本發(fā)明涉及磁力儀技術領域,尤其涉及一種芯片級封裝的微型三軸磁通門磁力儀。
背景技術:
中國臺灣專利文獻,一種三軸磁通門磁力儀如TW201418741A,該專利提及由一個磁通導引器、骨架及兩軸測量線圈組成,其磁芯采用的是圓柱體結構,X軸由一對磁場感測器組成,Y軸由一對磁場感測器組成,但只能同時測量XY兩個軸磁場大小;或只能測量Z軸磁場大小,通過消除X軸和Y軸磁場分量得到Z軸的分量,不能同時測量三個軸的磁場分量。
還有美國專利文獻,一種三軸磁通門磁力儀如US8669763B2,該專利提及由兩個軸組成一個雙軸磁通門,但該磁通門要用兩個雙軸磁通門組成一個三軸磁通門。
再有另一美國專利文獻,一種三軸磁通門磁力儀如US6304082,該三軸磁通門是三個單軸磁通門,分別放在三個不同的位置,可以分別測出X,Y,Z三個軸的磁場分量。但是該磁通門測量的三個磁場空間位置不相同,并非一個點在各軸向的磁場分量。
上述三種三軸磁通門磁力儀,均體積較大不能三軸一體化。
故現(xiàn)有技術有待改進和發(fā)展。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種體積小、且能夠實現(xiàn)三軸一體化的芯片級封裝的微型三軸磁通門磁力儀。
本發(fā)明的技術解決方案是:一種芯片級封裝的微型三軸磁通門磁力儀,將微型三軸磁通門探頭、三軸磁通門電路、MEMS加速表、MEMS陀螺、微處理器、直流電源轉換器和接口電路分別固定在一個PCB板上,構成航姿參考系統(tǒng)。
所述微型三軸磁通門電路包括激勵電路和三個測量電路及一個溫度電路; 激勵電路包括振蕩器及放大驅動電路;測量電路包括放大電路、相敏整流及濾波積分電路和反饋電路。
所述微型三軸磁通門探頭包括:骨架、激勵線圈和XYZ測量線圈;
所述骨架為矩形柱的兩端各帶一個三角形有電鍍銅的端面柱體,柱體中空為一個長方形孔;
四個相同的骨架拼合一起,形成X軸、Y軸、Z軸三軸結構空間,這種空間對稱且同軸,構成XYZ三個測量軸;
將激勵線圈分別繞制在四個相同的骨架上,將坡莫合金帶綁在四個骨架的中心孔中,坡莫合金帶呈十字交叉狀且垂直,構成磁芯。
在所述骨架上形成的XYZ測量軸分別繞制X軸測量線圈、Y軸測量線圈、Z軸測量線圈,激勵線圈、XYZ測量線圈的引線均焊接骨架端面的電鍍銅上
本發(fā)明的有益效果:
(1)磁芯和三軸測量線圈共用一個骨架,體積極小,從而實現(xiàn)磁通門三軸一體且微型化
(2)用于芯片級封裝,將微型三軸磁通門探頭及其電路、MEMS加速表、MEMS陀螺、微處理器、直流電源轉換器和接口電路固定在一個PCB板上,構成航姿參考系統(tǒng)。
附圖說明
圖1本發(fā)明微型三軸磁通門激勵線圈、XYZ測量線圈組裝示意圖;
圖2為圖1沿A-A方向剖視圖;
圖3為本發(fā)明航姿參考系統(tǒng)結構示意圖;
附圖標記說明:1、微型三軸磁通門探頭;2、三軸磁通門電路;3、MEMS加速表;4、MEMS陀螺;5、微處理器;6、直流電源轉換器;7、接口電路。
具體實施方式
實施例:
參閱圖1至圖3,一種芯片級封裝的微型三軸磁通門磁力儀,包括:微型三軸磁通門探頭1、三軸磁通門電路2、MEMS加速表3、MEMS陀螺4、微處理 器5、直流電源轉換器6和接口電路7。將微型三軸磁通門探頭1、三軸磁通門電路2、MEMS加速表3、MEMS陀螺4、微處理器5、直流電源轉換器6和接口電路7分別固定在一個PCB板上,構成航姿參考系統(tǒng)。
所述微型三軸磁通門電路2包括:激勵電路和三個測量電路及一個溫度電路。激勵電路包括振蕩器及放大驅動電路。測量電路包括:放大電路、相敏整流及濾波積分電路和反饋電路。
所述微型三軸磁通門探頭1包括:骨架、激勵線圈和XYZ測量線圈。
所述骨架為矩形柱的兩端各帶一個三角形有電鍍銅的端面柱體;柱體中空為一個長方形孔,四個相同的骨架拼合一起,形成X軸、Y軸、Z軸三軸結構空間,這種空間對稱且同軸,構成XYZ三個測量軸。
將激勵線圈分別繞制在四個相同的骨架上,將坡莫合金帶綁在四個骨架的中心孔中,坡莫合金帶呈十字交叉狀且垂直,構成磁芯;
在骨架上形成的XYZ測量軸分別繞制X軸測量線圈、Y軸測量線圈、Z軸測量線圈,激勵線圈、XYZ測量線圈的引線均焊接骨架端面的電鍍銅上。
微型三軸磁通門探頭1每個軸只有一個測量線圈,兼顧檢測和反饋。磁芯和三軸測量線圈共用一個骨架,使得整體體積極小,從而實現(xiàn)磁通門三軸一體且微型化
同步地測量空間一個點的磁場的三個分量。激勵電路給磁芯提供激勵電流。每個軸的測量電路對該軸測量線圈輸出的四個感應電壓脈沖進行交流放大和相敏整流及濾波,濾波后的電壓傳輸給積分電路,積分后的電壓再傳輸給反饋電路產生反饋電流,使該軸反饋電流產生的磁場完全抵消該軸的磁場分量。三路測量電路共同使三個軸的磁場分量為零,三路反饋電流精確對應三個軸的磁場分量,同步地測量空間一個點的磁場三個分量。
在本說明書的描述中,術語“一個實施例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或實例。而且,描述的具體特征、結構、材料或特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領域 的技術人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。