本發(fā)明涉及一種磁傳感器及其制備方法，特別是涉及一種抑制方向串擾的電感型磁傳感器及其制備方法。

背景技術(shù)：

磁傳感器是用途最廣泛的傳感器之一，通過磁場測量可以直接或者間接測量很多種物理、化學(xué)、生物等參數(shù)。磁場是矢量場，現(xiàn)有的磁傳感器的軸之間易串擾，交叉敏感，磁傳感器的單軸傳感性能不高，穩(wěn)定性和一致性較差，不適合大批量生產(chǎn)且成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種抑制方向串擾的電感型磁傳感器，其能夠抑制傳感器的軸間串擾，消除軸間交叉敏感，提高磁傳感器的傳感性能。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的：一種抑制方向串擾的電感型磁傳感器，其特征在于，包括絕緣不導(dǎo)磁襯底、傳感線圈、偏置線圈、絕緣層、導(dǎo)磁材料層，傳感線圈位于絕緣不導(dǎo)磁襯底上，偏置線圈位于兩層絕緣層之間，導(dǎo)磁材料層位于最上的絕緣層的頂端上。

優(yōu)選地，所述偏置線圈和傳感線圈部分重疊，偏置線圈和傳感線圈的重疊部分的電流方向相互垂直。

優(yōu)選地，所述偏置線圈和傳感線圈的重疊部分的上下表面同時覆蓋導(dǎo)磁材料層，并使上下導(dǎo)磁材料層連接。

優(yōu)選地，所述偏置線圈上施加直流電流，使導(dǎo)磁層的磁導(dǎo)率不隨垂直于敏感方向的磁場變化。

優(yōu)選地，所述偏置線圈施加交流電流，交變頻率大于被測磁場頻率，使得該線圈電流引起導(dǎo)磁材料層產(chǎn)生零極化到飽和極化交變。

本發(fā)明還提供一種抑制方向串擾的電感型磁傳感器的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：提供一絕緣不導(dǎo)磁襯底，在絕緣不導(dǎo)磁襯底上制作傳感線圈，傳感線圈表面覆蓋一層絕緣層，在絕緣層上制作偏置線圈，偏置線圈和傳感線圈部分重疊，偏置線圈和傳感線圈的重疊部分的電流方向相互垂直，偏置線圈和傳感線圈的重疊部分覆蓋另一層絕緣層，在另一層絕緣層上覆蓋磁性層。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明能夠抑制傳感器的軸間串擾，消除軸間交叉敏感，提高磁傳感器的傳感性能，平面結(jié)構(gòu)元器件，特別適合采用微加工工藝進行大批量生產(chǎn)，極大地降低器件的成本且顯著提高器件性能的穩(wěn)定性和一致性。本發(fā)明給偏置線圈提供電流，將磁性層中非敏感軸方向偏置到磁場不敏感點，即在偏置磁場的一個鄰域范圍，非敏感軸方向磁場的變化就不會引起敏感軸方向磁導(dǎo)率的變化，這樣就只有敏感軸方向的磁場能夠引起電感量變化，因此實現(xiàn)只對敏感軸方向的磁場敏感。本發(fā)明給偏置線圈提供確定變化的掃描電流，如電流值從小到大線性變化，掃描頻率大于被磁磁場頻率，這樣每個掃描周期中，傳感線圈電感值不變的部分就是只對敏感軸方向磁場的傳感輸出。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本發(fā)明抑制方向串擾的電感型磁傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為沿圖1的a-a'方向的剖視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

如圖1至圖2所示，本發(fā)明抑制方向串擾的電感型磁傳感器包括絕緣不導(dǎo)磁襯底1、傳感線圈2、偏置線圈3、絕緣層4、導(dǎo)磁材料層5，傳感線圈2位于絕緣不導(dǎo)磁襯底1上，偏置線圈3位于兩層絕緣層4之間，導(dǎo)磁材料層5位于最上的絕緣層4的頂端上。

偏置線圈和傳感線圈部分重疊，偏置線圈和傳感線圈的重疊部分的電流方向相互垂直覆蓋，這樣進一步提高磁傳感器的單軸傳感性能。

偏置線圈和傳感線圈的重疊部分的上下表面同時覆蓋導(dǎo)磁材料層，并使上下導(dǎo)磁材料層連接，增強有效磁導(dǎo)率，提高靈敏度。

本發(fā)明抑制方向串擾的電感型磁傳感器的制備方法包括以下步驟：提供一絕緣不導(dǎo)磁襯底，在絕緣不導(dǎo)磁襯底上制作傳感線圈，傳感線圈表面覆蓋一層絕緣層，在絕緣層上制作偏置線圈，偏置線圈和傳感線圈部分重疊，偏置線圈和傳感線圈的重疊部分的電流方向相互垂直，偏置線圈和傳感線圈的重疊部分覆蓋另一層絕緣層，在另一層絕緣層覆蓋磁性層。

本發(fā)明給偏置線圈提供電流，將磁性層中非敏感軸方向偏置到磁場不敏感點，即在偏置磁場的一個鄰域范圍，非敏感軸方向磁場的變化不會引起敏感軸方向磁導(dǎo)率的變化，這樣就只有敏感軸方向的磁場能夠引起電感量變化，因此實現(xiàn)了只對敏感軸方向的磁場敏感；還可以為偏置線圈提供確定變化的掃描電流，如電流值從小到大線性變化，掃描頻率大于被測磁場頻率，這樣每個掃描周期，傳感線圈電感值不變的部分就是只對敏感軸敏感的傳感輸出。所述偏置線圈上施加直流電流，使導(dǎo)磁層的磁導(dǎo)率不隨垂直于敏感方向的磁場變化。所述偏置線圈施加交流電流，交變頻率大于被測磁場頻率，使得該線圈電流引起導(dǎo)磁材料層產(chǎn)生零極化到飽和極化交變。

實施例一：

用二氧化硅作為襯底，以濺射或者電鍍的方法在其上制作第一個矩形平面線圈，在第一個矩形平面線圈上覆蓋一層二氧化硅薄膜，在薄膜上制作第二個矩形平面線圈，該第二個矩形平面線圈和第一個矩形平面線圈部分重疊，重疊部分的線圈導(dǎo)線相互垂直，在第二個矩形平面線圈上覆蓋一層二氧化硅薄膜，在二氧化硅薄膜上兩個線圈重疊的區(qū)域以濺射或者電鍍的方法制作一層feni合金(也可以用任何其他導(dǎo)磁材料，如硅鋼，feco合金制作)薄膜層，覆蓋不同重疊區(qū)域的feni合金薄膜層不相連，且其最小間距大于薄膜厚度。

實施例二：

在實施例一中的feni合金薄膜層對應(yīng)位置的襯底區(qū)域，首先以濺射或者電鍍的方法在其上制作feni合金薄膜層，在feni合金薄膜層上制作二氧化硅薄膜層，以濺射或者電鍍的方法在其上制作矩形平面線圈，在線圈上覆蓋一層二氧化硅薄膜，在薄膜上制作另一個矩形平面線圈，該平面線圈和第一個矩形平面線圈部分重疊，重疊部分的線圈導(dǎo)線相互垂直，在第二個平面線圈上覆蓋一層二氧化硅薄膜，在薄膜上兩個線圈重疊的區(qū)域以濺射或者電鍍的方法制作一層feni合金薄膜層，覆蓋不同重疊區(qū)域的feni合金薄膜層不相連，且其最小間距大于薄膜厚度，但和在襯底上對應(yīng)位置的合金薄膜層可連接。

平面結(jié)構(gòu)元器件特別適合采用微加工工藝進行大批量生產(chǎn)，不僅僅極大地降低器件的成本，而且可以顯著提高器件性能的穩(wěn)定性和一致性。在襯底上制作平面線圈和導(dǎo)磁材料薄膜，可以形成電感型磁場傳感器，傳感的物理機理是導(dǎo)磁材料層覆蓋的平面線圈電感的電感量是導(dǎo)磁材料磁導(dǎo)率的函數(shù)，而導(dǎo)磁材料的磁導(dǎo)率又隨著外加磁場變化，因此通過測量線圈電感可以傳感磁場。導(dǎo)磁材料是各向異性材料，一般薄膜材料平面中兩個軸都是易極化方向，并且磁性層平面內(nèi)兩個相互垂直方向的磁極化性能不相同。在電感型磁傳感器設(shè)計中，應(yīng)該使電感值只/或者主要依賴于敏感軸的磁導(dǎo)率。由于導(dǎo)磁材料的疇結(jié)構(gòu)所決定，和導(dǎo)磁材料層共面的場，都能引起磁極化。磁場是矢量場，對其測量的傳感器應(yīng)該應(yīng)該有方向選擇能力。上述分析表明，由于導(dǎo)磁材料的各向異性，采用導(dǎo)磁材料層的電感磁傳感器是對易極化軸、中級極化軸兩個方向都敏感的。為了感知或者抑制傳感器的軸間串擾，以消除軸間交叉敏感，提高磁傳感器的單軸傳感性能，本發(fā)明提出一種抑制方向串擾的電感型磁傳感器。

綜上所述，本發(fā)明能夠抑制傳感器的軸間串擾，消除軸間交叉敏感，提高磁傳感器的單軸傳感性能，平面結(jié)構(gòu)元器件，特別適合采用微加工工藝進行大批量生產(chǎn)，極大地降低器件的成本且顯著提高器件性能的穩(wěn)定性和一致性。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。