CN117075024A - 三轴磁传感器的检验和校准装置以及检验和校准系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种三轴磁传感器的检验和校准装置以及检验和校准系统。该检验和校准装置包括位于测试工位在第三方向上的同一侧的两个第一线圈、两个第二线圈和第三线圈；两个第一线圈沿第一方向间隔布设，且在通电时于测试工位处产生第一方向的均匀磁场；两个第二线圈沿第二方向间隔布设，且在通电时于测试工位处产生第二方向的均匀磁场；第三线圈在通电时于测试工位产生第三方向的均匀磁场。如此，本申请中均匀磁场位于两个第一线圈、两个第二线圈和第三线圈形成的整体结构的一侧，方便在测试工位进行上料和下料操作，有利于提高三轴磁传感器的测试效率，且有利于实现三轴磁传感器的大批量自动化测试作业，以完成检验及校准。

Description

三轴磁传感器的检验和校准装置以及检验和校准系统

技术领域

本发明涉及磁传感器技术领域，特别是涉及一种三轴磁传感器的检验和校准装置以及检验和校准系统。

背景技术

目前，电子产品中为了给用户带来导航方面的便利，越来越多地使用基于磁传感器技术的电子罗盘。近年来，对磁传感器的需求从两轴的平面磁传感器向三轴的全空间磁传感器发展，三轴磁传感器在智能手机、汽车导航等领域发挥了重要作用。由于制造过程中的材料工艺和机械工艺的限制可能会导致传感器存在零点偏移误差，影响精度。因此，三轴磁传感器需要对其磁性能参数进行检验和校准。

三轴磁传感器在检验和校准过程中，需要测量在不同方向磁场环境下三轴磁传感器的输出。为了减小外界因素引起的测量误差，用于测试的磁场环境需要相对均匀。然而，传统的亥姆霍兹线圈产生的磁场均匀区在亥姆霍兹线圈的几何中心(位于线圈内部)，因此在进行测试时，需要逐个地进行将待测试的三轴磁传感器移入线圈内部和将完成测试的三轴磁传感器从线圈内部移出的动作，大大降低了测试效率，且难以进行大批量测试，以及增加了实现自动化测试的难度。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中亥姆霍兹线圈产的磁场均匀区在亥姆霍兹线圈的几何中心(位于线圈内部)，因此在进行测试时，需要逐个地进行将待测试的三轴磁传感器移入线圈内部和将完成测试的三轴磁传感器从线圈内部移出的动作，大大降低了测试效率，且增加了实现大批量测试和自动化测试的难度的问题，提供一种改善上述缺陷的三轴磁传感器的检验和校准装置以及检验和校准系统。

一种三轴磁传感器的检验和校准装置，用于对置于测试工位的三轴磁传感器进行检验和校准，所述检验和校准装置包括位于所述测试工位在第三方向上的同一侧的两个第一线圈、两个第二线圈和第三线圈；

两个所述第一线圈沿第一方向间隔布设，且在通电时于所述测试工位处产生所述第一方向的均匀磁场；两个所述第二线圈沿所述第二方向间隔布设，且在通电时于所述测试工位处产生所述第二方向的均匀磁场；所述第三线圈在通电时于所述测试工位产生所述第三方向的均匀磁场；其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直。

在其中一个实施例中，每一所述第一线圈包括第一线圈骨架和第一线圈绕组，所述第一线圈骨架具有第一端面、第二端面及第一侧面，所述第一端面和所述第二端面分别位于所述第一线圈骨架在所述第三方向上的两端，所述第一侧面连接在所述第一端面和所述第二端面之间；所述第一线圈绕组绕设在所述第一侧面上。

在其中一个实施例中，两个所述第一线圈的所述第一线圈绕组通电时的电流方向相反。

在其中一个实施例中，每一所述第二线圈包括第二线圈骨架和第二线圈绕组，所述第二线圈骨架具有第三端面、第四端面及第二侧面，所述第三端面和所述第四端面分别位于所述第二线圈骨架在所述第三方向上的两端，所述第二侧面连接在所述第三端面和所述第四端面之间；所述第二线圈绕组绕设在所述第二侧面上。

在其中一个实施例中，两个所述第二线圈的所述第二线圈绕组通电时的电流方向相反。

在其中一个实施例中，所述第三线圈包括第三线圈骨架和第三线圈绕组，所述第三线圈骨架具有第五端面、第六端面及第三侧面，所述第五端面和所述第六端面分别位于所述第三线圈骨架在所述第三方向上的两端，所述第三侧面连接在所述第五端面和所述第六端面之间；所述第三线圈绕组绕设在所述第三侧面上。

在其中一个实施例中，在与所述第三方向垂直的一投影平面上，两个所述第一线圈的正投影以所述测试工位的正投影为对称中心对称布设，两个所述第二线圈的正投影以所述测试工位的正投影为对称中心对称布设。

在其中一个实施例中，两个所述第一线圈和两个所述第二线圈分别位于所述第三线圈背离所述测试工位的一侧；或者

所述第三线圈套设在两个所述第一线圈和两个所述第二线圈形成的整体结构的外侧；或者

两个所述第一线圈和两个所述第二线圈围绕所述第三线圈布设。

在其中一个实施例中，所述第一线圈的长度方向与所述第二方向平行，所述第一线圈的宽度方向与所述第一方向平行；

所述第一线圈的长度尺寸为a1，宽度尺寸为a2，对所述测试工位的所述三轴磁传感器进行检验和校准时所需的均匀磁场的长度尺寸为a3；其中，a1大于或等于2×a3，a2大于或等于a3。

在其中一个实施例中，所述第一线圈的高度方向与所述第三方向平行，所述第一线圈的高度尺寸为a4，所述测试工位与所述检验和校准装置之间的间隙尺寸为a5；其中，a4小于或等于a5。

在其中一个实施例中，所述第二线圈的长度方向与所述第一方向平行，所述第二线圈的宽度方向与所述第二方向平行；

所述第二线圈的长度尺寸为b1，宽度尺寸为b2，对所述测试工位的所述三轴磁传感器进行检验和校准时所需的均匀磁场的长度尺寸为a3；其中，b1大于或等于2×a3，b2大于或等于a3。

在其中一个实施例中，所述第二线圈的高度方向与所述第三方向Z平行，所述第二线圈的高度尺寸为b4，所述测试工位与所述检验和校准装置之间的间隙尺寸为a5；其中，b4小于或等于a5。

一种三轴磁传感器的检验和校准系统，包括上料装置、测试机台、下料装置及如上任一实施例中所述的检验和校准装置；

所述上料装置用于将所述三轴磁传感器上料至所述测试机台上，所述测试机台用于将所述三轴磁传感器支撑在所述测试工位，所述下料装置用于对所述测试机台上的所述三轴磁传感器进行下料。

上述三轴磁传感器的检验和校准装置以及检验和校准系统，通过设置两个第一线圈、两个第二线圈、第三线圈以及与测试工位之间的相对配合和位置关系，使得两个第一线圈、两个第二线圈和第三线圈能够分别在测试工位产生不同方向的均匀磁场，且该均匀磁场位于两个第一线圈、两个第二线圈和第三线圈形成的整体结构的一侧，而不是位于两个第一线圈、两个第二线圈和第三线圈形成的整体结构的内部。与现有技术中均匀磁场位于亥姆霍兹线圈的几何中心(位于亥姆霍兹线圈的内部)相比，本申请中均匀磁场位于两个第一线圈、两个第二线圈和第三线圈形成的整体结构的一侧，方便在测试工位进行上料和下料操作，有利于提高三轴磁传感器的测试效率，且有利于实现三轴磁传感器的大批量自动化测试作业，以完成检验及校准。

附图说明

图1为本发明一实施例中三轴磁传感器的检验和校准装置的结构示意图；

图2为图1所示的三轴磁传感器的检验和校准装置的主视图；

图3为图1所示的三轴磁传感器的检验和校准装置的俯视图；

图4为本发明另一实施例中三轴磁传感器的检验和校准装置的俯视图；

图5为本发明又一实施例中三轴磁传感器的检验和校准装置的主视图(省略了线圈绕组)；

图6为本发明再一实施例中三轴磁传感器的检验和校准装置的主视图(省略了线圈绕组)；

图7为图1所示的三轴磁传感器的检验和校准装置在第一线圈通电时测试工位处的磁场分布图；

图8为图1所示的三轴磁传感器的检验和校准装置在第二线圈通电时测试工位处的磁场分布图；

图9为图1所示的三轴磁传感器的检验和校准装置在第三线圈通电时测试工位处的磁场分布图；

图10为对比例中两个第一线圈的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

请参阅图1至图3所示，本发明一实施例提供了一种三轴磁传感器的检验和校准装置，用于对置于测试工位C的三轴磁传感器100进行检验和校准。该检验和校准装置包括位于测试工位C在第三方向Z上的同一侧的两个第一线圈10、两个第二线圈20和第三线圈30。两个第一线圈10沿第一方向X间隔布设，且在通电时于测试工位C处产生第一方向X的均匀磁场。两个第二线圈20沿第二方向Y间隔布设，且在通电时于测试工位C处产生第二方向Y的均匀磁场。第三线圈30在通电时于测试工位C产生第三方向Z的均匀磁场。其中，第一方向X、第二方向Y和第三方向Z两两垂直。

上述三轴磁传感器的检验和校准装置，在实际使用时，首先，将待测试的三轴磁传感器100置于测试工位C。然后，两个第一线圈10通电(两个第二线圈20和第三线圈30断电)，使得两个第一线圈10在测试工位C产生第一方向X的均匀磁场，即对位于测试工位C的三轴磁传感器100施加第一方向X的均匀磁场，从而对三轴磁传感器100第一方向X的输出进行检验和校准。再然后，两个第二线圈20通电(两个第一线圈10和第三线圈30断电)，使得两个第二线圈20在测试工位C产生第二方向Y的均匀磁场，即对位于测试工位C的三轴磁传感器100施加第二方向Y的均匀磁场，从而对三轴磁传感器100第二方向Y的输出进行检验和校准。最后，第三线圈30通电(两个第一线圈10和两个第二线圈20断电)，使得第三线圈30在测试工位C产生第三方向Z的均匀磁场，即对位于测试工位C的三轴磁传感器100施加第三方向Z的均匀磁场，从而对三轴磁传感器100第三方向Z的输出进行检验和校准。

如此，通过设置两个第一线圈10、两个第二线圈20、第三线圈30以及与测试工位C之间的相对配合和位置关系，使得两个第一线圈10、两个第二线圈20和第三线圈30能够分别在测试工位C产生不同方向的均匀磁场，且该均匀磁场位于两个第一线圈10、两个第二线圈20和第三线圈30形成的整体结构的一侧，而不是位于两个第一线圈10、两个第二线圈20和第三线圈30形成的整体结构的内部。与现有技术中均匀磁场位于亥姆霍兹线圈的几何中心(位于亥姆霍兹线圈的内部)相比，本申请中均匀磁场位于两个第一线圈10、两个第二线圈20和第三线圈30形成的整体结构的一侧，使得测试工位C可以位于两个第一线圈10、两个第二线圈20和第三线圈30形成的整体结构的一侧，方便在测试工位C进行上料和下料操作，有利于提高三轴磁传感器100的测试效率，且有利于实现三轴磁传感器100的大批量自动化测试作业，以完成检验及校准。例如，本发明的三轴磁传感器的检验及校准装置可以与晶圆测试和/或最终测试的测试机台配合，在可进行晶圆测试和/或最终测试的同时，还可以一次性对多个三轴磁传感器100的磁性能进行检验及校准。

另外，与传统的亥姆霍兹线圈相比，本申请的三轴磁传感器的检验和校准装置仅需五组线圈即可在测试工位C产生三个方向的均匀磁场，结构简单、体积较小且易于加工。

可以理解地，在其他未示出的实施例中，还可以采用其他通电顺序，例如，首先，两个第二线圈20通电(两个第一线圈10和第三线圈30断电)，然后，两个第一线圈10通电(两个第二线圈20和第三线圈30断电)，最后，第三线圈30通电(两个第一线圈10和两个第二线圈20断电)，针对通电顺序依次对三轴磁传感器100三个方向的输出进行检验和校准即可，在此不作限定。

需要说明的是，两个第一线圈10通电(两个第二线圈20和第三线圈30断电)时，在测试工位C除了产生第一方向X的磁场之外，还会产生第二方向Y的磁场和第三方向Z的磁场。其中，第二方向Y的磁场和第三方向Z的磁场的磁场强度较弱，从而可以忽略不计。第一方向X的磁场的磁场强度较强，且均匀性较好，因此可以近似的认为此时测试工位C的磁场为第一方向X的均匀磁场。同理，两个第二线圈20通电(两个第一线圈10和第三线圈30断电)时，在第二方向Y的磁场的磁场强度较强，且均匀性较好；第一方向X的磁场和第三方向Z的磁场的磁场强度较弱，可以忽略不计。第三线圈30通电(两个第一线圈10和两个第二线圈20断电)时，在第三方向Z的磁场的磁场强度较强，且均匀性较好；第一方向X的磁场和第二方向Y的磁场的磁场强度较弱，可以忽略不计。也就是说，本文中提到的均匀磁场并不是绝对意义上的均匀，而是近似的均匀。

图7示出了两个第一线圈10通电(两个第二线圈20和第三线圈30断电)时测试工位C处的磁场分布，其中，Bx表示第一方向X的磁场，By表示第二方向Y的磁场，Bz表示第三方向Z的磁场。从图7中可以看出，第一方向X的磁场较为均匀，且磁场强度最大；第二方向Y的磁场和第三方向Z的磁场的磁场强度均较小，可以忽略不计。因此，两个第一线圈10通电(两个第二线圈20和第三线圈30断电)时，测试工位C处的磁场可近似的认为是第一方向X的均匀磁场，能够满足对三轴磁传感器100进行第一方向X输出的检验和校准的需求。

图8示出了两个第二线圈20通电(两个第一线圈10和第三线圈30断电)时测试工位C处的磁场分布，其中，Bx表示第一方向X的磁场，By表示第二方向Y的磁场，Bz表示第三方向Z的磁场。从图8中可以看出，第一方向X的磁场和第三方向Z的磁场的磁场强度均较小，可以忽略不计；第二方向Y的磁场的磁场强度较大，且较为均匀。因此，两个第二线圈20通电(两个第一线圈10和第三线圈30断电)时，测试工位C处的磁场可近似的认为是第二方向Y的均匀磁场，能够满足对三轴磁传感器100进行第二方向Y输出的检验和校准的需求。

图9示出了第三线圈30通电(两个第一线圈10和两个第二线圈20断电)时测试工位C处的磁场分布，其中，Bx表示第一方向X的磁场，By表示第二方向Y的磁场，Bz表示第三方向Z的磁场。从图9中可以看出，第一方向X的磁场和第二方向Y的磁场的磁场强度均较小，可以忽略不计；第三方向Z的磁场的磁场强度较大，且较为均匀。因此，第三线圈30通电(两个第一线圈10和两个第二线圈20断电)时，测试工位C处的磁场可近似的认为是第三方向Z的均匀磁场，能够满足对三轴磁传感器100进行第三方向Z输出的检验和校准的需求。

请继续参见图1至图3所示，本申请的实施例中，每一第一线圈10包括第一线圈骨架11和第一线圈绕组13。第一线圈骨架11具有第一端面(图未标)、第二端面A2和第一侧面B1。第一端面和第二端面A2分别位于第一线圈骨架11在第三方向Z上的两端，第一侧面B1连接在第一端面和第二端面A2之间。第一线圈绕组13绕设在该第一侧面B1上，也就是说第一线圈10的轴向与第三方向Z平行。可选地，第一线圈骨架11可以是长方体、正方体、圆柱体或椭圆柱体等。第一线圈骨架11可以是空心结构，也可以是实心结构，在此不作限定。

需要说明的是，若第一端面或第二端面A2绕线时，则需要设置支撑结构对第一线圈骨架11进行支撑，使得第一线圈骨架11悬空才能进行绕线，以及避免绕线完成后压坏第一端面或第二端面A2上的绕线。本申请中由于第一线圈绕组13绕设在第一侧面B1上，第一线圈骨架11的第一端面和第二端面A2不会绕线，因此可通过第一端面或第二端面A2对第一线圈10进行固定安装，安装更加方便且可靠，有利于简化结构(无需设计结构复杂的支撑结构)。并且，与在第一端面或第二端面A2绕线，需要穿过第一线圈骨架11悬空产生的间隙相比，在第一侧面B1上绕线更加方便、快捷。

进一步地，两个第一线圈10的第一线圈绕组13通电时的电流方向相反，例如，其中一个第一线圈10的第一线圈绕组13的电流方向为顺时针方向，另一个第一线圈10的第一线圈绕组13的电流方向为逆时针方向，从而使得两个第一线圈10分别在测试工位C处产生的第一方向X的均匀磁场的磁场方向一致，以加强测试工位C处的第一方向X的均匀磁场。

优选地，第一线圈骨架11为长方体。也就是说，第一侧面B1的数量为四个，第一端面和第二端面A2与二者之间的四个第一侧面B1共同围合形成一长方体，第一线圈绕组13绕在四个第一侧面B1上。进一步地，每相邻两个第一侧面B1之间采用圆弧面过渡，有利于减小第一线圈绕组13在相邻两个第一侧面B1的连接处应力集中。第一线圈绕组13绕制在第一线圈骨架11的四个第一侧面B1上，使得第一线圈10整体也为长方体。

进一步地，每一第一线圈10的长度方向与第二方向Y平行，每一第一线圈10的宽度方向与第一方向X平行。每一第一线圈10的长度尺寸为a1，宽度尺寸为a2。可以理解地，第一线圈10包括第一线圈骨架11和绕制在第一线圈骨架11的四个第一侧面B1上的第一线圈绕组13，因此，第一线圈10的长度尺寸a1和宽度尺寸a2由第一线圈骨架11和第一线圈绕组13共同限定，a1＝第一线圈骨架11的长度尺寸+2×第一线圈绕组13导线的直径，a2＝第一线圈骨架11的宽度尺寸+2×第一线圈绕组13导线的直径。对测试工位C的三轴磁传感器100进行检验和校准时所需的均匀磁场的长度尺寸为a3。其中，a1大于或等于2×a3，a2大于或等于a3。如此，一方面提高测试工位C处的第一方向X的均匀磁场的均匀性；另一方面确保测试工位C处的第一方向X的均匀磁场的尺寸范围满足需求，从而在进行检验和校准时满足对于磁场均匀性和均匀磁场的尺寸范围的要求，确保对三轴磁传感器100的检验和校准的准确性。需要说明的是，所需均匀磁场的长度尺寸a3是指测试工位C处用于放置待测试的三轴磁传感器100的测试区域的长度尺寸，具体是指用于围合测试区域周边上的任意两点之间连线中最长连线的尺寸。当测试区域为长方形时，所需均匀磁场的长度尺寸a3即为该长方形的对角线的尺寸；当测试区域为圆形时，所需均匀磁场的长度尺寸a3即为该圆形的直径的尺寸。

进一步地，第一线圈10的高度方向与第三方向Z平行，第一线圈10的高度尺寸为a4。可以理解地，第一线圈骨架11的第一端面和第二端面A2上未绕线，因此，a4＝第一线圈骨架11的高度尺寸。测试工位C与检验和校准装置之间的间隙尺寸为a5。其中，a4小于或等于a5。需要说明的是，在相同匝数和电流大小的情况下，第一线圈10越高，第一线圈10在测试工位C处产生的第一方向X的均匀磁场的磁场强度越小。本实施例中将a4设置为小于或等于a5，从而确保第一线圈10在测试工位C处产生的第一方向X的均匀磁场的磁场强度满足测试工艺要求。

本申请的实施例中，每一第二线圈20包括第二线圈骨架21和第二线圈绕组23。第二线圈骨架21具有第三端面(图未标)、第四端面A4和第二侧面B2。第三端面和第四端面A4分别位于第二线圈骨架21在第三方向Z上的两端，第二侧面B2连接在第三端面和第四端面A4之间。第二线圈绕组23绕设在该第二侧面B2上，也就是说第二线圈20的轴向与第三方向Z平行。可选地，第二线圈骨架21可以是长方体、正方体、圆柱体或椭圆柱体等。第二线圈骨架21可以是空心结构，也可以是实心结构，在此不作限定。

需要说明的是，若第三端面或第四端面A4绕线时，则需要设置支撑结构对第二线圈骨架21进行支撑，使得第二线圈骨架21悬空才能进行绕线，以及避免绕线完成后压坏第三端面或第四端面A4上的绕线。本申请中由于第二线圈绕组23绕设在第二侧面B2上，第二线圈骨架21的第三端面和第四端面A4不会绕线，因此可通过第三端面或第四端面A4对第二线圈20进行固定安装，安装更加方便且可靠，有利于简化结构(无需设计结构复杂的支撑结构)。并且，与在第二端面或第四端面A4绕线，需要穿过第二线圈骨架21悬空产生的间隙相比，在第二侧面B2上绕线更加方便、快捷。另外，由于两个第一线圈10和两个第二线圈20均未设置支撑结构，使得在对两个第一线圈10和两个第二线圈20排布时，可以使得第一线圈10之间和第二线圈20之间尽可能地相互靠近，不会被支撑结构阻碍，有利于提高检验和校准装置的结构紧凑性，还可以使得在第一方向X上，第一线圈10更靠近测试工位C，以及在第二方向Y上，第二线圈20更靠近测试工位C，从而有利于提高在测试工位C处第一方向X均匀磁场以及第二方向Y均匀磁场的磁场强度。

进一步地，两个第二线圈20的第二线圈绕组23通电时的电流方向相反，例如，其中一个第二线圈20的第二线圈绕组23的电流方向为顺时针方向，另一个第二线圈20的第二线圈绕组23的电流方向为逆时针方向，从而使得两个第二线圈20分别在测试工位C处产生的第二方向Y的均匀磁场的磁场方向一致，以加强测试工位C处的第二方向Y的均匀磁场。

优选地，第二线圈骨架21为长方体。也就是说，第二侧面B2的数量为四个，第三端面和第四端面A4与二者之间的四个第二侧面B2共同围合形成一长方体，第二线圈绕组23绕在四个第二侧面B2上。进一步地，每相邻两个第二侧面B2之间采用圆弧面过渡，有利于减小第二线圈绕组23在相邻两个第二侧面B2的连接处应力集中。第二线圈绕组23绕制在第二线圈骨架21的四个第二侧面B2上，使得第二线圈20整体也为长方体。

进一步地，每一第二线圈20的长度方向与第一方向X平行，每一第二线圈20的宽度方向与第二方向Y平行。每一第二线圈20的长度尺寸为b1，宽度尺寸为b2。可以理解地，第二线圈20包括第二线圈骨架21和绕制在第二线圈骨架21的四个第二侧面B2上的第二线圈绕组23，因此，第二线圈20的长度尺寸b1和宽度尺寸b2由第二线圈骨架21和第二线圈绕组23共同限定，b1＝第二线圈骨架21的长度尺寸+2×第二线圈绕组23导线的直径，b2＝第二线圈骨架21的宽度尺寸+2×第二线圈绕组23导线的直径。对测试工位C的三轴磁传感器100进行检验和校准时所需的均匀磁场的长度尺寸为a3。其中，b1大于或等于2×a3，b2大于或等于a3。如此，一方面提高测试工位C处的第二方向Y的均匀磁场的均匀性；另一方面确保测试工位C处的第二方向Y的均匀磁场的尺寸范围满足需求，从而在进行检验和校准时满足对于磁场均匀性和均匀磁场的尺寸范围的要求，确保对三轴磁传感器的检验和校准的准确性。

进一步地，第二线圈20的高度方向与第三方向Z平行，第二线圈20的高度尺寸为b4。可以理解地，第二线圈骨架21的第三端面和第四端面A4上未绕线，因此，b4＝第二线圈骨架21的高度尺寸。测试工位C与检验和校准装置之间的间隙尺寸为a5。其中，b4小于或等于a5。需要说明的是，在相同匝数和电流大小的情况下，第二线圈20越高，第二线圈20在测试工位C处产生的第二方向Y的均匀磁场的磁场强度越小。本实施例中将b4设置为小于或等于a5，从而确保第二线圈20在测试工位C处产生的第二方向Y的均匀磁场的磁场强度满足测试工艺要求。

本申请的实施例中，第三线圈30包括第三线圈骨架31和第三线圈绕组33。第三线圈骨架31具有第五端面A5、第六端面A6和第三侧面B3。第五端面A5和第六端面A6分别位于第三线圈骨架31在第三方向Z上的两端，第三侧面B3连接在第五端面A5和第六端面A6之间。第三线圈绕组33绕设在该第三侧面B3上，即第三线圈30的轴向与第三方向Z平行。也就是说，第一线圈10、第二线圈20和第三线圈30的轴向均与第三方向Z平行。

需要说明的是，第一线圈10的轴向指的是与第一线圈绕组13中每一圈导线所在的平面垂直的方向。同理，第二线圈20的轴向指的是与第二线圈绕组23中每一圈导线所在的平面垂直的方向。第三线圈30的轴向指的是与第三线圈绕组33中每一圈导线所在的平面垂直的方向。也就是说，第一线圈10的轴向、第二线圈20的轴向以及第三线圈30的轴向分别取决于第一线圈绕组13、第二线圈绕组23以及第三线圈绕组33的绕线方式。

请参见图3所示，具体到一个实施例中，第三线圈骨架31可以是长方体或正方体。也就是说，第三侧面B3的数量为四个，第五端面A5和第六端面A6与二者之间的四个第三侧面B3共同围合形成一长方体或正方体，第三线圈绕组33绕在四个第三侧面B3上。进一步地，每相邻两个第三侧面B3之间采用圆弧面过渡，有利于减小第三线圈绕组33在相邻两个第三侧面B3的连接处应力集中。可选地，第三线圈骨架31的与第三方向Z垂直的横截面呈正方形。可选地，第五端面A5和第六端面A6相对第三侧面B3向外延伸，使得第三线圈骨架31与第三方向Z平行的纵截面呈工字形，如此，有利于第三线圈绕组33绕制在第三侧面B3上。第三线圈骨架31可以是空心结构，也可以是实心结构，在此不作限定。

需要说明的是，请参见图4所示，第三线圈骨架31也可以是圆柱体。当然，第三线圈骨架31还可以是其它形状，例如棱柱体，在此不作限定。

具体到实施例中，在与第三方向Z垂直的一投影平面上，两个第一线圈10的正投影以测试工位C的正投影为对称中心对称布设，两个第二线圈20的正投影以测试工位C的正投影为对称中心对称布设。如此，有利于两个第一线圈10在通电时于测试工位C产生的磁场更加均匀且磁场强度较大，两个第二线圈20在通电时于测试工位C产生的磁场更加均匀且磁场强度较大。

需要说明的是，两个第一线圈10彼此对称布设，且通电时的电流方向相反，能够加强测试工位C处的第一方向X的均匀磁场的同时，还能够使得在测试工位C处产生的其它方向上的磁场相互抵消，进而使得在测试工位C处的第一方向X的均匀磁场的磁场强度较大且更加均匀。

同理，两个第二线圈20彼此对称布设，且通电时的电流方向相反，能够加强测试工位C处的第二方向Y的均匀磁场的同时，还能够使得在测试工位C处产生的其它方向上的磁场相互抵消，进而使得在测试工位C处的第二方向Y的均匀磁场的磁场强度较大且更加均匀。

进一步地，两个第一线圈10和两个第二线圈20形成的整体结构的几何中心、第三线圈30的几何中心和测试工位C的几何中心三者位于同一直线上，且该直线与第三方向Z平行。

请参见图1至3所示，本申请的一实施例中，两个第一线圈10和两个第二线圈20分别位于第三线圈30背离测试工位C的一侧。也就是说，两个第一线圈10和两个第二线圈20形成的整体结构、第三线圈30和测试工位C沿第三方向Z依次布设。

进一步地，第五端面A5位于第三线圈骨架31朝向测试工位C的一侧，第六端面A6位于第三线圈骨架31背离测试工位C的一侧。两个第一线圈10和两个第二线圈20均安装在第三线圈骨架31的第六端面A6上。可选地，第一端面位于第一线圈骨架11朝向第三线圈骨架31的一侧，第二端面A2位于第一线圈骨架11背离第三线圈骨架31的一侧。第三端面位于第二线圈骨架21朝向第三线圈骨架31的一侧，第四端面A4位于第二线圈骨架21背离第三线圈骨架31的一侧。将两个第一线圈10和两个第二线圈20均安装在第三线圈骨架31的第六端面A6上，即使得第三线圈骨架31作为两个第一线圈10和两个第二线圈20的安装座，无需另设安装座，有利于节约成本。

请参见图5所示，本申请的另一实施例中，第三线圈30套设在两个第一线圈10和两个第二线圈20形成的整体结构的外侧。也就是说，第三线圈30的第三线圈骨架31为具有中心孔的框状(例如圆形框或方形框)，两个第一线圈10和两个第二线圈20形成的整体结构设置在第三线圈骨架31的中心孔内。如此，将第三线圈30套设在两个第一线圈10和两个第二线圈20形成的整体结构的外侧，使得两个第三线圈30、两个第二线圈20和第三线圈30均比较靠近测试工位C，从而使得分别在测试工位C形成第一方向X的均匀磁场、第二方向Y的均匀磁场和第三方向Z的均匀磁场的磁场强度更大。另外，将两个第一线圈10和两个第二线圈20均安装在第三线圈骨架31的中心孔内，即使得第三线圈骨架31作为两个第一线圈10和两个第二线圈20的安装座，无需另设安装座，有利于节约成本。

请参见图6所示，本申请的又一实施例中，两个第一线圈10和两个第二线圈20围绕在第三线圈30的外侧布设。也就是说，两个第一线圈10和两个第二线圈20围合形成一中心空间，第三线圈30布置在该中心空间内。如此，两个第一线圈10和两个第二线圈20围绕在第三线圈30的外侧布设，使得两个第三线圈30、两个第二线圈20和第三线圈30均比较靠近测试工位C布设，从而使得分别在测试工位C形成第一方向X的均匀磁场、第二方向Y的均匀磁场和第三方向Z的均匀磁场的磁场强度更大。

请继续参见图1和图2所示，本申请的实施例中，检验和校准装置还包括标准磁传感器40。该标准磁传感器40设置在测试工位C，用于监测该测试工位C的均匀磁场。如此，在对三轴磁传感器100进行检验和校准的过程中，利用标准磁传感器40对测试工位C的均匀磁场进行监测，避免因线圈问题影响对三轴磁传感器100的检验和校准的准确性。

进一步地，标准磁传感器40的数量为两个，该两个标准磁传感器40分别设置在测试工位C的相对两侧，使得对测试工位C的磁场的监测更加准确。当然，在其它实施例中，也可设置多个标准磁传感器40，利用该多个标准磁传感器40同时对测试工位C的各个位置的磁场进行监测，在此不作限定。

需要说明的是，本申请的实施例中，两个第一线圈10和两个第二线圈20的轴向均与第三方向Z平行，从而大大增加了在测试工位C分别产生的第一方向X的均匀磁场和第二方向Y的均匀磁场的磁场强度。

为了验证本申请中将两个第一线圈10均设置为轴向与第三方向Z平行的方式对在测试工位C产生均匀磁场的磁场强度具有明显的增强效果，本申请的发明人将本申请的实施例(见图1)与一对比例进行比较(见图10)。本申请的实施例与对比例中第一线圈骨架11相同，第一线圈绕组13的匝数均为3000，唯一的不同点在于：本申请的实施例中两个第一线圈10均设置为轴向与第三方向Z平行，对比例中将两个第一线圈设置为轴向与第二方向Y平行(见图10所示)。本申请的实施例中两个第一线圈10通电时，电流为150mA，电流方向相反，在测试工位C产生的第一方向X的均匀磁场的磁场强度为9.2G。对比例中两个第一线圈通电时，电流也为150mA，电流方向相同(当电流方向相反时，两个第一线圈产生的第一方向X的磁场相互抵消)，在测试工位C产生的第一方向X的均匀磁场的磁场强度为4.6G。可见，本申请的实施例中两个第一线圈10通电时在测试工位C产生的第一方向X的均匀磁场的磁场强度远大于对比例中两个第一线圈通电时在测试工位C产生的第一方向X的均匀磁场的磁场强度，说明了本申请中将两个第一线圈10均设置为轴向与第三方向Z平行对提升在测试工位C产生的第一方向X的均匀磁场的磁场强度的效果较为明显。

基于上述三轴磁传感器的检验和校准装置，本申请还提供了一种三轴磁传感器的检验和校准系统。该三轴磁传感器的检验和校准系统包括上料装置、测试机台、下料装置以及上述三轴磁传感器的检验和校准装置。该上料装置用于将一个或多个三轴磁传感器100上料至测试机台上。测试机台用于将其上的三轴磁传感器100支撑在测试工位C，使得检验和校准装置对测试机台上的三轴磁传感器100进行检验和校准。下料装置用于对测试机台上的三轴磁传感器100进行下料。

如此，在实际使用时，首先，将待测试的三轴磁传感器100上料至测试机台上，使得测试机台将该三轴磁传感器100支撑在测试工位C处。然后，检验和校准装置对支撑在测试工位C上的三轴磁传感器100进行三个方向上的输出的检验和校准。检验和校准完成后，下料装置将测试机台上的三轴磁传感器100进行下料，以便于上料装置将下一个(或下一批)待测试的三轴磁传感器100继续上料至测试机台上，从而实现了自动化测试作业。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种三轴磁传感器的检验和校准装置，用于对置于测试工位(C)的三轴磁传感器(100)进行检验和校准，其特征在于，所述检验和校准装置包括位于所述测试工位(C)在第三方向(Z)上的同一侧的两个第一线圈(10)、两个第二线圈(20)和第三线圈(30)；

两个所述第一线圈(10)沿第一方向(X)间隔布设，且在通电时于所述测试工位(C)处产生所述第一方向(X)的均匀磁场；两个所述第二线圈(20)沿所述第二方向(Y)间隔布设，且在通电时于所述测试工位(C)处产生所述第二方向(Y)的均匀磁场；所述第三线圈(30)在通电时于所述测试工位(C)产生所述第三方向(Z)的均匀磁场；其中，所述第一方向(X)、所述第二方向(Y)和所述第三方向(Z)两两垂直。

2.根据权利要求1所述的三轴磁传感器的检验和校准装置，其特征在于，每一所述第一线圈(10)包括第一线圈骨架(11)和第一线圈绕组(13)，所述第一线圈骨架(11)具有第一端面、第二端面(A2)及第一侧面(B1)，所述第一端面和所述第二端面(A2)分别位于所述第一线圈骨架(11)在所述第三方向(Z)上的两端，所述第一侧面(B1)连接在所述第一端面和所述第二端面(A2)之间；所述第一线圈绕组(13)绕设在所述第一侧面(B1)上。

3.根据权利要求2所述的三轴磁传感器的检验和校准装置，其特征在于，两个所述第一线圈(10)的所述第一线圈绕组(13)通电时的电流方向相反。

4.根据权利要求1所述的三轴磁传感器的检验和校准装置，其特征在于，每一所述第二线圈(20)包括第二线圈骨架(21)和第二线圈绕组(23)，所述第二线圈骨架(21)具有第三端面、第四端面(A4)及第二侧面(B2)，所述第三端面和所述第四端面(A4)分别位于所述第二线圈骨架(21)在所述第三方向(Z)上的两端，所述第二侧面(B2)连接在所述第三端面和所述第四端面(A4)之间；所述第二线圈绕组(23)绕设在所述第二侧面(B2)上。

5.根据权利要求4所述的三轴磁传感器的检验和校准装置，其特征在于，两个所述第二线圈(20)的所述第二线圈绕组(23)通电时的电流方向相反。

6.根据权利要求1所述的三轴磁传感器的检验和校准装置，其特征在于，所述第三线圈(30)包括第三线圈骨架(31)和第三线圈绕组(33)，所述第三线圈骨架(31)具有第五端面(A5)、第六端面(A6)及第三侧面(B3)，所述第五端面(A5)和所述第六端面(A6)分别位于所述第三线圈骨架(31)在所述第三方向(Z)上的两端，所述第三侧面(B3)连接在所述第五端面(A5)和所述第六端面(A6)之间；所述第三线圈绕组(33)绕设在所述第三侧面(B3)上。

7.根据权利要求1所述的三轴磁传感器的检验和校准装置，其特征在于，在与所述第三方向(Z)垂直的一投影平面上，两个所述第一线圈(10)的正投影以所述测试工位(C)的正投影为对称中心对称布设，两个所述第二线圈(20)的正投影以所述测试工位(C)的正投影为对称中心对称布设。

8.根据权利要求1所述的三轴磁传感器的检验和校准装置，其特征在于，两个所述第一线圈(10)和两个所述第二线圈(20)分别位于所述第三线圈(30)背离所述测试工位(C)的一侧；或者

所述第三线圈(30)套设在两个所述第一线圈(10)和两个所述第二线圈(20)形成的整体结构的外侧；或者

两个所述第一线圈(10)和两个所述第二线圈(20)围绕所述第三线圈(30)布设。

9.根据权利要求1所述的三轴磁传感器的检验和校准装置，其特征在于，所述第一线圈(10)的长度方向与所述第二方向(Y)平行，所述第一线圈(10)的宽度方向与所述第一方向(X)平行；

所述第一线圈(10)的长度尺寸为a1，宽度尺寸为a2，对所述测试工位(C)的所述三轴磁传感器(100)进行检验和校准时所需的均匀磁场的长度尺寸为a3；其中，a1大于或等于2×a3，a2大于或等于a3。

10.根据权利要求9所述的三轴磁传感器的检验和校准装置，其特征在于，所述第一线圈(10)的高度方向与所述第三方向(Z)平行，所述第一线圈(10)的高度尺寸为a4，所述测试工位(C)与所述检验和校准装置之间的间隙尺寸为a5；其中，a4小于或等于a5。

11.根据权利要求1所述的三轴磁传感器的检验和校准装置，其特征在于，所述第二线圈(20)的长度方向与所述第一方向(X)平行，所述第二线圈(20)的宽度方向与所述第二方向(Y)平行；

所述第二线圈(20)的长度尺寸为b1，宽度尺寸为b2，对所述测试工位(C)的所述三轴磁传感器(100)进行检验和校准时所需的均匀磁场的长度尺寸为a3；其中，b1大于或等于2×a3，b2大于或等于a3。

12.根据权利要求11所述的三轴磁传感器的检验和校准装置，其特征在于，所述第二线圈(20)的高度方向与所述第三方向(Z)平行，所述第二线圈(20)的高度尺寸为b4，所述测试工位(C)与所述检验和校准装置之间的间隙尺寸为a5；其中，b4小于或等于a5。

13.一种三轴磁传感器的检验和校准系统，其特征在于，包括上料装置、测试机台、下料装置及如权利要求1至12任一项所述的检验和校准装置；

所述上料装置用于将所述三轴磁传感器(100)上料至所述测试机台上，所述测试机台用于将所述三轴磁传感器(100)支撑在所述测试工位(C)，所述下料装置用于对所述测试机台上的所述三轴磁传感器(100)进行下料。