[发明专利]三轴磁传感器的测试方法及系统

说明书

本发明揭示了一种三轴磁传感器的测试方法及系统，所述测试方法包括：将被测三轴磁传感器置入三轴亥姆霍兹线圈中；单独施加X轴、Y轴、Z轴恒定的磁场，并记录在每个轴磁场下X轴、Y轴、Z轴三个轴的输出；通过迭代计算得到设定参数的值；对计算结果进行判断，达到或小于设定的精度时，停止计算，否则继续迭代；利用计算的结果，对三轴传感器进行角度补偿，输出不同磁场下的扫描曲线，得到测试结果。本发明提出的三轴磁传感器的测试方法及系统，可获取芯片的自身灵敏度以及跨轴灵敏度，提高三轴磁传感器的检测精度及检测灵敏度。

技术领域

本发明属于磁传感器测试技术领域，涉及一种测试系统，尤其涉及一种三轴磁传感器的测试方法及系统。

背景技术

三轴磁传感器应用非常广泛，其主要应用是手机中的电子罗盘，精度要求达到1度以内。但三轴磁传感器本身的校准以及标定是影响其精度的一个重要原因，且随着芯片尺寸越来越小，芯片放进槽(socket)中很容易与外部磁场方向产生角度误差。

上述角度误差随着芯片尺寸的减小越来越大，这个角度误差对磁传感器的关联(correlation)验证影响很大，不能正确的得到芯片的自身灵敏度以及跨轴灵敏度。

有鉴于此，如今迫切需要设计一种三轴磁传感器测试方式，以便克服现有三轴磁传感器存在的上述至少部分缺陷。

发明内容

本发明提供一种三轴磁传感器的测试方法及系统，可获取芯片的自身灵敏度以及跨轴灵敏度，提高三轴磁传感器的检测精度及检测灵敏度。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：

一种三轴磁传感器的测试方法，所述测试方法包括：

将被测三轴磁传感器置入三轴线圈中；

单独施加X轴、Y轴、Z轴恒定的磁场，并记录在每个轴磁场下X轴、Y轴、Z轴三个轴的输出；

通过迭代计算得到设定参数的值；对计算结果进行判断，达到或小于设定的精度时，停止计算，否则继续迭代；

利用计算的结果，对三轴传感器进行角度补偿，输出不同磁场下的扫描曲线，得到测试结果。

作为本发明的一种实施方式，利用三轴传感器和测量系统的输入和输出建立多元非线性方程，通过牛顿迭代法以及芯片实际特征，进行精确求解，得到测试结果。

作为本发明的一种实施方式，所述三轴线圈为三轴亥姆霍兹线圈；将被测三轴磁传感器置入三轴亥姆霍兹线圈中，两者的坐标一致，由于放置误差，传感器的三个轴与线圈的三个轴成设定的角度。

作为本发明的一种实施方式，计算各参数值步骤中，通过迭代计算得出的参数包括XYZ三个轴的灵敏度，重要的跨轴系数，XYZ三个轴分别与线圈三个轴的夹角。

作为本发明的一种实施方式，假设三轴线圈的磁场发生器经过校准，本身轴与轴误差可忽略，磁场精准，恒定磁场为Mx,My,Mz，为已知量；

假设三轴磁传感器的灵敏度为Gx，Gy，Gz；三轴磁传感器关键跨轴系数，Kx，Ky为未知量；忽略其他跨轴系数；

三轴线圈的坐标系M，三轴磁传感器坐标系H，假设两个坐标系夹角，XY平面内，三轴磁传感器芯片的X轴与磁场Mx的夹角为Rzx，芯片的Y轴与磁场My的夹角为Rzy；XZ或者YZ平面内，芯片的Z轴与磁场Mz，绕X轴转动的夹角为Rx，绕Y轴转动的夹角为Ry，四个角度未知量；

假设恒定的XYZ磁场下三个轴的输出分别为XiXo,XiYo,XiZo,YiXo,YiYo,YiZo,ZiXo,ZiYo,ZiZo,9个已知量；

根据坐标系转换原则有以下公式，其中未知参数9个，依次为Gx,Gy,Gz,Kx,Ky,Rzx,Rzy,Rx,Ry，其余皆为已知量：