[发明专利]磁场传感器

说明书

技术领域

为了测量磁场已知了磁通门传感器。在这样的磁通门传感器的一种变型方案中，软磁芯经受交变磁场，所述交变磁场以交变的场方向使芯进入磁饱和。当交变磁场恰好补偿外部磁场时总是发生芯的再磁化。基于与所生成的交变磁场相关的再磁化的时刻可以确定所述外部磁场。这种传感器可以作为薄膜技术在半导体衬底上制造，往往也称作MEMS传感器。

背景技术

未公开的专利申请DE 102009028815.5示出MEMS技术的磁场传感器，其中，线圈在方形的芯中产生磁场。

发明内容

本发明所基于的任务是，提供一种磁场传感器，借助于所述磁场传感器可以更准确地确定再磁化的时刻。

本发明通过具有权利要求1的特征的磁场传感器解决所述问题。从属权利要求说明有利的构型方案。

磁场传感器包括可磁化的芯、用于磁化芯的磁化装置和用于确定芯中的磁场的确定装置，其中，芯具有至少区段式弯曲的表面。尤其是在微型化的磁场传感器(MEMS)中，可以通过芯的表面的弯曲避免可差地磁化区域的出现，从而芯的磁畴不需要明显不同的场进行再磁化。因此，可以降低再磁化时刻的统计学波动并且由此改善磁场传感器的测量精度。

芯可以具有一个具有正曲率的纵剖面。在此，沿着整个纵剖面的曲率是正的。特别地，沿着纵剖面的曲率不可以超过一个预先确定的值。由此得出具有倒圆的轮廓的芯，从而可以进一步减少可差地磁化的畴。

芯可以相对于其纵轴线轴对称地构造。与扁平的实施形式相比，通过所述方式可以避免芯的更多的角和棱边，从而芯的这些畴的可磁化性更相同。这可以导致进一步改善的磁场确定。

芯可以具有削尖的或者锥形的端部区段。通过与此相关地减少或者避免终止畴，再磁化可以在更窄的时间范围内转移，从而可以进一步提高磁场传感器的测量精度。

此外，芯可以非对称地构型，例如其方式是，芯的几何重心由于芯在端部区段方向上的外部尺寸的变形而沿着芯的纵轴线转移。这例如可以通过芯的基本上梯形的实施形式来实现。由此可以更好地定义芯的再磁化过程的开始，由此可以进一步改善芯的再磁化的时间可再现性。

在其他实施形式中，芯可以沿着其纵轴线具有多个具有不同大小的纵剖面面积的区段，从而确定用于开始再磁化过程的定义的磁化的区域。

附图说明

以下参考附图详细地说明本发明，其中示出：

图1：磁通门磁场传感器的原理图；

图2：图1的磁场传感器上的时间变化曲线；

图3：用于图1的磁场传感器的不同的芯的视图。

具体实施方式

图1示出磁场传感器100的原理图。所述磁场传感器100包括第一线圈110、第二线圈120和芯130。磁场传感器100被构造为薄膜系统。在此，在微型化的(MEMS)磁场传感器100的一个实施例中，芯130具有几百微米至几毫米的长度并且具有典型20至200μm的宽度。第一线圈110和第二线圈120可以分别包括一个或多个线匝并且所述线匝中的每一个可以被构造在磁场传感器100的衬底上。在此，线匝可以包围芯130或者在芯130旁边延伸。借助于第二线圈120可以确定对芯130中的磁场的指示，例如磁通密度或磁通。

在第一线圈110上施加周期性的(例如三角形的)电压变化，使得在芯130的区域中产生一个磁场，所述磁场周期性地减小和增大。芯130优选由具有较小迟滞的软磁材料制成。

当芯130的磁化方向变化时，芯130通过由第一线圈110引起的交变磁场周期性地经历再磁化。在再磁化的时刻，在第二线圈120(“拾取线圈”)中感应出电压U2。基于这样的电压脉冲220的时刻可以如以下进一步说明的那样确定外部磁场。为了尽可能准确地测量脉冲的时刻，所述脉冲相对于三角形电压U1的周期必须尽可能窄。为此目的，通常如此选择芯130的材料，使得芯130的迟滞尽可能小。

对于微型化的磁通门磁场传感器，芯130的更小迟滞的优化受材料的相应选择以及微型化系统的制造过程范畴内的芯130的制造过程限制。此外，脉冲220的强度随着线圈110、120和芯130的不断微型化而降低，使得信号电压U2的分析处理变得困难。

图2示出在图1中的磁场传感器100上的电压U1和U2的时间变化曲线的图200。在图200的上部中示出的变化曲线210代表图1中的第一线圈110上的电压U1的变化曲线。在图200的下部中示出的脉冲220相应于图1中的第二线圈120上的U2的电压脉冲。