[发明专利]三轴磁传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种三轴磁传感器，尤其是，一种结构简单、成本较低的三轴磁传感器。

背景技术

随着磁传感器技术的发展，其从初期的单轴磁传感器，已发展出了双轴以及三轴磁传感器，使得其可全面检测空间X、Y、Z轴三个方向上的磁信号。这样，也使得其应用范围越来越广。例如，较为习知的有消费类电子产品领域、汽车产品领域等等。

对于磁传感器，其工作方式通常是在要探测的方向上设置传感器单元，以探测这个方向上的磁信号并输出探测结果。

以三轴磁传感器为例，业界目前采用的结构，通常是在三个方向上分别设置传感器单元，从而完成X、Y以及Z轴三个方向上的磁信号探测，并输出探测结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种三轴磁传感器，其结构更为简单，且能有效完成X、Y及Z轴三个方向上的磁信号探测，以及输出探测数值。

为了解决上述技术问题，本发明所提出的技术方案是：一种三轴磁传感器，其包括有衬底层。其中衬底层(Substrate)沿X和Y轴方向上分别设置有夹角分别为θ₁和θ₂的第一、第二斜坡，第一斜坡上沿斜坡倾斜的方向上设置有第一传感器单元S₁，第二斜坡上沿斜坡倾斜的方向上设置有第二传感器单元S₂。第一传感器单元和第二传感器单元分别感应水平方向以及竖直方向上的磁信号并输出探测值，从而完成对X、Y及Z轴三个方向上的磁信号的探测。其中涉及使用的磁传感器单元可以是AMR、GMR以及TMR等等。

进一步的，在不同实施方式中，当第一传感器单元或第二传感器单元设置有多个时，其代号可以是在指代标号S₁、S₂的下标1、2后，续接数字。例如，S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₂₁、S₂₂、S₂₃等等。

进一步的，在不同实施方式中，其中θ₁角度范围是15～75度。

进一步的，在不同实施方式中，其中θ₂角度范围是15～75度。

进一步的，在不同实施方式中，其中θ₁＝θ₂＝θ。

进一步的，在不同实施方式中，其通过以下公式计算第一传感器单元和第二传感器单元在各轴方向上的输出：

S_1xout＝B_x*cosθ；S_2yout＝B_y*cosθ；S_1zout＝-B_z*sinθ；S_2zout＝-B_z*sinθ；

其中环境中X、Y及Z轴三轴方向磁场分别为B_x，B_y，B_z。

进一步的，在不同实施方式中，其通过以下公式计算得出探测到的磁场数值：

B_x＝S_1xout/cosθ；B_y＝S_2yout/cosθ；B_z＝(-S_1zout-S_2zout)/cosθ/2。

进一步的，在不同实施方式中，其中第一传感器单元是感应X轴方向上的磁信号。

进一步的，在不同实施方式中，其中第二传感器单元是感应Y轴方向上的磁信号。

进一步的，在不同实施方式中，其中衬底层上设置有两个相对设置的第一斜坡，每个斜坡上均设置有第一传感器单元。相对设置，也就是说，两个斜坡与X轴的夹角分别是θ₁和(180-θ₁)。

进一步的，在不同实施方式中，其中衬底层上设置有两个相对设置的第二斜坡，每个斜坡上均设置有第二传感器单元。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明涉及的三轴磁传感器，其采用斜坡设置磁传感器单元的方式，使得磁传感器单元即可探测水平方向的磁信号，又可探测竖直方向的磁信号，从而无需再在竖直方向上设置磁传感器单元，如此，即简化了结构，又降低了成本；且还能保证三轴方向上的磁信号探测及输出功能。

附图说明

图1为本发明涉及的一个实施例提供的三轴磁传感器的结构示意图，其仅图示了X轴方向上的剖面结构。