CN106405452A - 一种芯片级封装的微型三轴磁通门磁力仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芯片级封装的微型三轴磁通门磁力仪，将微型三轴磁通门探头、三轴磁通门电路、MEMS加速表、MEMS陀螺、微处理器、直流电源转换器和接口电路分别固定在一个PCB板上，构成航姿参考系统。本发明的有益效果：磁芯和三轴测量线圈共用一个骨架，体积极小，从而实现磁通门三轴一体且微型化。
Description
技术领域
本发明涉及磁力仪技术领域，尤其涉及一种芯片级封装的微型三轴磁通门磁力仪。
背景技术
中国台湾专利文献，一种三轴磁通门磁力仪如TW201418741A，该专利提及由一个磁通导引器、骨架及两轴测量线圈组成，其磁芯采用的是圆柱体结构，X轴由一对磁场感测器组成，Y轴由一对磁场感测器组成，但只能同时测量XY两个轴磁场大小；或只能测量Z轴磁场大小，通过消除X轴和Y轴磁场分量得到Z轴的分量，不能同时测量三个轴的磁场分量。
还有美国专利文献，一种三轴磁通门磁力仪如US8669763B2，该专利提及由两个轴组成一个双轴磁通门，但该磁通门要用两个双轴磁通门组成一个三轴磁通门。
再有另一美国专利文献，一种三轴磁通门磁力仪如US6304082，该三轴磁通门是三个单轴磁通门，分别放在三个不同的位置，可以分别测出X,Y,Z三个轴的磁场分量。但是该磁通门测量的三个磁场空间位置不相同，并非一个点在各轴向的磁场分量。
上述三种三轴磁通门磁力仪，均体积较大不能三轴一体化。
故现有技术有待改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种体积小、且能够实现三轴一体化的芯片级封装的微型三轴磁通门磁力仪。
本发明的技术解决方案是：一种芯片级封装的微型三轴磁通门磁力仪，将微型三轴磁通门探头、三轴磁通门电路、MEMS加速表、MEMS陀螺、微处理器、直流电源转换器和接口电路分别固定在一个PCB板上，构成航姿参考系统。
所述微型三轴磁通门电路包括激励电路和三个测量电路及一个温度电路； 激励电路包括振荡器及放大驱动电路；测量电路包括放大电路、相敏整流及滤波积分电路和反馈电路。
所述微型三轴磁通门探头包括：骨架、激励线圈和XYZ测量线圈；
所述骨架为矩形柱的两端各带一个三角形有电镀铜的端面柱体，柱体中空为一个长方形孔；
四个相同的骨架拼合一起，形成X轴、Y轴、Z轴三轴结构空间，这种空间对称且同轴，构成XYZ三个测量轴；
将激励线圈分别绕制在四个相同的骨架上，将坡莫合金带绑在四个骨架的中心孔中，坡莫合金带呈十字交叉状且垂直，构成磁芯。
在所述骨架上形成的XYZ测量轴分别绕制X轴测量线圈、Y轴测量线圈、Z轴测量线圈，激励线圈、XYZ测量线圈的引线均焊接骨架端面的电镀铜上
本发明的有益效果：
(1)磁芯和三轴测量线圈共用一个骨架，体积极小，从而实现磁通门三轴一体且微型化
(2)用于芯片级封装，将微型三轴磁通门探头及其电路、MEMS加速表、MEMS陀螺、微处理器、直流电源转换器和接口电路固定在一个PCB板上，构成航姿参考系统。
附图说明
图1本发明微型三轴磁通门激励线圈、XYZ测量线圈组装示意图；
图2为图1沿A-A方向剖视图；
图3为本发明航姿参考系统结构示意图；
附图标记说明：1、微型三轴磁通门探头；2、三轴磁通门电路；3、MEMS加速表；4、MEMS陀螺；5、微处理器；6、直流电源转换器；7、接口电路。
具体实施方式
实施例：
参阅图1至图3，一种芯片级封装的微型三轴磁通门磁力仪，包括：微型三轴磁通门探头1、三轴磁通门电路2、MEMS加速表3、MEMS陀螺4、微处理 器5、直流电源转换器6和接口电路7。将微型三轴磁通门探头1、三轴磁通门电路2、MEMS加速表3、MEMS陀螺4、微处理器5、直流电源转换器6和接口电路7分别固定在一个PCB板上，构成航姿参考系统。
所述微型三轴磁通门电路2包括：激励电路和三个测量电路及一个温度电路。激励电路包括振荡器及放大驱动电路。测量电路包括：放大电路、相敏整流及滤波积分电路和反馈电路。
所述微型三轴磁通门探头1包括：骨架、激励线圈和XYZ测量线圈。
所述骨架为矩形柱的两端各带一个三角形有电镀铜的端面柱体；柱体中空为一个长方形孔，四个相同的骨架拼合一起，形成X轴、Y轴、Z轴三轴结构空间，这种空间对称且同轴，构成XYZ三个测量轴。
将激励线圈分别绕制在四个相同的骨架上，将坡莫合金带绑在四个骨架的中心孔中，坡莫合金带呈十字交叉状且垂直，构成磁芯；
在骨架上形成的XYZ测量轴分别绕制X轴测量线圈、Y轴测量线圈、Z轴测量线圈，激励线圈、XYZ测量线圈的引线均焊接骨架端面的电镀铜上。
微型三轴磁通门探头1每个轴只有一个测量线圈，兼顾检测和反馈。磁芯和三轴测量线圈共用一个骨架，使得整体体积极小，从而实现磁通门三轴一体且微型化
同步地测量空间一个点的磁场的三个分量。激励电路给磁芯提供激励电流。每个轴的测量电路对该轴测量线圈输出的四个感应电压脉冲进行交流放大和相敏整流及滤波，滤波后的电压传输给积分电路，积分后的电压再传输给反馈电路产生反馈电流，使该轴反馈电流产生的磁场完全抵消该轴的磁场分量。三路测量电路共同使三个轴的磁场分量为零，三路反馈电流精确对应三个轴的磁场分量，同步地测量空间一个点的磁场三个分量。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域 的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种芯片级封装的微型三轴磁通门磁力仪，其特征在于：将微型三轴磁通门探头、三轴磁通门电路、MEMS加速表、MEMS陀螺、微处理器、直流电源转换器和接口电路分别固定在一个PCB板上，构成航姿参考系统。
2.根据权利要求1所述的芯片级封装的微型三轴磁通门磁力仪，其特征在于：所述微型三轴磁通门电路包括激励电路和三个测量电路及一个温度电路；激励电路包括振荡器及放大驱动电路；测量电路包括放大电路、相敏整流及滤波积分电路和反馈电路。
3.根据权利要求1所述的芯片级封装的微型三轴磁通门磁力仪，其特征在于：所述微型三轴磁通门探头包括：骨架、激励线圈和XYZ测量线圈；
所述骨架为矩形柱的两端各带一个三角形有电镀铜的端面柱体，柱体中空为一个长方形孔；
四个相同的骨架拼合一起，形成X轴、Y轴、Z轴三轴结构空间，这种空间对称且同轴，构成XYZ三个测量轴；
将激励线圈分别绕制在四个相同的骨架上，将坡莫合金带绑在四个骨架的中心孔中，坡莫合金带呈十字交叉状且垂直，构成磁芯。
4.根据权利要求3所述的芯片级封装的微型三轴磁通门磁力仪，其特征在于：在所述骨架上形成的XYZ测量轴分别绕制X轴测量线圈、Y轴测量线圈、Z轴测量线圈，激励线圈、XYZ测量线圈的引线均焊接骨架端面的电镀铜上。
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