[发明专利]平面磁性传感器和用于多维磁场分析的平面磁性传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种在测量磁场时所用的磁性传感器，更具体地，本发明涉及一种适合在大面积上测量磁场的平面磁性传感器和用于多维磁场分析的平面磁性传感器。

背景技术

为了测量待测物体(如永久磁场和内部嵌有磁铁的电子设备)周围的磁场，一般使用磁通计、高斯计等，并对诸如孔穴元件的传感器进行定位以测量待测物体周围的预定测点，然后人工改变此位置。根据每个测点绘制由高斯计等测量的磁通密度，从而，待测物体周围的磁场就被处理成视觉可见的。

然而，根据上述测量磁场的常规方法，必须把一个传感器从一个预定测点移到另一个，这样浪费时间。因此，它不适于实时检测待测物体周围的磁场变化。而且，当人工改变测点时，对于各个测点的定位是困难的。同时，为了消除前述缺点，有可能在同一平面里安排多个传感器并在大面积上同时测量磁场。由此，可以在不移动传感器的情况下在短时间内测量位于同一平面里的各个测点的磁场。但是，由于必需把各个传感器连接到用于提供驱动电压或驱动电流的引线以及用于检测输出电流或输出电压的引线，这些大量的引线及其复杂性使得此方法是不切实际的。

发明内容

本发明致力于克服上述缺点，并且本发明的目的在于提供一种平面磁性传感器和一种用于多维磁场分析的平面磁性传感器，这些传感器可在非常短的时间内测量多个测点的磁场，只有少量的引线，并适于实际应用。

根据本发明的一个方面，提供一种平面磁性传感器。该平面磁性传感器包括由任意大小的平面磁电阻效应膜构成的检测层、和在磁电阻效应膜各个表面上层叠的导体层，在所述检测层中仅当电压达到或超过预定值时因隧道效应才有电流通过，并且在磁粒的磁化方向随磁场强度发生改变时该检测层改变其电阻值以表现出巨磁电阻效应，所述导体层包括多个线状导体膜，这些线状导体膜是沿着各个表面方向以直线形状形成的且在它们之间有预定的间隔。进而，在平面视图内一个导体层的线状导体膜和另一导体层的线状导体膜排列得相互交叉，且在它们之间有磁电阻效应膜。

在本发明的优选实施例中，构成导体层的线状导体膜的相邻膜互相不连接而是独立排列。

在本发明的优选实施例中，构成检测层的磁电阻效应膜是粒状膜，此粒状膜由包含磁性金属材料微粒的绝缘氧化物制成。

根据本发明的另一方面，提供一种用于多维磁场分析的平面磁性传感器。此种用于多维磁场分析的平面磁性传感器包括：平面磁性传感器，该平面磁性传感器包括由任意大小的平面磁电阻效应膜构成的检测层以及在磁电阻效应膜各个表面上层叠的导体层，在该检测层中仅当电压达到或超过预定值时因隧道效应才有电流通过，并且在磁粒的磁化方向随磁场强度发生改变时该检测层改变其电阻值以表现出巨磁电阻效应，该导体层包括多个线状导体膜，这些线状导体膜是沿着各个表面方向以直线形状形成的且在它们之间有预定的间隔，其中，在平面视图内一个导体层的线状导体膜和另一导体层的线状导体膜排列得相互交叉，且在它们之间有磁电阻效应膜；以及，至少一个其它的平面磁性传感器，该平面磁性传感器包括由任意大小的具有磁各向异性的平面磁电阻效应膜构成的检测层以及在检测层各个表面上层叠的导体层，该导体层由多个线状导体膜形成，这些线状导体膜是沿着各个表面方向以直线形状形成的且在它们之间有预定的间隔，在平面视图内一个导体层的线状导体膜和另一导体层的线状导体膜排列得相互交叉，且在它们之间有磁电阻效应膜。进而，平面磁性传感器通过绝缘元件层叠，从而可多方向地检测磁电阻变化。

在本发明的优选实施例中，构成导体层的线状导体膜的相邻膜互相不连接而是独立排列。

在本发明的优选实施例中，构成检测层的磁电阻效应膜是粒状膜，此粒状膜由包含磁性金属材料微粒的绝缘氧化物制成。

根据本发明的又一方面，提供一种平面磁性传感器。此平面磁性传感器包括多个由任意大小的平面磁电阻效应膜构成的检测层、以及多个在构成检测层的磁电阻效应膜之间和在构成外侧排列的检测层的磁电阻效应膜的外表面上层叠的导体层，在所述检测层中仅当电压达到或超过预定值时因隧道效应才有电流通过，并且在磁粒的磁化方向随磁场强度发生改变时该检测层改变其电阻值以表现出巨磁电阻效应，该导体层包括多个线状导体膜，这些线状导体膜是沿着各个表面方向以直线形状形成的且在它们之间有预定的间隔。进而，在平面视图内构成导体层的线状导体膜排列得相互交叉，且在它们之间有磁电阻效应膜。