[发明专利]一种基于巨磁阻抗效应的三轴平面化磁传感器

权利要求书

1.一种基于巨磁阻抗效应的三轴平面化磁传感器，其特征在于，包括：平面偏置线圈(1)、4段相同的GMI材料(2)和磁环(3)，所述4段相同的GMI材料(2)位于平面偏置线圈(1)的两条相互垂直且经过平面偏置线圈(1)中心的线段上，所述磁环(3)位于GMI材料(2)的上方，磁环(3)中心位于平面偏置线圈(1)中心的正上方，所述平面偏置线圈(1)为正八边形；

所述平面偏置线圈(1)用于在通电流后在具有GMI材料(2)的两条线段上产生大小相等、方向相反的对称偏置磁场；所述磁环(3)用于将垂直平面偏置线圈(1)外的磁场聚磁到平面偏置线圈(1)内。

2.如权利要求1所述的一种基于巨磁阻抗效应的三轴平面化磁传感器，其特征在于，所述GMI材料(2)为钴基材料或者铁基材料。

3.如权利要求1或2所述的一种基于巨磁阻抗效应的三轴平面化磁传感器，其特征在于，所述磁环(3)的磁导率大于100H/m。

4.如权利要求1或2所述的一种基于巨磁阻抗效应的三轴平面化磁传感器，其特征在于，所述三轴平面化磁传感器的三轴为x轴、y轴和z轴，x轴包括x+端和x-端，y轴包括y+端和y-端，4段相同的GMI材料分别位于x+端、x-端、y+端和y-端；所述三轴平面化磁传感器用于三轴平面化磁场测量，具体包括：

沿x轴方向施加一个水平面内磁场，在平面偏置线圈产生的对称偏置磁场作用下，经过后端电路处理，x+端GMI材料上的输出电压与水平面内磁场的关系是一条经过原点的第一递减直线，x-端GMI材料上的输出电压与水平面内磁场的关系是一条经过原点的第一递增直线，第一递增直线与第一递减直线的倾斜程度相同；

沿z轴方向施加一个垂直面外磁场，在平面偏置线圈产生的对称偏置磁场作用下，经过后端电路处理，x+端和x-端的GMI材料上的输出电压与垂直面外磁场的关系是两条斜率相同且都经过原点的第二递增直线；

将x+端与x-端的输出电压相加，得到在水平面内磁场下，x+端和x-端GMI材料的输出电压和为零，在垂直面外磁场下，x+端和x-端GMI材料的输出电压和为第二递增直线对应输出电压的两倍，将x+端与x-端的输出电压相减，得到在水平面内磁场下，x+端和x-端GMI材料的输出电压差为第一递增直线或者第一递减直线对应输出电压的两倍，在垂直面外磁场下，x+端和x-端GMI材料的输出电压差为零，进而三轴平面化磁传感器通过测量输出电压判断所测磁场是水平面内磁场还是垂直面外磁场，实现三轴平面化磁场测量。