[发明专利]传感器本体及其应用的感应式三轴磁场传感器

权利要求书

1.一种传感器本体，其特征在于，包括：

磁芯结构，纵剖面呈工字型，中间部分为细长棒状的磁芯，两端部分为扁平状磁通量聚焦器；

感应线圈，均匀缠绕于所述磁芯结构中间部分的外围。

2.根据权利要求1所述的传感器本体，其特征在于，所述磁芯结构中：所述中间部分呈细长圆柱形；所述两端部分呈平圆柱状。

3.根据权利要求2所述的传感器本体，其特征在于，所述磁芯结构中，磁通量聚焦器直径与中间部分直径的比例介于2：1～10：1之间，磁通聚集器长度与中间部分长度的比例介于1：1～1：5之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器本体，其特征在于，还包括：

骨架，设置于磁芯结构所述中间部分的外围与所述两侧部分的内侧，所述感应线圈缠绕于磁芯结构中间部分外围的骨架上。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的传感器本体，其特征在于，所述磁芯结构的材料为软磁铁氧体材料。

6.一种感应式三轴磁场传感器，其特征在于，包括：

传感器本体模块，包括探测方向两两垂直的三支如权利要求1所述的传感器本体；

三组斩波放大电路，分别对三支传感器本体感应线圈输出的信号通过斩波方式进行幅度增强。

7.根据权利要求6所述的感应式三轴磁场传感器，其特征在于，

匹配网络模块，用于对感应线圈输出谐振点进行补偿，消除谐振尖峰，平滑谐振点处阻抗；

调制模块用于采用预设频率的方波信号将匹配网络模块输出的信号调制至高频，从而实现斩波信号；

电流放大模块，采用运算放大器或者对管放大器对调制模块输出的斩波信号进行低噪声电流放大；

解调模块，采用与调制完全一致的电路结构，将电流放大模块输出信号中的有用信号解调至低频，从而电流放大模块中运算放大器或对管放大器引入的1／f噪声被调制到高频；以及

滤波模块，将调制解调带来的高频信号滤掉，保留有用信号。

8.根据权利要求7所述的感应式三轴磁场传感器，其特征在于，所述匹配网络模块中：从感应线圈输出的感应信号通过第一电阻(R1)串联接地；并且该感应线圈输出的感应信号经过第二电阻(R2)和第一电感(L1)的并联电路后作为匹配网络模块的输出V_in。

9.根据权利要求7所述的感应式三轴磁场传感器，其特征在于：

所述调制模块采用CMOS模拟开关芯片ADG413(U1)实现，其各管脚设置如下：管脚1、管脚8、管脚9、管脚16连接时钟信号CLK；管脚3和管脚11连接匹配网络模块输出的正信号V_in；管脚6、管脚14连接信号地；管脚2、管脚15为信号输出正，管脚7、管脚10号为信号输出负，分别连接放大模块的输入端V_m1和V_m2；管脚12连接逻辑电压值VL；管脚13连接供电的正电压VCC；

所述解调模块与调制模块对称，采用ADG413(U4)实现，其各管脚设置如下：管脚3和14分别接入来自放大模块的信号V_ma1和信号V_ma2；管脚1和管脚16同时接CLK信号；管脚4接电源负VSS信号；管脚5接GND信号；管脚12接VL；管脚13接电源正VCC；管脚2和管脚15分别串联第十三电阻(R13)和第十四电阻(R14)后短接，为该解调模块的输出V_dm。

10.根据权利要求7所述的感应式三轴磁场传感器，其特征在于，所述解调模块的输出V_dm通过第七电容(C7)接地；所述滤波模块采用MAX4101ESA(U5)实现，其各管脚设置如下：

管脚3作为输入正，通过第十六电阻(R16)接地；

管脚2作为输入负，通过第十五电阻(R15)连接至所述解调模块的输出V_dm；

管脚6通过第八电容(C8)和第十七电阻(R17)的并联电路连接到管脚2；

管脚7接电源正VCC；

管脚4接电源负VSS；

管脚6为本解调模块的输出信号，即为斩波放大电路的信号输出端V_out。