CN103267520A - 一种三轴数字指南针 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三轴数字指南针，该指南针包括两个X轴磁敏传感器、两个Y轴磁敏传感器、通量集中器、信号采样单元、信号处理单元以及信号输出单元。其中，X轴和Y轴磁敏传感器沿着通量集中器周边排列。外磁场经通量集中器产生扭曲，其在Z轴的分量经通量集中器转变为X轴、Y轴磁场分量，并和外磁场在X轴和Y轴的分量共同作用于X轴和Y轴磁敏传感器。X轴、Y轴磁敏传感器的输出信号通过信号采样单元输出到信号处理单元，经计算后得到三个外磁场分量，并经信号输出单元以数字格式输出。本发明具有结构新颖、算法简单的特点，适用于AMR、GMR、TMR等磁阻传感器。

Description

一种三轴数字指南针

技术领域

本发明涉及磁传感器技术领域，特别涉及一种三轴数字指南针。 

背景技术

在消费电子领域，例如智能手机、平板电脑等便携式电子设备中，需要用到三轴指南针，和惯性器件如三轴陀螺仪、三轴加速度计等一起使用，形成完备的九轴电子惯性导航设备。三轴指南针可以同时表征三维地磁场分量，对于磁敏传感器如AMR，GMR和TMR等磁阻传感器，由于磁场敏感方向在薄膜平面内，可以通过将两个传感器正交来实现平面内磁场X,Y分量的测量，从而实现XY二轴磁场测试系统，但对于Z磁场分量，其中一种解决方案是将一个分立单轴平面磁敏传感器竖立安装在二轴平面传感器上。但这种方式存在以下不足之处： 

1）X、Y二轴磁敏传感器和Z单轴磁敏传感器在安装之前为各自为分立元件，无法实现三轴磁敏传感器的集成制造，从而增加了制造工艺的复杂程度； 

2）相对于集成制造系统，采用组装方法制造的三轴磁敏传感器系统内各元件的位置精度降低，影响传感器的测量精度。 

3）由于Z单轴磁敏传感器敏感轴垂直于X，Y二轴磁敏传感器，因此三轴磁敏传感器Z向尺寸增加，从而增加了器件尺寸和封装难度。 

发明内容

为了解决以上问题，本发明提出了一种三轴数字指南针,该指南针上的元件可在一个芯片上制备，其利用通量集中器对磁场的扭曲作用，将垂直于平面的Z轴磁场分量转变成XY平面内磁场分量，从而可以被平面内X、Y二轴磁敏传感器检测到，其结果为X、Y二轴磁敏传感器可以同时检测到X、Y、Z磁场分量，然后通过采用一定的算法将X、Y、Z轴磁场分量从混合信号中分离出来，并将其转变成数字信号输出。 

本发明提供了一种三轴数字指南针，它包括 

通量集中器，其用于对外磁场产生扭曲以使在Z轴的分量转变为X轴和Y轴的磁场分量； 

两个X轴磁敏传感器，所述的X轴磁敏传感器分别位于所述的通量集中器沿X轴方向的两侧边缘，每个X轴磁敏传感器的敏感轴方向平行于X轴； 

两个Y轴磁敏传感器，所述的Y轴磁敏传感器分别位于所述的通量集中器沿Y轴方向的两侧边缘，每个Y轴磁敏传感器的敏感轴方向平行于Y轴； 

信号采样单元，其与各个磁敏传感器的输出端相电连，用于对各个磁敏传感器输出的信号进行采样； 

信号处理单元，其与信号采样单元的输出端相电连，所述信号处理单元对采样信号进行计算，计算出X轴、Y轴和Z轴的磁场分量的数字信号； 

信号输出单元，其将所述信号处理单元计算分离出来的数字信号输出。 

优选地，所述各X轴磁敏传感器、Y轴磁敏传感器沉积在基片表面并感应基 片表面内的磁场分量。 

优选地，所述各X轴磁敏传感器、Y轴磁敏传感器为AMR、GMR或TMR磁阻传感器之中的一种。 

优选地，所述各X轴磁敏传感器、Y轴磁敏传感器为自旋阀，并且所述X轴磁敏传感器中元件的钉扎层的磁化方向与Y轴磁敏传感器中元件的钉扎层的磁化方向相互正交。 

优选地，所述X轴磁敏传感器、Y轴磁敏传感器各自至少包括一个感应元件和一个参考元件，所述参考元件位于所述通量集中器的下方，所述感应元件沿所述通量集中器边缘排列。 

优选地，所述的X轴磁场分量对应两个X轴磁敏传感器输出信号之和、所述的Y轴磁场分量对应两个Y轴磁敏传感器输出信号之和。 

优选地，所述的Z轴磁场分量对应所述两个X轴磁敏传感器输出信号的差值，或者对应所述两个Y轴磁敏传感器输出信号的差值，或者对应所述两个X轴磁敏传感器输出信号的差值与所述两个Y轴磁敏传感器输出信号的差值之和。 

优选地，所述通量集中器的组成材料为高导磁率软磁金属材料NiFe、CoFeSiB、CoZrNb、CoFeB、FeSiB或FeSiBNbCu中的一种。 

优选地，所述通量集中器的厚度为1-20um。 

优选地，所述基片采用CMOS，将所述X轴磁敏传感器、Y轴磁敏传感器印制在所述基片上面。 

进一步地,所述的X轴的磁场分量对应两个X轴磁敏传感器输出信号之和、所述的Y轴的磁场分量对应两个Y轴磁敏传感器输出信号之和、所述的Z轴的磁场分量对应所述两个X轴磁敏传感器输出信号的差值与所述两个Y轴磁敏传感器输出信号的差值之和。 

进一步地，所述的Z轴的磁场分量对应所述两个X轴磁敏传感器输出信号的差值，或者对应所述两个Y轴磁敏传感器输出信号的差值，或者对应所述两个X轴磁敏传感器输出信号的差值与所述两个Y轴磁敏传感器输出信号的差值之和。 

本发明具有尺寸小、制造工艺简单、容易封装、结构新颖、算法简单、测量精度高等优点。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1本发明中三轴数字指南针的顶视图。 

图2通量集中器对Z轴磁场分量的扭曲作用图。 

图3通量集中器对X轴或者Y轴磁场分量的扭曲作用图。 

图4三轴数字指南针对X轴方向磁场的测量原理图。 

图5三轴数字指南针对Y轴方向磁场的测量原理图。 

图6三轴数字指南针对Z轴方向磁场的测量原理图。 

图7本发明中一种具体实施方案的结构图。 

图8本发明中X轴、Y轴磁敏传感器的参考桥式电路图。 

图9本发明中三轴数字指南针系统的截面图。 

图10本发明中三轴数字指南针系统信号处理的原理图。 

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。 

实施例一 

图1为本发明中三轴数字指南针基本结构的顶视图。从图1中可以看出，该三轴数字指南针包括两个X轴磁敏传感器（1,2），两个Y轴磁敏传感器（3,4），以及通量集中器5。X轴磁敏传感器（1,2）、Y轴磁敏传感器（3,4）各自均至少包括一个感应元件和一个参考元件，它们沉积在基片表面，并排列在通量集中器5的周边，并且X轴磁敏传感器（1,2）相对排列，Y轴磁敏传感器（3,4）相对排列。传感器中的参考元件位于通量集中器5的下方，感应元件沿通量集中器5的边缘排列。X轴磁敏传感器（1,2）只对X轴磁场分量敏感，Y轴磁敏传感器（3,4）只对Y轴磁场分量敏感。两个X轴磁敏传感器（1,2）和两个Y轴磁敏传感器（3,4）为AMR、GMR或TMR磁阻传感器之中的一种，它们也可以为为自旋阀，并且X轴磁敏传感器（1,2）中元件的钉扎层的磁化方向与Y轴磁敏传感器（3,4）中元件的钉扎层的磁化方向相互正交。通量集中器5的组 成材料为高磁导率软铁磁金属材料，优选地为NiFe、CoFeSiB、CoZrNb、CoFeB、FeSiB或FeSiBNbCu中的一种。优选地，通量集中器5的厚度为1～20um。基片表面与XY平面平行，Z轴垂直于基片表面指向外。 

实施例二 

图2显示了Z轴磁场分量在通量集中器5周围分布的剖面图。由磁力线6的分布可以看出，Z轴磁场分量在通量集中器5附近产生扭曲，从而产生了XY平面内磁场分量，对于排列在通量集中器5周边的X轴、Y轴磁敏传感器中的感应元件（7,8）来说，可以分别对X轴、Y轴方向的磁场分量进行响应，产生输出信号，而对于位于通量集中器5正下方的参考元件（9,10）来说，则由于磁场没有X、Y轴分量，近乎为垂直方向，因此，将不会产生输出信号响应。 

实施例三 

图3显示了在XY平面内，X轴或Y轴磁场分量在通量集中器5周围分布的剖面图。由磁力线11的分布可以看出，XY平面磁场分量依旧在通量集中器5附近产生扭曲，产生Z轴分量，对于位于通量集中器5下方的参考元件（9,10）来说，磁场垂直进入通量集中器5内部，几乎完全为Z轴分量，因此不会产生输出信号响应，而对于位于通量集中器5边缘的感应元件（7,8）来说，由于存在有X轴、Y轴磁场分量，因此将对X轴、Y轴磁场产生响应。并且两个X轴磁敏传感器将只对X轴磁场分量产生响应，对Y轴磁场分量不会产生响应，而两个Y轴磁敏传感器将只对Y轴磁场分量产生响应，不对X轴磁场分量产生响应。 

假定在线性范围内，传感器对外磁场具有如下响应关系： 

$V_{\mathrm{ij}}=S_{\mathrm{ij}}{B}_{\mathrm{ij}}+V{o}_{\mathrm{ij}}$

其中i=1或2，j=x或y。S_ij为传感器灵敏度，其范围如下： 

S_ij：0<S_ij<100mV/V/G； 

B_ij为每个传感器所在位置处的磁场。 

外磁场在X轴、Y轴、Z轴三个方向的分量Bx，By，Bz经过通量集中器5后产生扭曲，其在X1、X2、Y1和Y2轴磁敏传感器1-4所在位置附近的磁场B_1x、B_2x、B_1y和B_2y可以表示为： 

$B_{1x}={\mathrm{\&alpha;B}}_x+{\mathrm{\&gamma;B}}_z$

$B_{2x}={\mathrm{\&alpha;B}}_x-{\mathrm{\&gamma;B}}_z$

$B_{1y}={\mathrm{\&alpha;B}}_y+{\mathrm{\&gamma;B}}_z$

$B_{2y}=\mathrm{\&alpha;}{B}_y-{{\mathrm{\&gamma;B}}_z}_{}$

则传感器的输出电压为磁场分量Bx，By，Bz的线性结合： 

$V_{1x}=S_{1x}({\mathrm{\&alpha;B}}_x+{\mathrm{\&gamma;B}}_z)+{\mathrm{Vo}}_{1x}$

$V_{2x}=S_{2x}({\mathrm{\&alpha;B}}_x-{\mathrm{\&gamma;B}}_z)+{\mathrm{Vo}}_{2x}$

$V_{1y}=S_{1y}({\mathrm{\&alpha;B}}_y-{\mathrm{\&gamma;B}}_z)+{\mathrm{Vo}}_{1y}$

$V_{2y}=S_{2y}({\mathrm{\&alpha;B}}_y-{\mathrm{\&gamma;B}}_z)+{\mathrm{Vo}}_{2y}$

其中，α,γ为外磁场经通量集中器5后磁场的增益系数,它们为其长度（L），宽度（W）和厚度（t）的函数。 

$\mathrm{\&alpha;}=\mathrm{\&alpha;}(L,W,t)$

$\mathrm{\&gamma;}=\mathrm{\&gamma;}(L,W,t)$

其中， 

α：0<|α|<100 

γ:0<|γ|<100 

对上述传感器输出的线性方程进行求解，可以通过传感器的四个输出信号V_1x,V_2x,V_1y,V_2y来得到唯一的一组值Bx，By，Bz： 

$B_x=\frac{(V_{1x}+V_{2x})-({\mathrm{Vo}}_{1x}+{\mathrm{Vo}}_{2x})}{\mathrm{\&alpha;}(S_{1x}+S_{2x})}$

$B_y=\frac{(V_{1y}+V_{2y})-({\mathrm{Vo}}_{1y}+{\mathrm{Vo}}_{2y})}{\mathrm{\&alpha;}(S_{1y}+S_{2y})}$

$B_2=\frac{(V_{2x}-V_{1x})+(V_{2y}-V_{1y})+({\mathrm{Vo}}_{1x}-{\mathrm{Vo}}_{2x})+({\mathrm{Vo}}_{1y}-{\mathrm{Vo}}_{2y})}{\mathrm{\&gamma;}(S_{1x}+S_{2x}+S_{1y}+S_{2y})}$

为简化起见，可以定义如下校准常数： 

$V_{0x}={\mathrm{Vo}}_{1x}+{\mathrm{Vo}}_{2x}$

$S_x=\mathrm{\&alpha;}(S_{1x}+S_{2x})$

$B_{\mathrm{ox}}=V_{\mathrm{ox}}/S_x$

$V_{0y}={\mathrm{Vo}}_{1y}+{\mathrm{Vo}}_{2y}$

$S_y=\mathrm{\&alpha;}(S_{1y}+S_{2y})$

$B_{\mathrm{oy}}=V_{\mathrm{oy}}/S_y$

$V_{0z}=({\mathrm{Vo}}_{2x}-{\mathrm{Vo}}_{1x})+({\mathrm{Vo}}_{2y}-{\mathrm{Vo}}_{1y})$

$S_z=\mathrm{\&gamma;}(S_{1x}+S_{2x}+S_{1y}+S_{2y})$

$B_{\mathrm{oz}}=V_{\mathrm{oz}}/S_z$

因此，通过计算以下三个简化的方程、使用3个灵敏度和3个偏移系数进行校准，便可以得到Bx，By，Bz三个磁场分量。所以，校准具有与现有技术中三轴指南针的设计相当的复杂度。 

$B_x=\frac{(V_{1x}+V_{2x})-V_{\mathrm{ox}}}{S_x}$ 或 $B_x=\frac{(V_{1x}+V_{2x})}{S_x}-B_{\mathrm{ox}}$

$B_y=\frac{(V_{1y}+V_{2y})-V_{\mathrm{oy}}}{S_y}$ 或 $B_y=\frac{(V_{1y}+V_{2y})}{S_y}-B_{\mathrm{oy}}$

$B_z=\frac{(V_{2x}-V_{1x})+(V_{2y}-V_{1y})-V_{\mathrm{oz}}}{S_z}$ 或 $B_z=\frac{(V_{2x}-V_{1x})+(V_{2y}-V_{1y})}{S_z}-B_{\mathrm{oz}}$

实施例四： 

图4、5和6分别显示了外磁场在X、Y、Z三轴的磁场分量分布图。对于只有X轴磁场分量13、By=0、Bz=0的情况，X轴、Y轴磁敏传感器的输出分别为： 

$V_{1x}=S_{1x}\left(\mathrm{\&alpha;}{B}_x\right)+{\mathrm{Vo}}_{1x}$

$V_{2x}=S_{2x}\left(\mathrm{\&alpha;}{B}_x\right)+{\mathrm{Vo}}_{2x}$

$V_{1y}={\mathrm{Vo}}_{1y}$

$V_{2y}={\mathrm{Vo}}_{2y}$

从上面的四个式子，可以看出V_1x、V_2x与外磁场有关，V_1y、V_2y与外磁场无关，且 

$B_x=\frac{(V_{1x}+V_{2x})}{S_x}-B_{\mathrm{ox}}$

对于图5所示仅有By磁场分量12、Bx=0、Bz=0的情况，X轴、Y轴磁敏传感器的输出分别为： 

$V_{1x}={\mathrm{Vo}}_{1x}$

$V_{2x}={\mathrm{Vo}}_{2x}$

$V_{1y}=S_{1y}\left(\mathrm{\&alpha;}{B}_y\right)+{\mathrm{Vo}}_{1y}$

$V_{2y}=S_{2y}\left(\mathrm{\&alpha;}{B}_y\right)+{\mathrm{Vo}}_{2y}$

则从上面的四个式子，可以看出V_1x、V_2x与外磁场无关，V_1y、V_2y与外磁场有关，且 

$B_y=\frac{(V_{1y}+V_{2y})}{S_y}-B_{\mathrm{oy}}$

对于图6所示仅有Bz磁场分量14、Bx=0、By=0的情况，X轴、Y轴磁敏传感器的输出分别为： 

$V_{1x}=S_{1x}\left(\mathrm{\&gamma;}{B}_z\right)+{\mathrm{Vo}}_{1x}$

$V_{2x}=S_{2x}(-\mathrm{\&gamma;}{B}_z)+{\mathrm{Vo}}_{2x}$

$V_{1y}=S_{1y}\left(\mathrm{\&gamma;}{B}_z\right)+{\mathrm{Vo}}_{1y}$

$V_{2y}=S_{2y}(-\mathrm{\&gamma;}{B}_z)+{\mathrm{Vo}}_{2y}$

由此可见V_1x、V_2x、V_1y,、V_2y均与外磁场有关，且 

$B_z=\frac{(V_{2x}-V_{1x})+(V_{2y}-V_{1y})}{S_z}-B_{\mathrm{oz}}$

实施例五 

图7为三轴数字指南针的一种具体实施方案图。图中，X轴磁敏传感器（1’,2’）和Y轴磁敏传感器（3’,4’）感应平行于基片平面方向的XY磁场分量，图中所示图形的所在平面平行于XY平面。这些磁敏传感器可以是AMR、GMR或者TMR传感器。每个磁敏传感器均包括两个参考元件8’和9’，直接位于通量 集中器5’的下方，以及两个感应元件7’和10’，沿着通量集中器5’的外缘周围排列。参考元件8’和9’所在位置没有XY磁场分量，所以将不对外磁场产生响应，从而通过两个X，Y轴磁敏传感器输出双倍于感应元件7’和10’的磁场响应信号。参考元件8’和9’也可用感应元件取代，和感应元件7’和10’一起位于通量集中器5’的外缘周围。 

参考元件（8’,9’）和感应元件（7’,10’）相间隔连接所构成的参考全桥如图8所示，图中各元件钉扎层的磁化方向相同，该全桥电路的输出电压为 

$V=V1-V2=\frac{R_{{10}^{\&prime;}}}{R_{9^{\&prime;}}+R_{{10}^{\&prime;}}}{V}_{\mathrm{Bias}}-\frac{R_{8^{\&prime;}}}{R_{7^{\&prime;}}+R_{8^{\&prime;}}}{V}_{\mathrm{Bias}}$

实施例六 

图9为三轴数字指南针系统结构示意图，X、Y轴磁敏传感器中的感应元件（7,10）位于通量集中器5的外围边缘，参考元件（8,9）位于通量集中器5的下方边缘，且参考元件（8,9）和感应元件（7,10）直接印制在CMOS基片15表面。 

图10为三轴数字指南针系统的数字信号处理电路原理图。X1、X2、Y1和Y2轴磁敏传感器16的输出端与ADC信号采集单元17的输入端电连接，其输出信号V_1x、V_2x、V_3x和V_4x通过ADC信号采集单元17转换成数字信号，ADC信号采集单元17再将转换成的数字信号输送给与其输出端电连接的信号处理单元18，信号处理单元18对信号V_1x、V_2x、V_3x和V_4x分别进行如下加法和减法的运算： 

$V_{1x}=S_{1x}(\mathrm{\&alpha;}{B}_x+\mathrm{\&gamma;}{B}_z)+{\mathrm{Vo}}_{1x}$

$V_{2x}=S_{2x}(\mathrm{\&alpha;}{B}_x-\mathrm{\&gamma;}{B}_z)+{\mathrm{Vo}}_{2x}$

$V_{1y}=S_{1y}({\mathrm{\&alpha;B}}_y+{\mathrm{\&gamma;B}}_z)+{\mathrm{Vo}}_{1y}$

$V_{2y}=S_{2y}(\mathrm{\&alpha;}{B}_y-\mathrm{\&gamma;}{B}_z)+{\mathrm{Vo}}_{2y}$

其中，α,γ为外磁场经过通量集中器5后磁场的增益系数,它们为其长度 （L），宽度（W）和厚度（t）的函数。 

$\mathrm{\&alpha;}=\mathrm{\&alpha;}(L,W,t)$

$\mathrm{\&gamma;}=\mathrm{\&gamma;}(L,W,t)$

并利用下面几个公式将电压输出信号转变成对应的三维磁场分量： 

$B_x=\frac{(V_{1x}+V_{2x})-V_{\mathrm{ox}}}{S_x}$ 或 $B_x=\frac{(V_{1x}+V_{2x})}{S_x}-B_{\mathrm{ox}}$

$B_y=\frac{(V_{1y}+V_{2y})-V_{\mathrm{oy}}}{S_y}$ 或 $B_y=\frac{(V_{1y}+V_{2y})}{S_y}-B_{\mathrm{oy}}$

$B_z=\frac{(V_{2x}-V_{1x})+(V_{2y}-V_{1y})-V_{\mathrm{oz}}}{S_z}$ 或 $B_z=\frac{(V_{2x}-V_{1x})+(V_{2y}-V_{1y})}{S_z}-B_{\mathrm{oz}}$

计算后得到的三维磁场分量经由信号输出单元19输出，从而实现对数字三轴指南针对外磁场的测量。 

Z轴的磁场分量对应两个X轴磁敏传感器输出信号的差值，或者对应两个Y轴磁敏传感器输出信号的差值，或者对应两个X轴磁敏传感器输出信号的差值与两个Y轴磁敏传感器输出信号的差值之和。在本发明的实施例中，描述了最后一种对应方式，但是前两种方法与之并无实质性区别，本领域技术人员在看到本实施例后，能够直接、毫无疑义的得出前两种方法，因此，在此不再累述前两种对应方式。 

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (12)

1.一种三轴数字指南针，其特征在于：它包括

通量集中器，其用于对外磁场产生扭曲以使在Z轴的分量转变为X轴、Y轴磁场分量；

两个X轴磁敏传感器，所述的X轴磁敏传感器分别位于所述的通量集中器沿X轴方向的两侧边缘，每个X轴磁敏传感器的敏感轴方向平行于X轴；

两个Y轴磁敏传感器，所述的Y轴磁敏传感器分别位于所述的通量集中器沿Y轴方向的两侧边缘，每个Y轴磁敏传感器的敏感轴方向平行于Y轴；

信号采样单元，其与各个磁敏传感器的输出端相电连，用于对各个磁敏传感器输出的信号进行采样；

信号处理单元，其与信号采样单元的输出端相电连，所述信号处理单元对采样信号进行计算，计算出X轴、Y轴和Z轴的磁场分量的数字信号；

信号输出单元，其将所述信号处理单元计算分离出来的数字信号输出。

2.根据权利要求1所述的一种三轴数字指南针，其特征在于，所述各X轴磁敏传感器、Y轴磁敏传感器沉积在基片表面并感应基片表面内的磁场分量。

3.根据权利要求1所述的一种三轴数字指南针，其特征在于，所述各X轴磁敏传感器、Y轴磁敏传感器为AMR、GMR或TMR磁阻传感器之中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种三轴数字指南针，其特征在于，所述各X轴磁敏传感器、Y轴磁敏传感器为自旋阀，并且所述X轴磁敏传感器中元件的钉扎层的磁化方向与Y轴磁敏传感器中元件的钉扎层的磁化方向相互正交。

5.根据权利要求1所述的一种三轴数字指南针，其特征在于，所述X轴磁敏传感器、Y轴磁敏传感器各自至少包括一个感应元件和一个参考元件，所述参考元件位于所述通量集中器的下方，所述感应元件沿所述通量集中器边缘排列。

6.根据权利要求1所述的一种三轴数字指南针，其特征在于，所述的X轴的磁场分量对应两个X轴磁敏传感器输出信号之和、所述的Y轴的磁场分量对应两个Y轴磁敏传感器输出信号之和。

7.根据权利要求1所述的一种三轴数字指南针，其特征在于，所述的Z轴的磁场分量对应所述两个X轴磁敏传感器输出信号的差值，或者对应所述两个Y轴磁敏传感器输出信号的差值，或者对应所述两个X轴磁敏传感器输出信号的差值与所述两个Y轴磁敏传感器输出信号的差值之和。

8.根据权利要求1所述的一种三轴数字指南针，其特征在于，所述通量集中器的组成材料为高导磁率软磁金属材料NiFe、CoFeSiB、CoZrNb、CoFeB、FeSiB或FeSiBNbCu中的一种。

9.根据权利要求1所述的一种三轴数字指南针，其特征在于，所述通量集中器的厚度为1-20 um。

10.根据权利要求1所述的一种三轴数字指南针，其特征在于，所述基片采用CMOS，将所述X轴磁敏传感器、Y轴磁敏传感器印制在所述基片上面。

11.根据权利要求10所述的一种三轴数字指南针，其特征在于，所述的X轴磁场分量对应两个X轴磁敏传感器输出信号之和、所述的Y轴磁场分量对应两个Y轴磁敏传感器输出信号之和。

12.根据权利要求10所述的一种三轴数字指南针，其特征在于，所述的Z轴磁场分量对应所述两个X轴磁敏传感器输出信号的差值，或者对应所述两个Y轴磁敏传感器输出信号的差值，或者对应所述两个X轴磁敏传感器输出信号的差值与所述两个Y轴磁敏传感器输出信号的差值之和。

Images