[發(fā)明專利]抗外磁干擾的方法及使用該方法的磁傳感芯片

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410346689.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN104101366A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳全;鐘政;樓永偉;汪飛;高彬;李武華;陳潼;茅曉捷;王浩軍;陳熒;謝明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江巨磁智能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01D3/032
• 分類號(hào): G01D3/032
• 代理公司: 上海京滬專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31235
• 代理人: 周曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抗外磁干擾的方法及使用該方法的磁傳感芯片。

背景技術(shù)

電磁傳感器有著廣泛的應(yīng)用，但傳感器應(yīng)用的環(huán)境中往往存在著不可避免的電磁干擾，如周圍存在的導(dǎo)線或使用通信設(shè)備產(chǎn)生的各種干擾電磁場，嚴(yán)重影響磁電傳感器的測量精度。目前公知的抗電磁干擾的方法為電磁屏蔽，即用金屬屏蔽外殼將傳感器與干擾電磁場隔離開來，實(shí)現(xiàn)抗電磁干擾。但電磁屏蔽不可避免有電磁泄露，從而影響屏蔽效果，且由于金屬屏蔽體的存在，使整個(gè)系統(tǒng)的體積龐大，不便于使用。尤其是在傳感芯片領(lǐng)域中，對(duì)于體積極小的感應(yīng)芯片的金屬屏蔽更加難以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有通過電磁屏蔽方式實(shí)現(xiàn)傳感器抗干擾性能不佳和使用不便的缺點(diǎn)，提出一種抗外磁干擾的方法及使用該方法的磁傳感芯片，其通過多個(gè)磁傳感單元的差分結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)抗電磁干擾。

本發(fā)明提出的抗外磁干擾的方法，包括：設(shè)置磁傳感芯片內(nèi)部由四個(gè)磁傳感單元及一根檢測導(dǎo)線組成，其中，所述四個(gè)磁傳感單元呈長方形陣列排列，所述檢測導(dǎo)線平行于所述四個(gè)磁傳感單元所在平面，所述檢測導(dǎo)線距所述各磁傳感單元的距離相等；然后由各磁傳感單元探測檢測導(dǎo)線信號(hào)；與此同時(shí)，第一磁傳感單元與第三磁傳感單元、第二磁傳感單元與第四磁傳感單元、第一磁傳感單元與第四磁傳感單元、第二磁傳感單元及第三磁傳感單元檢測到外磁干擾的輸出，并分別作為差分放大單元的共模輸入，經(jīng)差分放大單元后被抑制。

本發(fā)明還包括使用所述抗外磁干擾方法的磁傳感芯片，其中：所述芯片內(nèi)部由四個(gè)磁傳感單元及一根檢測導(dǎo)線組成，所述四個(gè)磁傳感單元呈長方形陣列排列，所述檢測導(dǎo)線平行于所述四個(gè)磁傳感單元所在平面或在該平面內(nèi)，所述檢測導(dǎo)線距所述各磁傳感單元的距離相等，所述各磁傳感單元的輸出經(jīng)差分放大單元后輸出。

本發(fā)明所述抗外磁干擾方法的磁傳感芯片，優(yōu)選為所述檢測導(dǎo)線在所述四個(gè)磁傳感單元所在的平面內(nèi)。

本發(fā)明所述抗外磁干擾方法的磁傳感芯片，進(jìn)一步優(yōu)選為所述四個(gè)磁傳感單元呈正方形陣列排列。

本發(fā)明的有益效果在于：通過集成在芯片內(nèi)的四個(gè)磁傳感單元間的差分結(jié)構(gòu)，較傳統(tǒng)的電磁屏蔽方法，改善了傳感器抗電磁干擾的效果，減小了傳感器的尺寸。

附圖說明

????圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的說明圖；

圖2是干擾電流的電流強(qiáng)度矢量分解示意圖；

圖3是電流強(qiáng)度矢量在yoz平面內(nèi)的分解及其分量產(chǎn)生的干擾磁場的示意圖；

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中磁傳感單元的差分關(guān)系圖；

符號(hào)說明：

1：芯片

2：檢測導(dǎo)線

3：干擾導(dǎo)線

a:?第一磁傳感單元

b:?第二磁傳感單元

c:?第三磁傳感單元

d:?第四磁傳感單元

x、y、z：三維直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)

i:干擾導(dǎo)線3產(chǎn)生的干擾電流的電流強(qiáng)度矢量

i_yz、i_y、i_z：干擾導(dǎo)線3產(chǎn)生的干擾電流在yoz平面內(nèi)，沿y軸方向和沿z軸方向上的電流強(qiáng)度矢量分量

41~47:?差分放大單元

V_a、V_b、V_c、V_d：通過檢測導(dǎo)線2的電流在各磁傳感單元產(chǎn)生的輸出電壓信號(hào)

V₄₁~V₄₆：差分放大單元41~46的輸出電壓

V_out：差分放大單元47的輸出電壓。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例中的抗外磁干擾的磁傳感芯片1通過其內(nèi)部的各個(gè)磁傳感單元的差分輸出，實(shí)現(xiàn)抗外界干擾導(dǎo)線3通電時(shí)的電磁干擾，實(shí)現(xiàn)精確測量檢測導(dǎo)線2采集的檢測電流信號(hào)。

參見圖2，各個(gè)磁傳感單元及檢測導(dǎo)線2位于yoz平面內(nèi)，干擾導(dǎo)線3在芯片1外部，方向任意。

干擾導(dǎo)線3周圍會(huì)產(chǎn)生干擾磁場，該磁場會(huì)對(duì)傳感器的各個(gè)磁傳感單元產(chǎn)生干擾。參見圖2，對(duì)于上述位于yoz平面內(nèi)的磁傳感單元，只有干擾導(dǎo)線3的干擾電流的電流強(qiáng)度矢量i在yoz平面內(nèi)的投影分量i_yz產(chǎn)生的干擾磁場，才對(duì)yoz平面內(nèi)的磁傳感單元產(chǎn)生干擾。