系统，控制中心分别与开关系统和测试源表电连接，开关系统和测试源表分别经多路选通器与磁传感器电连接。

19、可选的，测试源表包括电流源表和检测表，电流源表分别与控制中心和多路选通器电连接，检测表分别与控制中心和多路选通器电连接。

20、可选的，磁传感器包括第一转接器和第二转接器，第一转接器经多路选通器与电流源表电连接，第二转接器经多路选通器与检测表电连接。

21、可选的，本发明公开了一种连续整体的霍尔阵列的制备方法，包括以下步骤：

22、s1、获取整块晶圆片；

23、s2、通过光刻工艺在晶圆片上制备多个霍尔元件，获得含有阵列设置的霍尔单元的晶圆片，其中，多个霍尔元件呈阵列设置，相邻两个霍尔元件紧贴设置；

24、s3、切割去除多余晶圆片，获得连续整体的霍尔阵列。

25、可选的，本发明公开了一种磁传感器的制备方法，包括以下步骤：

26、s1、获取电路板，所述电路板上设置有供电单元和多个信号检测单元；

27、s2、获取多个霍尔元件，将多个所述霍尔元件通过阵列方式排布在电路板上，相邻两个所述霍尔元件紧贴设置，其中，霍尔元件为晶圆；

28、s3、将供电单元与霍尔元件连接以对其供电，将信号检测单元与霍尔元件的检测端连接以分别检测电信号输出。

29、可选的，本发明公开了一种磁信号采集方法，包括：

30、s1、获取上述磁传感器；

31、s2、记录磁传感器的每个霍尔元件的位置坐标信息；

32、s3、将所述磁传感器置于待测区域完成待测区域的多点磁场检测；

33、s4、依据每个霍尔元件的位置坐标信息和对应霍尔元件的磁场信号，绘制空间磁场分布图。

34、本申请的有益效果包括：

35、本申请提供了一种磁传感器和信号采集装置，包括电路板以及设置于电路板上的霍尔阵列，霍尔阵列包括多个霍尔元件，相邻两个霍尔元件采用无间距排布。通过重新设计磁传感器中的霍尔阵列，从而使得磁传感器中的霍尔阵列在进行磁场检测时，不仅能够对磁场进行多点检测，同时，还能够有效的提高单位面积内霍尔元件的分布密度，由此，使得磁传感器的检测分辨率较高，有助于获得更加准确磁场信息。

技术特征：

1.一种磁传感器，其特征在于，包括电路板以及设置于所述电路板上的霍尔阵列，所述霍尔阵列包括多个霍尔元件，相邻两个所述霍尔元件采用无间距排布。

2.如权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述霍尔阵列为霍尔线阵，所述多个霍尔元件呈线性排布。

3.如权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述霍尔阵列为基于同一晶圆片整体切割所得的连续整体。

4.如权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，所述霍尔阵列为未封装霍尔阵列。

5.如权利要求1所述的磁传感器，其特征在于，在所述霍尔元件背离所述电路板的一侧表面还设置有聚磁部。

6.如权利要求1至5任一项所述的磁传感器，其特征在于，所述霍尔元件经绝缘胶粘接于所述电路板。

7.如权利要求1至3任一项所述的磁传感器，其特征在于，所述磁传感器还包括保护层，所述保护层包覆于所述霍尔阵列外周。

8.如权利要求7所述的磁传感器，其特征在于，所述电路板上设有凹槽，所述霍尔阵列位于所述凹槽，所述保护层填充于所述凹槽。

9.如权利要求1至5任一项所述的磁传感器，其特征在于，在所述电路板上还设置有电源线和地线，每个所述霍尔元件的供电端分别与所述电源线和所述地线连接。

10.如权利要求9所述的磁传感器，其特征在于，在所述霍尔阵列为霍尔线阵时，所述电源线和所述地线分布于所述霍尔线阵的相对两侧。

11.如权利要求9所述的磁传感器，其特征在于，在所述电路板上还设置有第一转接器，所述电源线和所述地线分别与所述第一转接器连接。

12.如权利要求1至5任一项所述的磁传感器，其特征在于，在所述电路板上还设置有与所述多个霍尔元件一一对应的多组信号线，每个所述霍尔元件的信号端分别与对应所述信号线连接。

13.如权利要求12所述的磁传感器，其特征在于，在所述电路板上还设置有第二转接器，所述多个霍尔元件各自通过对应所述信号线分别与所述第二转接器连接。

14.一种信号采集装置，其特征在于，包括控制系统以及如权利要求1至13任一项所述的磁传感器，所述控制系统与所述磁传感器电连接，用于控制所述磁传感器中的至少一个霍尔元件采集磁场信号。

15.如权利要求14所述的信号采集装置，其特征在于，所述控制系统包括控制单元、测试源表和多路选通器，所述控制单元与所述测试源表电连接，且所述控制单元和所述测试源表分别经所述多路选通器与所述磁传感器电连接。

16.如权利要求15所述的信号采集装置，其特征在于，所述控制单元包括控制中心和开关系统，所述控制中心分别与所述开关系统和所述测试源表电连接，所述开关系统和所述测试源表分别经所述多路选通器与所述磁传感器电连接。

17.如权利要求16所述的信号采集装置，其特征在于，所述测试源表包括电流源表和检测表，所述电流源表分别与所述控制中心和所述多路选通器电连接，所述检测表分别与所述控制中心和所述多路选通器电连接。

18.如权利要求17所述的信号采集装置，其特征在于，所述磁传感器包括第一转接器和第二转接器，所述第一转接器经所述多路选通器与所述电流源表电连接，所述第二转接器经所述多路选通器与所述检测表电连接。

19.一种连续整体的霍尔阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

20.一种磁传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

21.一种磁信号采集方法，其特征在于，包括：

技术总结
本申请提供一种磁传感器、信号采集装置、制备方法和检测方法，涉及磁传感技术领域，包括电路板以及设置于电路板上的霍尔阵列，霍尔阵列包括多个霍尔元件，相邻两个霍尔元件采用无间距排布。通过重新设计磁传感器中的霍尔阵列，从而使得磁传感器中的霍尔阵列在进行磁场检测时，不仅能够对磁场进行多点检测，同时，还能够有效的提高单位面积内霍尔元件的分布密度，由此，使得磁传感器的检测分辨率较高，有助于获得更加准确磁场信息。

技术研发人员：蔡江伟,周谭,许宜申,朱忻,史建新
受保护的技术使用者：苏州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15