[实用新型]高精度大量程的三轴磁线性传感器

权利要求书

1.一种三轴磁线性传感器，其特征在于，其包括：

3轴各向异性磁电阻传感器，其感测相互正交的三个方向的外磁场产生第一组信号，所述第一组信号包括分别表示三个方向的磁场分量的三个感测信号；

3轴霍尔传感器，其感测所述相互正交的三个方向的磁场产生第二组信号，所述第二组信号包括分别表示三个方向的磁场分量的三个感测信号；

信号处理电路，其与所述3轴霍尔传感器和3轴各向异性磁电阻传感器电性连接，所述信号处理电路基于所述三个方向中每个方向上的量程阈值，选择第一组信号中表示该方向的磁场分量的感测信号或第二组信号中表示该方向的磁场分量的感测信号作为表示该方向的磁场分量的终测信号。

2.根据权利要求1所述的三轴磁线性传感器，其特征在于，

所述信号处理电路被配置为：

若第二组信号中表示所述三个方向中的一个方向的磁场分量的感测信号小于等于该方向上的量程阈值，则选择第一组信号中表示该方向的磁场分量的感测信号作为表示该方向的磁场分量的终测信号；

若第二组信号中表示所述三个方向中的一个方向的磁场分量的感测信号大于该方向上的量程阈值，则选择第二组信号中表示该方向的磁场分量的感测信号作为表示该方向的磁场分量的终测信号。

3.根据权利要求1所述的三轴磁线性传感器，其特征在于，

所述3轴各向异性磁电阻传感器、3轴霍尔传感器和信号处理电路集成于单芯片中。

4.根据权利要求1所述的三轴磁线性传感器，其特征在于，

所述3轴各向异性磁电阻传感器用于低量程磁场的测量；

所述3轴霍尔传感器用于中高量程磁场的测量。

5.根据权利要求1所述的三轴磁线性传感器，其特征在于，

所述信号处理电路对所述三个方向均设定对应的量程阈值；

所述三个方向对应的量程阈值均相等或均不相等；和/或

所述三个方向对应的量程阈值通过烧录程序进行调节。

6.根据权利要求3所述的三轴磁线性传感器，其特征在于，

所述单芯片包括衬底，以及层叠于所述衬底上的第一结构层和第二结构层，

所述3轴霍尔传感器和信号处理电路设置于所述第一结构层中；

所述3轴各向异性磁电阻传感器设置于所述第二结构层中；

所述第一结构层位于所述衬底上；

所述第二结构层位于所述第一结构层上方。

7.根据权利要求6所述的三轴磁线性传感器，其特征在于，

所述单芯片还包括隔离层和第三结构层，

所述隔离层位于第一结构层和第二结构层之间，过孔金属穿过所述隔离层将各向异性磁电阻传感器和信号处理电路电连接；

所述第三结构层位于所述第二结构层上方，第三结构层包括所述3轴各向异性磁电阻传感器保护层及其上的电极，所述电极通过过孔金属与信号处理电路连接。

8.根据权利要求7所述的三轴磁线性传感器，其特征在于，

所述第一结构层中的3轴霍尔传感器与信号处理电路采用标准的CMOS工艺制作于单晶硅衬底上；

所述隔离层采用化学机械抛光降低其上表面粗糙度；

所述各向异性磁电阻传感器制作于平坦后的隔离层上。

9.根据权利要求3所述的三轴磁线性传感器，其特征在于，

所述3轴霍尔传感器包括两组构型正交的垂直霍尔传感器及一组水平霍尔传感器，

所述两组构型正交的垂直霍尔传感器用于测量平行于所述单芯片表面的磁场分量；

所述水平霍尔传感器用于测量垂直于所述单芯片表面的磁场分量。