[发明专利]一种利用磁性应力调控抑制磁噪声的一体化三轴磁传感器

权利要求书

1.一种利用磁性应力调控抑制磁噪声的一体化三轴磁传感器，其特征在于：包括绝缘基底(1)、磁通电调控单元(3)、变轨软磁块(4)和至少四个磁测量单元(2)；

所述磁测量单元(2)呈中心对称布置于绝缘基底(1)的表面，所述磁通电调控单元(3)以磁测量单元(2)的对称中心点为中心放置在绝缘基底(1)上，所述变轨软磁块(4)以磁测量单元(2)的对称中心点为中心放置在磁测量单元(2)上；

所述每个磁测量单元(2)包括磁力线聚集器(21)、补偿线圈(22)和磁敏感单元(23)，所述补偿线圈(22)缠绕在磁力线聚集器(21)上，所述磁力线聚集器(21)包括间隔设置的两聚集器单元(212)，所述磁敏感单元(23)的两敏感磁电阻(231)位于两聚集器单元(212)之间的中心间隙(211)处；

磁通电调控单元(3)包括压电驱动层(31)、谐振结构(32)和软磁薄膜(33)，所述谐振结构(32)包括固支梁(322)和支撑固支梁(322)的锚点(321)，锚点(321)支撑固定在绝缘基底(1)上，所述谐振结构(32)为双W结构，所述固支梁(322)包括中心梁和伸出梁，所述中心梁为漏斗形状，所述伸出梁与中心梁呈45°角布置并与锚点(321)连接，所述压电驱动层(31)位于固支梁(322)的上表面，所述软磁薄膜(33)位于伸出梁的下表面且位于中心间隙(211)上方。

2.根据权利要求1所述的一体化三轴磁传感器，其特征在于：所述绝缘基底(1)为表面沉积有绝缘层的硅基底。

3.根据权利要求1所述的一体化三轴磁传感器，其特征在于：所述磁敏感单元(23)包括两参考磁电阻(232)，所述参考磁电阻(232)位于聚集器单元(212)下方且靠近中心间隙(211)一侧设置，两敏感磁电阻(231)和两参考磁电阻(232)构成惠斯通电桥。

4.根据权利要求3所述的一体化三轴磁传感器，其特征在于：所述磁力线聚集器(21)的中心间隙(211)的中心线与磁力线聚集器(21)中心轴线呈45°，两敏感磁电阻(231)磁通量方向与中心间隙(211)的中心线垂直，所述参考磁电阻(232)磁通量的方向与磁力线聚集器(21)中心轴线平行。

5.根据权利要求4所述的一体化三轴磁传感器，其特征在于：关于对称中心点互相对称设置的两所述磁力线聚集器(21)的中心间隙(211)的中心线平行设置。

6.根据权利要求1所述的一体化三轴磁传感器，其特征在于：所述压电驱动层(31)自下而上依次设置有顶电极(311)、压电基底(312)和底电极(313)。

7.根据权利要求1的一体化三轴磁传感器，其特征在于：所述变轨软磁块(4)包括软磁块主体(41)和软磁块支撑部(42)，所述软磁块主体(41)通过软磁块支撑部(42)跨设于磁测量单元(2)，所述软磁块支撑部(42)位于靠近对称中心点的聚集器单元(212)上方。

8.根据权利要求1所述的一体化三轴磁传感器，其特征在于：所述磁敏感单元(23)的敏感磁电阻(231)与参考磁电阻(232)采用GMR或TMR制备而成。

9.根据权利要求1所述的一体化三轴磁传感器，其特征在于：所述补偿线圈(22)为分别分布于磁力线聚集器(21)上表面和下表面的顶层线圈(221)和底层线圈(222)环绕而成的环形线圈结构。

10.根据权利要求1所述的一体化三轴磁传感器，其特征在于：所述软磁薄膜(33)采用FeSiBPC或FeGaB制备而成。