CN211180162U - 闭环式芯上反馈的宽量程垂直灵敏磁传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种闭环式芯上反馈的宽量程垂直灵敏磁传感器，包括硅基衬底、通量引导器、磁敏电阻、信号反馈线圈、运算放大器和功率放大器,本实用新型通过在推拉式垂直灵敏的磁传感器芯片上设置在位信号反馈线圈，当通有反馈电流时信号反馈线圈上方的磁敏电阻敏感轴方向上产生大小相等方向相反的磁场信号，分别抵消原信号磁场，而形成闭环式反馈结构，有效改善传感器输出线性度，提高测量精度，降低功耗；利用磁敏电阻距通量引导器间距不同，进而使得磁敏电阻接收的水平方向磁场分量不同，实现分别对大磁场和小磁场不同量程检测的目的。

Description

闭环式芯上反馈的宽量程垂直灵敏磁传感器

技术领域

本实用新型属于磁传感器技术领域，涉及一种闭环式芯上反馈的宽量程垂直灵敏磁传感器。

背景技术

随着磁传感器领域的迅速发展，其应用越来越广泛，目前的垂直磁传感器大量应用于消费电子领域例如手机等以及电子罗盘移动设备中，该类产品要求较小的封装尺寸以及较高的测量稳定性。

现有的垂直灵敏的磁传感器多为Z轴封装式设计，Z轴封装是将传感芯片的灵敏轴垂直水平面封装，例如专利CN 102426344 A，名称为一种三轴磁场传感器的实用新型专利，其采用三个传感器封装集成的方法，其中Z轴的传感器采用垂直平面放置来测量垂直方向的磁场。该种办法制成传感器体积大，封装成本大，工艺复杂，稳定性低且封装易断裂等。专利CN 103995240B的名称为一种磁电阻Z轴梯度传感器芯片，该实用新型利用通量引导器将Z轴磁场分量在XY平面内。但是该实用新型主要利用通量引导器将Z轴磁场引导在XY平面内对Z轴梯度进行测量。现有的磁敏元件构成的传感器为了保证其灵敏度，其检测磁场的区间多在正负10Gs内，对较大磁场检测能力不足。

尽管存在单芯集成的垂直灵敏的磁传感器，但目前均采用开环式设计，例如申请号为201820341886.X的名称为一种推拉式垂直灵敏磁传感，其利用通量引导器将垂直方向的Z轴磁场转化成平面内的漏磁磁场分量，实现垂直方向上的磁场检测，但是该种设计在测量较大磁场的情况下磁敏电阻容易磁饱和而且在测量时磁滞较大，很大程度上影响传感器的测量带宽、测量精度以及线性度，而且开环设计线性度差，测量精度低，难以满足现代产业的需求。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术方案的不足，提供一种闭环式芯上反馈的宽量程垂直灵敏磁传感器。

本实用新型包括硅基衬底、通量引导器、四个相同的磁敏电阻、一个信号反馈线圈、运算放大器和功率放大器；

所述的通量引导器为长条形结构，与四个磁敏电阻均设置在同一硅基衬底上，通量引导器的正下方设置两个被屏蔽的用于参考的磁敏电阻，通量引导器左右两侧各设置有一个磁敏电阻，这两个磁敏电阻关于通量引导器左右对称，这两个磁敏电阻的敏感轴方向处于同一水平线且方向一致，均垂直于通量引导器左右两侧面；通量引导器将垂直磁场信号诱导到平面内方向，在其两侧的磁敏电阻处产生一个面内磁场分量，且在两个磁敏电阻敏感轴方向上产生的信号磁场分量大小相等、方向相反；

所述的通量引导器左右两侧对称的磁敏电阻组成一组半桥，通量引导器正下方设置的两个被屏蔽的用于参考的磁敏电阻组成另一组半桥，四个磁敏电阻共同组成一个推拉输出的惠斯通电桥结构；信号反馈线圈为两边相互平行的U型结构，信号反馈线圈设置在磁敏电阻的下方的硅基衬底上，信号反馈线圈两平行边分别设置在通量引导器左右两侧的磁敏电阻的正下方，通反馈电流时的信号反馈线圈在通量引导器两侧磁敏电阻的敏感轴方向上处产生大小相等方向相反的磁场信号；

所述的信号反馈线圈的输出端与接地端之间设置有一个检测电阻；惠斯通电桥的输出端连接在运算放大器的输入端，运算放大器的输出端连接在功率放大器上的输入端，功率放大器的输出端连接在信号反馈线圈上并形成闭环反馈结构。

本实用新型还可以包括硅基衬底、通量引导器、六个相同的磁敏电阻、两个信号反馈线圈、运算放大器和功率放大器；其特征在于：所述的通量引导器为长条形结构，与六个磁敏电阻均设置在同一硅基衬底上，通量引导器的正下方设置两个被屏蔽的用于参考的磁敏电阻，通量引导器左侧和右侧分别设置两个磁敏电阻，靠近通量引导器左右两侧边的两个磁敏电阻组成一对，远离通量引导器左右两侧边的两个磁敏电阻组成一对，每一对磁敏电阻均关于通量引导器左右对称，六个磁敏电阻敏感轴方向相同，通量引导器与六个磁敏电阻的位置配置可检测垂直平面的磁场信号；两个信号反馈线圈均为U型结构，一个U型结构的反馈线圈设置在靠近通量引导器左右两侧边一对磁敏电阻下方的硅基衬底上，另一个U型结构的反馈线圈设置在远离通量引导器左右两侧边的一对磁敏电阻下方的硅基衬底上，该U形结构的两个边互相平行，分别设置在通量引导器两侧两对磁敏电阻的正下方；靠近通量引导器的一对磁敏电阻与通量引导器正下方设置的两个被屏蔽的用于参考的磁敏电阻形成一个推拉输出的惠斯通电桥结构，用于小量程垂直平面的磁场信号的检测；远离通量引导器的一对磁敏电阻与通量引导器正下方设置的两个被屏蔽的用于参考的磁敏电阻形成另一个推拉输出的惠斯通电桥结构，用于大量程垂直平面的磁场信号的检测；两对惠斯通电桥结构设计满足传感器芯片对垂直平面的磁场信号不同量程检测的需求；

所述的通量引导器将垂直磁场信号诱导到平面内方向上并在通量引导器左右两侧的两对磁敏电阻敏感轴方向上分别产生漏磁分量，垂直磁场信号经过通量引导器诱导后，分别在第一对磁敏电阻敏感轴方向上产生大小相等、方向相反的漏磁分量，在第二对磁敏电阻敏感轴方向上产生大小相等、方向相反的漏磁分量；通反馈电流时，靠近通量引导器左右两侧边的一对磁敏电阻下方的信号反馈线圈在其上方的两磁敏电阻的敏感轴方向上产生抵消该磁敏电阻敏感轴方向的漏磁分量反馈磁场；远离通量引导器左右两侧边的一对磁敏电阻下方的信号反馈线圈在其上方的两磁敏电阻的敏感轴方向上产生抵消该磁敏电阻敏感轴方向的漏磁分量反馈磁场；

两个惠斯通电桥的输出端均通过开关连接在运算放大器的输入端，开关的作用在于选择两组惠斯通电桥中的一组作为检测电桥，间接具有选择测量量程的作用；运算放大器经过放大信号幅值后输出，运算放大器的输出端连接在功率放大器的输入端上，功率放大器的输出端连接在信号反馈线圈上，反馈线圈的另一端串接待测电阻，待测电阻的另一端接地。

作为优选，所述的通量引导器采用镍系、钴系或铁系软磁材料制成。

作为优选，所述的磁敏电阻选用巨磁阻电阻或隧道结磁电阻。

作为优选，所述信号反馈线圈采用非磁性、低阻值、良导电性的金属银、铜、铝、金钛或其合金制成。

本实用新型通过在推拉式垂直灵敏的磁传感器芯片设置芯上在位信号反馈线圈，当通有反馈电流时信号反馈线圈上方的两对磁敏电阻敏感轴方向上产生大小相等方向相反的磁场信号，分别抵消原信号磁场，而形成闭环式反馈结构，有效改善传感器输出线性度，提高测量精度，降低功耗；还可以利用两组磁敏电阻距通量引导器间距不同，进而使得两组磁敏电阻接收的水平方向磁场分量不同，六个相同的磁敏电阻形成的两对推拉式电桥实现分别对大磁场和小磁场不同量程检测的目的。

附图说明

图1为本实用新型实施例一结构示意图；

图2为本实用新型实施例一总体系统结构图；

图3为本实用新型实施例一中外磁场作用下通量引导器诱导垂直磁场示意图；

图4为本实用新型实施例一中推拉式惠斯通电桥示意图；

图5为本实用新型实施例一中在信号反馈线圈作用下反馈磁场抵消原磁场的示意图；

图6为本实用新型实施例一中在信号反馈线圈作用下惠斯通电桥状的态示意图；

图7为本实用新型实施例二结构示意图；

图8为本实用新型实施例二总体系统结构图；

图9为本实用新型实施例二中外磁场作用下通量引导器诱导垂直磁场示意图；

图10为本实用新型实施例二中推拉式惠斯通电桥示意图；

图11为本实用新型实施例二中在信号反馈线圈作用下反馈磁场抵消原磁场的示意图；

图12为本实用新型实施例二中在信号反馈线圈作用下惠斯通电桥状的态示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1所示，一种闭环式芯上反馈的宽量程垂直灵敏磁传感器包括硅基衬底1、通量引导器2、四个相同的磁敏电阻3以及一个信号反馈线圈4、运算放大器和功率放大器。

通量引导器2为长条形结构，与四个磁敏电阻3均设置在同一硅基衬底1上，通量引导器2的正下方设置两个被屏蔽的用于参考的磁敏电阻，通量引导器2左右两侧各设置有一个磁敏电阻，这两个磁敏电阻关于通量引导器2左右对称，这两个磁敏电阻3的敏感轴方向处于同一水平线且方向一致，均垂直于通量引导器2左右两侧面。

如图3所示，通量引导器2将垂直磁场信号诱导到平面内方向，在其两侧的磁敏电阻处产生一个面内磁场分量，且在两个磁敏电阻敏感轴方向上产生的信号磁场分量大小相等、方向相反。

如图4所示，通量引导器2左右两侧对称的磁敏电阻组成一组半桥，通量引导器2正下方设置的两个被屏蔽的用于参考的磁敏电阻3组成另一组半桥，四个磁敏电阻3共同组成一个推拉输出的惠斯通电桥结构。

如图5所示，信号反馈线圈4为U型结构，该U型结构的两个边相互平行，U型结构设置在磁敏电阻的下方的硅基衬底1上，U型结构的信号反馈线圈4两平行边分别设置在通量引导器2左右两侧的磁敏电阻的正下方，通反馈电流时的信号反馈线圈4在通量引导器两侧磁敏电阻的敏感轴方向上处产生大小相等方向相反的磁场信号。

如图2所示，信号反馈线圈4的输出端与接地端之间设置有一个检测电阻；惠斯通电桥的输出端连接在运算放大器的输入端，运算放大器的输出端连接在功率放大器上的输入端，功率放大器的输出端连接在信号反馈线圈4上并形成闭环反馈结构。

本实施中通量引导器2采用镍系、钴系或铁系软磁材料制成。软磁材料有着很强的导磁能力尤其以软磁合金为先如镍铁或钴铁材料等。磁敏电阻3选用巨磁阻电阻或隧道结磁电阻。巨磁阻电阻或隧道结磁电阻均具有双极性的特性，便于推拉式电桥形成与测量。信号反馈线圈4采用非磁性、低阻值、良导电性金属银、铜、铝或金制成。避免高阻值金属发热造成传感器损坏。

本实施例中选用的运算放大器为ADI公司的AD623型号，运算放大器的作用是放大传感器的输出电压值，因为传感器芯片产生的电压属于微小电压一般为毫伏级别，不便于后续处理。运算放大器的放大倍数最大可放大1000倍，调节适当放大倍数便于信号分析处理、测量。

本实施例中功率放大器可选取美国国家半导体的LM3886款的功率放大器，功率放大器顾名思义是放大功率使用，最主要的是放大电流，本实用新型中功率放大器提高传感器输出信号的驱动能力，驱动信号反馈线圈4。

本实施例中通量引导器2一方面能够在垂直方向的Z轴磁场作用下在水平面内产生漏磁磁场分量，同时能屏蔽和减少水平方向上磁场分量的干扰；漏磁在左右两对磁敏电阻3处产生不同方向的磁场分量，两对磁敏电阻3的磁电阻阻值发生不同大小的改变使惠斯通电桥形成推拉输出；惠斯通电桥输出的差分电压经运算放大模块和功率放大模块转换成电流信号作用到信号反馈线圈4上，信号反馈线圈4两平行边通有反馈电流后产生环形感生磁场，该环形感生磁场顶部的水平切线的磁场分量反作用于通量引导器2在水平面内产生漏磁磁场分量，进而抵消被测磁场，直至磁敏电阻3在其敏感轴方向上接收的磁场强度趋近于零，此时惠斯通电桥处于平衡状态，再测量反馈线圈上串接的待测电阻Rm两端的电压即可得到反馈电流大小；反馈电流与被测磁场成一定比例关系，通过测得的反馈电流大小进一步获得被测磁场的大小。

如图6所示，在R1、R2、R3和R4组成的推拉式电桥中，当传感器受到垂直于硅基衬底1上的磁场时，通量引导器2将该磁场分解成R1和R2水平敏感轴方向上，R3和R4由于受到屏蔽阻值不变，由于形成的推拉结构R1和R2电阻的阻值一个增大另一个减小，且增大与减小的电阻阻值相同，假设受待测磁场的影响下，磁敏电阻3的阻值变化量为ΔR，此时电桥的输出为

由于信号反馈线圈4的存在，当传感器输出电信号后在信号反馈线圈4上产生反馈电流，反馈电流产生反馈磁场，反馈磁场反作用于磁敏电阻3上抵消原磁场，进而使得磁敏电阻3所受合磁场近乎为零，达到平衡状态。

零磁通测量形成的反馈系统能够跟踪到0.2微秒，即频率可达5MHZ；反馈系统有效减少外界干扰提高线性度即大大提高测量的精准性。

实施例二：

如图7所示，本实施例与实施例一不同点在于：通量引导器2的左右两侧设置两对磁敏电阻，两对磁敏电阻均关于通量引导器左右两侧互相对称；六个磁敏电阻均为相同规格且并排平行放置。

如图8与10所示，靠近通量引导器2左右两侧面的一对磁敏电阻与通量引导器2正下方设置的两个被屏蔽的用于参考的磁敏电阻形成一个推拉输出的惠斯通电桥结构，该电桥检测的磁场分量大，敏感度高，可用于小量程垂直平面的磁场信号检测，远离通量引导器2左右两侧的另一对磁敏电阻与通量引导器2正下方设置的两个被屏蔽的用于参考的磁敏电阻3形成另一个推拉输出的惠斯通电桥结构，该电桥检测的磁场分量小，敏感度低，可用于大量程垂直平面的磁场信号检测，两对惠斯通电桥设计满足传感器芯片对垂直平面的磁场信号不同量程的检测需求。

其中R1、R2、R3和R4组成一组惠斯通电桥，其中R1与R2连接形成一组半桥，R3和R4连接形成另一组半桥。R1与R3之间提供电源电压，R2和R4连接处接地。R1与R2连接处以及R3和R4连接处引出传感器输出端；

R5、R6、R3和R4组成一组惠斯通电桥，其中R5与R6连接形成一组半桥，R3和R4连接形成另一组半桥。R5与R3之间提供电源电压，R6和R4连接处接地。R5与R6连接处以及R3和R4连接处引出传感器输出端。

两个惠斯通电桥的输出端均通过开关连接在运算放大器的输入端，(开关的作用在于选择两组惠斯通电桥中的一组作为检测电桥，间接具有选择测量量程的作用)运算放大器经过放大信号幅值后输出，运算放大器的输出端连接在功率放大器的输入端上，功率放大器的输出端连接在信号反馈线圈上，反馈线圈的另一端串接待测电阻Rm，待测电阻Rm的另一端接地。

如图11所示，远离通量引导器2左右两侧的一对磁敏电阻3下方设置另一信号反馈线圈4，通电的信号反馈线圈4在两个磁敏电阻的敏感轴方向上产生大小相等方向相反的磁场信号。

如图9所示，通量引导器2在垂直方向的Z轴磁场作用下在水平面内产生漏磁磁场分量，该漏磁分量分别对分布在通量引导器2左右两侧的磁敏电阻进行作用。同样地假设垂直向上的均匀磁场H，在均匀磁场H的作用下通量引导器2上下表面均匀分布有正负磁荷，距离通量引导器2较近的磁敏电阻3接收较强的磁场分量，距离通量引导器2较远的磁敏电阻接收较弱的磁场分量。

处于通量引导器2下方的磁敏电阻被软磁材料通量引导器2覆盖屏蔽，不受外界磁场的影响，此时被屏蔽的两个磁敏电阻作为参考电阻，分别与通量引导器2左右两侧的磁敏电阻形成电桥结构。即R1,R2,R3,R4形成一组推拉式电桥，R3,R4,R5,R6形成另一组推拉式电桥。

当被测的垂直磁场较小时，利用靠近通量引导器2两侧的磁敏电阻R1和R2，通量引导器2将垂直磁场转化为水平方向的磁场，同时形成的R1,R2,R3,R4推拉式电桥也形成推拉结构。此时的电桥输出灵敏度为：

由式中可知本实施例中传感器的灵敏度是四臂推拉式电桥中传感器的灵敏度的二分之一。但是该种方式做成的传感器芯片体积更小，更符合符合现代传感器对小型化的要求。

如果被测磁场较大时，利用远离通量引导器2两侧的磁敏电阻R5和R6和被屏蔽的R3和R4形成惠斯通电桥结构。此时由于R5和R6距离通量引导器2较远，此时通量引导器2在此处的水平磁场强度较小，因此该处水平漏磁远小于R1和R2处的漏磁，适合用于对较大磁场的检测。

如图12所示，在R5、R6、R3和R4组成的推拉式电桥中，当传感器受到垂直于硅基衬底1上的磁场时，通量引导器2将该磁场分解成R5和R6水平敏感轴方向上，R3和R4由于受到屏蔽阻值不变，由于形成的推拉结构R5和R6电阻的阻值一个增大另一个减小，且增大与减小的电阻阻值相同，假设受待测磁场的影响下，磁敏电阻3的阻值变化量为ΔR¹,此时电桥的输出为

由于信号反馈线圈4的存在，当传感器输出电信号后在信号反馈线圈4上产生反馈电流，反馈电流产生反馈磁场，反馈磁场反作用于磁敏电阻3上抵消原磁场，进而使得磁敏电阻3所受合磁场近乎为零，达到平衡状态。

值得说明的是：附图4、附图6、附图10和附图12中斜条状填充箭头指向表示磁敏电阻3所受原磁场的方向；网状线填充箭头指向表示信号反馈线圈4产生的反馈磁场的方向。

芯上在位反馈结构相较于传统的外界电路系统反馈结构，所需要的反馈电流大大降低，线圈阻抗也大大减小，进而极大程度降低了传感器系统的功耗。

本实用新型的优点在于通过在推拉式垂直灵敏的磁传感器芯片设置芯上在位信号反馈线圈，当通有反馈电流时信号反馈线圈4上方的两对磁敏电阻3敏感轴方向上产生大小相等方向相反的磁场信号，分别抵消原信号磁场，而形成闭环式反馈结构，有效改善传感器输出线性度，提高测量精度，降低功耗；利用两组磁敏电阻距通量引导器2间距不同，进而使得两组磁敏电阻3接收的水平方向磁场分量不同，六个相同的磁敏电阻3形成的两对推拉式电桥实现分别对大磁场和小磁场不同量程检测的目的。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.闭环式芯上反馈的宽量程垂直灵敏磁传感器， 包括硅基衬底、通量引导器、四个相同的磁敏电阻、一个信号反馈线圈、运算放大器和功率放大器；

其特征在于：所述的通量引导器为长条形结构，与四个磁敏电阻均设置在同一硅基衬底上，通量引导器的正下方设置两个被屏蔽的用于参考的磁敏电阻，通量引导器左右两侧各设置有一个磁敏电阻，这两个磁敏电阻关于通量引导器左右对称，这两个磁敏电阻的敏感轴方向处于同一水平线且方向一致，均垂直于通量引导器左右两侧面；通量引导器将垂直磁场信号诱导到平面内方向，在其两侧的磁敏电阻处产生一个面内磁场分量，且在两个磁敏电阻敏感轴方向上产生的信号磁场分量大小相等、方向相反；

所述的通量引导器左右两侧对称的磁敏电阻组成一组半桥，通量引导器正下方设置的两个被屏蔽的用于参考的磁敏电阻组成另一组半桥，四个磁敏电阻共同组成一个推拉输出的惠斯通电桥结构；信号反馈线圈为两边相互平行的U型结构，信号反馈线圈设置在磁敏电阻的下方的硅基衬底上，信号反馈线圈两平行边分别设置在通量引导器左右两侧的磁敏电阻的正下方，通反馈电流时的信号反馈线圈在通量引导器两侧磁敏电阻的敏感轴方向上处产生大小相等方向相反的磁场信号；

所述的信号反馈线圈的输出端与接地端之间设置有一个检测电阻；惠斯通电桥的输出端连接在运算放大器的输入端，运算放大器的输出端连接在功率放大器上的输入端，功率放大器的输出端连接在信号反馈线圈上并形成闭环反馈结构。

2.根据权利要求1所述的闭环式芯上反馈的宽量程垂直灵敏磁传感器，其特征在于：所述的通量引导器采用镍系、钴系或铁系软磁材料制成。

3.根据权利要求1所述的闭环式芯上反馈的宽量程垂直灵敏磁传感器，其特征在于：所述的磁敏电阻选用巨磁阻电阻或隧道结磁电阻。

4.根据权利要求1所述的闭环式芯上反馈的宽量程垂直灵敏磁传感器，其特征在于：所述信号反馈线圈采用非磁性、低阻值、良导电性的金属银、铜、铝、金钛或其合金制成。

5.闭环式芯上反馈的宽量程垂直灵敏磁传感器，包括硅基衬底、通量引导器、六个相同的磁敏电阻、两个信号反馈线圈、运算放大器和功率放大器；其特征在于：所述的通量引导器为长条形结构，与六个磁敏电阻均设置在同一硅基衬底上，通量引导器的正下方设置两个被屏蔽的用于参考的磁敏电阻，通量引导器左侧和右侧分别设置两个磁敏电阻，靠近通量引导器左右两侧边的两个磁敏电阻组成一对，远离通量引导器左右两侧边的两个磁敏电阻组成一对，每一对磁敏电阻均关于通量引导器左右对称，六个磁敏电阻敏感轴方向相同，通量引导器与六个磁敏电阻的位置配置可检测垂直平面的磁场信号；两个信号反馈线圈均为U型结构，一个U型结构的反馈线圈设置在靠近通量引导器左右两侧边一对磁敏电阻下方的硅基衬底上，另一个U型结构的反馈线圈设置在远离通量引导器左右两侧边的一对磁敏电阻下方的硅基衬底上，该U形结构的两个边互相平行，分别设置在通量引导器两侧两对磁敏电阻的正下方；靠近通量引导器的一对磁敏电阻与通量引导器正下方设置的两个被屏蔽的用于参考的磁敏电阻形成一个推拉输出的惠斯通电桥结构，用于小量程垂直平面的磁场信号的检测；远离通量引导器的一对磁敏电阻与通量引导器正下方设置的两个被屏蔽的用于参考的磁敏电阻形成另一个推拉输出的惠斯通电桥结构，用于大量程垂直平面的磁场信号的检测；两对惠斯通电桥结构设计满足传感器芯片对垂直平面的磁场信号不同量程检测的需求；

所述的通量引导器将垂直磁场信号诱导到平面内方向上并在通量引导器左右两侧的两对磁敏电阻敏感轴方向上分别产生漏磁分量，垂直磁场信号经过通量引导器诱导后，分别在第一对磁敏电阻敏感轴方向上产生大小相等、方向相反的漏磁分量，在第二对磁敏电阻敏感轴方向上产生大小相等、方向相反的漏磁分量；通反馈电流时，靠近通量引导器左右两侧边的一对磁敏电阻下方的信号反馈线圈在其上方的两磁敏电阻的敏感轴方向上产生抵消该磁敏电阻敏感轴方向的漏磁分量反馈磁场；远离通量引导器左右两侧边的一对磁敏电阻下方的信号反馈线圈在其上方的两磁敏电阻的敏感轴方向上产生抵消该磁敏电阻敏感轴方向的漏磁分量反馈磁场；

两个惠斯通电桥的输出端均通过开关连接在运算放大器的输入端，开关的作用在于选择两组惠斯通电桥中的一组作为检测电桥，间接具有选择测量量程的作用；运算放大器经过放大信号幅值后输出，运算放大器的输出端连接在功率放大器的输入端上，功率放大器的输出端连接在信号反馈线圈上，反馈线圈的另一端串接待测电阻，待测电阻的另一端接地。

6.根据权利要求5所述的闭环式芯上反馈的宽量程垂直灵敏磁传感器，其特征在于：所述的通量引导器采用镍系、钴系或铁系软磁材料制成。

7.根据权利要求5所述的闭环式芯上反馈的宽量程垂直灵敏磁传感器，其特征在于：所述的磁敏电阻选用巨磁阻电阻或隧道结磁电阻。

8.根据权利要求5所述的闭环式芯上反馈的宽量程垂直灵敏磁传感器，其特征在于：所述信号反馈线圈采用非磁性、低阻值、良导电性的金属银、铜、铝、金钛或其合金制成。

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