[發明專利]具有磁通導引器的三軸磁場感測裝置

無效

• 申請號: 201310504793.6
• 申請日: 2013-10-23
• 公開（公告）號: CN103809133A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 鄭振宗;呂志誠
• 申請（專利權）人: 高雄應用科技大學
• 主分類號: G01R33/02
• 分類號: G01R33/02
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;李涵

技術領域

本發明是關于一種測量磁場的儀器，尤指一種具有磁通導引器的三軸磁場感測裝置。

背景技術

一般我們常利用指南針來對一觀察點測量其磁場方向(如地磁的南北向)，但是此種手段無法測量出磁場強度。因此有人設計出一種磁場感測裝置，不僅可以測量出觀察點的磁場方向，也可以測量出該觀察點在各個軸向的磁場分量。

請參閱美國專利US6304082，該專利所揭露的三軸磁場感測裝置，是將三個單軸磁場感測裝置，分別設于三個不同位置，而可分別測量出X軸、Y軸、Z軸的磁場分量，最后可以得到一觀察點的磁場方向及各軸向的磁場分量。但是，此種三軸磁場感測裝置的設計，對于各個軸向所測得的場點，其位置均不相同，進而造成該三軸磁場感測裝置所測得的結果，并非實際觀察點在各軸向的磁場分量。再者，此種感測裝置的三個單軸磁場感測裝置的校準，需要三個互相正交的基準平面，組裝的成本偏高。

接著，請再參閱美國專利US7358722，該專利所揭露的三軸磁場感測裝置，是基于單一基準平面的硅晶片，運用微機電加工技術以非等向蝕刻技術定義斜面，將二個單軸磁場感測裝置放置于斜面上，消除其X軸或Y軸磁場分量來得到Z軸分量，另在基準平面上放置X軸與Y軸磁場感測裝置，構成三個軸向的磁場分量測定。但此種三軸磁場感測裝置，不僅在正交角度的控制上具有難度的外，各磁場感測裝置對各軸向所測得的場點，其位置均不相同，造成此種三軸磁場感測裝置所測量的結果，也并非實際觀察點于各軸向的磁場分量。

發明內容

為了讓三軸磁場感測裝置所測量的結果，為觀察點在各軸向的磁場分量，以解決先前技術所述不足之處。由此，本發明者認為磁場感測裝置對各個軸向的測量結果，最少要有二個軸向的場點是在同一位置，且應使用同一基準平面作三軸正交組裝，才有辦法提升整體的磁場測量結果，所以提出一種具有磁通導引器的三軸磁場感測裝置，該磁場感測裝置包括：

一電路板。

一磁通導引器(fluxguide)：

該磁通導引器為一柱體，該磁通導引器相反二外側方分別設一第一及第二磁場感測器，且該第一及第二磁場感測器與該磁通導引器的距離相等，一第一假想平面分別通過該第一及第二磁場感測器的感測軸及該磁通導引器的軸心；該磁通導引器相反二外側方分別設一第三及第四磁場感測器，且該第三及第四磁場感測器與該磁通導引器的距離相等，一第二假想平面分別通過該第三及第四磁場感測器的感測軸及該磁通導引器的軸心，且該第一假想平面垂直該第二假想平面；一第三及第四假想平面分別通過該磁通導引器的二端，且平行該電路板，任取二磁場感測器均位于該第三或第四假想平面，其余二磁場感測器均位于該第三或第四假想平面。

一控制單元組：

該控制單元組分別電性連接該第一至第四磁場感測器，該控制單元組可供分別控制該第一至第四磁場感測器的感測方向。

其中，通過該第一假想平面垂直該第二假想平面，而可定出一X軸及一Y軸分別通過該磁通導引器，且相交于該磁通導引器，且一Z軸通過該磁通導引器的軸心。

利用本發明的磁場感測裝置，可通過該控制單元組來決定測量X軸及Y軸的磁場強度，或是Z軸的磁場強度，例如欲測量Z軸的磁場強度時，該控制單元組控制該第一及第二磁場感測器的感測方向相反，且該第三及第四磁場感測器的感測方向相反，所以測量時，各磁場感測器在Z軸上所測量的磁場分量會相加，而在X軸及Y軸上的磁場分量會互相抵銷，而剩下Z軸的磁場分量。

同理，欲測量X軸及Y軸的磁場時，該控制單元組會控制該第一及第二磁場感測器的感測方向相同，且該第三及第四磁場感測器的感測方向相同，此時各磁場感測器在X軸及Y軸所測量的結果會相加，Z軸的磁場分量會相互抵銷，而剩下X軸及Y軸的磁場分量。

并且，通過該第一至第四磁場感測器的位置配置，會使得該磁場感測裝置在X軸及Y軸所測得的場點，會位在同一場點，也因此，使得該磁場感測裝置所測量的結果，會比較貼近實際觀察點的磁場方向及在各個軸向的磁場分量，以解決先前技術所述不足之處。

附圖說明

圖1是本發明于測量Z軸的磁場分量時，X-Z平面的磁場方向示意圖，其中第一及第二磁場感測器的箭頭方向代表其感測方向。

圖2是本發明于測量X軸的磁場分量時，X-Z平面的磁場方向示意圖，其中第一及第二磁場感測器的箭頭方向代表其感測方向。

圖3是本發明的磁場感測器為八個，且于測量Z軸磁場分量時，X-Z平面的磁場方向示意圖，其中第一及第二磁場感應器的箭頭方向代表其感測方向。