[发明专利]一种适用于一体式三轴磁传感器的磁场调制结构

说明书

本发明公开了一种适用于一体式三轴磁传感器的磁场调制结构，包括绝缘基底和设于绝缘基底上的谐振部件，所述谐振部件为方框结构且两端通过锚点支撑固定在绝缘基底上，所述谐振部件的中部设有双端固支梁，所述双端固支梁的表面设有压电部件，所述双端固支梁的每一侧均设有两个间隙布置的悬臂梁，每一个悬臂梁的下表面设有一个软磁薄膜。本发明针对现有三轴磁传感器方案1/f噪声较大的问题，采用压电驱动、一体化设计的方式实现三轴磁传感器被测磁场的调制，具有高调制效率、高一致性、高一体化程度及实现简单的优点。

技术领域

本发明涉及微弱磁信号探测技术领域，具体涉及一种适用于一体式三轴磁传感器的磁场调制结构。

背景技术

三轴磁传感器在汽车电子、工业自动控制、存储、地质勘探、生物医学、航空航天等各个领域具有广泛的应用前景及巨大的市场需求，小型化、高精度、低功耗、高稳定性等越来越成为磁传感器的发展趋势。巨磁阻（Giant Magnetoresistance, GMR）传感器及隧道结磁电阻（Tunneling Magnetoresistance，TMR）传感器，具有体积小、灵敏度高、稳定性高、线性范围宽等优势，具有发展成为小型化高性能三轴磁传感器的巨大潜力。

随着GMR及TMR磁敏感元件的迅速发展，磁场测量的灵敏度不断提高，1/f噪声逐渐成为限制敏感元件性能提升的主要因素。众多应用领域中，被测磁场大多属于低频段，比如地磁导航的缓变磁场、磁异目标的磁场、地质勘探中的异常磁场等，抑制1/f噪声从而提升磁传感器的磁场分辨力，对推动高性能磁传感器的应用具有重要意义。

磁通调制技术是抑制1/f噪声的有效手段，其主要思路是将被测外磁场调制到高频区域，从而避免了1/f噪声的影响。目前报导的磁通调制结构大多以单轴为主，很少存在针对三轴磁传感器的三轴一体化调制结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种适用于一体式三轴磁传感器的磁场调制结构，本发明针对现有三轴磁传感器方案1/f噪声较大的问题，采用压电驱动、一体化设计的方式实现三轴磁传感器被测磁场的调制，具有高调制效率、高一致性、高一体化程度及实现简单的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种适用于一体式三轴磁传感器的磁场调制结构，包括绝缘基底和设于绝缘基底上的谐振部件，所述谐振部件为方框结构且两端通过锚点支撑固定在绝缘基底上，所述谐振部件的中部设有双端固支梁，所述双端固支梁的表面设有压电部件，所述双端固支梁的每一侧均设有两个间隙布置的悬臂梁，每一个悬臂梁的下表面设有一个软磁薄膜。

可选地，所述绝缘基底为采样氧化铝陶瓷制成。

可选地，所述谐振部件的方框结构两侧下部各设有一对间隙布置的锚点，且所述双端固支梁的端部均位于两个锚点之间。

可选地，所述谐振部件为单晶硅材料通过腐蚀和/或刻蚀工艺制成。

可选地，所述压电部件采用锆钛酸铅压电陶瓷制成。

可选地，所述软磁薄膜为在悬臂梁的下表面采用电镀或溅射形成的高导磁性膜。

可选地，所述压电部件通过键合方式固定于谐振部件的双端固支梁上。

可选地，所述压电部件的电极组件包括激励底电极、顶电极以及两个反馈电极，所述激励底电极设于双端固支梁上表面，所述顶电极以及两个反馈电极均设于压电部件上表面，且所述顶电极设于压电部件上表面中部，所述顶电极的每一端均设有一个与顶电极间距布置的反馈电极。

和现有技术相比，本发明具有下述优点：