CN214845720U - 一种多通道霍尔阵列传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多通道霍尔阵列传感器，其结构包括碳纤维工装板、霍尔芯片和薄膜热电阻等，该碳纤维工装板上均匀分布若干条走线槽和设置在每条走线槽端部的安装槽，每个安装槽内均设有霍尔芯片和薄膜热电阻，霍尔芯片的接线和薄膜热电阻的电源线均通过对应的走线槽接出碳纤维工装板，最后用环氧树脂进行封装固化。因此，这种多通道霍尔阵列传感器具有对磁场敏感、结构简单、温度稳定性好等特点，既可以同时测量多点磁场得到空间分布数据，又可以实时采集动态磁场值而测得磁场的变化情况。通过温度测量反馈对磁场测量值进行温度补偿可提高准确度。

Description

一种多通道霍尔阵列传感器

技术领域

本实用新型涉及一种霍尔阵列传感器，具体是一种用于同时多点测量空间磁场的多通道霍尔阵列传感器。

背景技术

近些年来，永磁材料得到了广泛的应用，小到硬盘、相机，大到汽车、飞机等，人们的生活已经离不开永磁材料，既使得我们的电子产品如手机尺寸变得越来越小，又使得各类永磁电机性能大大改善；同时，永磁材料还广泛应用在新能源汽车、风力发电、磁悬浮列车以及航空航天器等高端领域，应用永磁材料的目的是产生工作磁场，而工作磁场的稳定性、可靠性又直接影响产品的性能。因此，准确测量磁场是保证产品设计、试验、检验的重要手段。目前普遍使用的高斯计、磁强计等磁场测量设备都是进行磁场的静态、单点测量，难以反应磁场的动态、分布等情况。如在电磁流量计、电磁铁等很多应用场合中，工作磁场为交变磁场，或者对空间分布有要求，这就需要通过一种阵列传感器来实时或者多点测量磁场。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是完善现有技术的不足而提供一种多通道霍尔阵列传感器，该霍尔阵列传感器相比现有的测量仪器具有可多点测量、准确度高等特点，而通过这种霍尔阵列传感器既可以实时测量动态磁场，又可以测量静态磁场空间分布。

本实用新型的技术问题通过以下技术方案实现：

一种多通道霍尔阵列传感器，包括碳纤维工装板，所述的碳纤维工装板上设有若干条走线槽，每条走线槽的端部均设有安装槽，每个安装槽内均设有固定封装的霍尔芯片和薄膜热电阻，该霍尔芯片的接线和薄膜热电阻的电源线均通过对应的走线槽接出碳纤维工装板。

所述的霍尔芯片靠近安装槽的外端安装，薄膜热电阻靠近安装槽的内端安装，该霍尔芯片与薄膜热电阻之间预留间距。

所述的安装槽是由上层槽和下层槽构成，该上层槽的槽宽大于下层槽的槽宽，在上层槽内设置薄膜热电阻，下层槽内设置霍尔芯片。

所述的霍尔芯片安装在下层槽内与所述碳纤维工装板平行。

所述的每条走线槽内的接线和电源线，以及每个安装槽内的霍尔芯片和薄膜热电阻均由环氧树脂固定封装在碳纤维工装板上。

所述的若干条走线槽相互独立不交接。

所述的碳纤维工装板、霍尔芯片和薄膜热电阻均由无磁材料制成。

与现有技术相比，本实用新型主要设计了一种用于测量磁场分布的多通道霍尔阵列传感器，其结构包括碳纤维工装板、走线槽、安装槽、霍尔芯片和薄膜热电阻等，该碳纤维工装板上均匀分布有若干条走线槽和设置在每条走线槽端部的安装槽，在每个安装槽内均设有霍尔芯片和薄膜热电阻，该霍尔芯片的接线和薄膜热电阻的电源线均通过对应的走线槽接出碳纤维工装板，最后用环氧树脂进行封装固化。因此，这种多通道霍尔阵列传感器具有对磁场敏感、结构简单、温度稳定性好等特点，既可以同时测量多点磁场得到空间分布数据，又可以实时采集动态磁场值而测得磁场的变化情况。通过温度测量反馈对磁场测量值进行温度补偿可提高准确度。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

图2为图1的A处放大图。

图3为图1的右视图。

图4为图3的B处放大图。

图5为安装槽的结构示意图。

具体实施方式

下面将按上述附图对本实用新型实施例再作详细说明。

如图1~图5所示，1.碳纤维工装板、2.走线槽、3.安装槽、31.上层槽、32.下层槽、4.霍尔芯片 5.薄膜热电阻。

一种多通道霍尔阵列传感器，可以同时测量多点磁场得到空间分布数据，也可以实时采集动态磁场值而测得磁场的变化情况，其结构主要包括方形的碳纤维工装板1、霍尔芯片4和薄膜热电阻5等，它们均由无磁材料制成。

其中，碳纤维工装板1采用碳纤维材料，整体应保持平整，不能出现弯曲现象，这是由于碳纤维工装板1是悬空使用的，且还需保持平稳，而采用碳纤维材料正是因为其具有很轻的重量，不会因自重弯曲变形，另外碳纤维本身具有一定的抗弯能力，是一种轻质硬质又无磁的好材料。

所述的碳纤维工装板1上设有若干条走线槽2，该若干条走线槽相互独立不交接，如图1所示每条走线槽2均设计呈“L”字型，而若干条“L”字型的走线槽按照等距偏移的方式铺设在碳纤维工装板1的正面。

每条走线槽2的端部均设有安装槽3，每个安装槽内均设有固定封装的霍尔芯片4和薄膜热电阻5，具体结构如图2所示：霍尔芯片4靠近安装槽3的外端安装，薄膜热电阻5靠近安装槽3的内端安装，该霍尔芯片4与薄膜热电阻5之间预留间距。

同时，安装槽3分上、下两层，也就是如图3~图5所示由上层槽31和下层槽32构成，该上层槽31的槽宽大于下层槽32的槽宽，并在上层槽31内设置薄膜热电阻5，其深度与薄膜热电阻的厚度相同；下层槽32内设置霍尔芯片4，其距离上层槽31的深度与霍尔芯片的厚度相同，这样的安装方式既有效保护了霍尔芯片4，又能提升薄膜热电阻5的工作性能。

所述的霍尔芯片4采用对磁场敏感、具有较好温度稳定性的砷化镓半导体材料，该霍尔芯片4还具有结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，而砷化镓半导体材料具有低温漂的特性。

所述的霍尔芯片4安装在下层槽32时还需与碳纤维工装板1平行，且各下层槽32内的霍尔芯片4都应尽可能平行安装。

所述的薄膜热电阻5采用如PT100铂热电阻，所有的霍尔芯片4都存在温度不稳定性，而且通常非线性的，如要提高霍尔传感器的准确性，就要对其进行温度补偿，因此采用薄膜热电阻5不仅可以准确测量环境温度而为霍尔传感器提供修正温度，也不会因体积、质量等原因影响整体结构。

所述的薄膜热电阻5安装在上层槽31的同时即与霍尔芯片4保持一定的间距，避免其电流回路产生磁场影响。

所述的霍尔芯片4具有四根接线，其中两根接线输入供电电路，另外两根接线输出霍尔电压；所述的薄膜热电阻5具有两根电源线，该两根电源线输入供电电流的同时输出电压。而霍尔芯片4的四根接线和薄膜热电阻5的两根电源线均通过对应的走线槽2接出碳纤维工装板1。

待每个安装槽3内均安装好霍尔芯片4和薄膜热电阻5，以及将四根接线和两根电源线布置在走线槽2内，则每条走线槽2内的接线和电源线，以及每个安装槽3内的霍尔芯片4和薄膜热电阻5均由环氧树脂固定封装在碳纤维工装板1上以实现封装固化，因霍尔芯片4易损坏，环氧树脂封装时应小心并完全封装。

本实用新型采用的霍尔芯片4具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，而对应每个霍尔芯片4配置的薄膜热电阻5，能够进行测温以反馈给霍尔芯片，使其通过温度补偿进一步提高准确性。而且，该霍尔阵列传感器相比现有的测量仪器具有可多点测量、准确度高等特点，通过这种霍尔阵列传感器既可以实时测量动态磁场，又可以测量静态磁场空间分布。

以上所述仅是本实用新型的具体实施例，本领域技术人员应该理解，任何与该实施例等同的结构设计，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多通道霍尔阵列传感器，包括碳纤维工装板（1），其特征在于所述的碳纤维工装板（1）上设有若干条走线槽（2），每条走线槽的端部均设有安装槽（3），每个安装槽内均设有固定封装的霍尔芯片（4）和薄膜热电阻（5），该霍尔芯片（4）的接线和薄膜热电阻（5）的电源线均通过对应的走线槽（2）接出碳纤维工装板（1）。

2.根据权利要求1所述的一种多通道霍尔阵列传感器，其特征在于所述的霍尔芯片（4）靠近安装槽（3）的外端安装，薄膜热电阻（5）靠近安装槽（3）的内端安装，该霍尔芯片（4）与薄膜热电阻（5）之间预留间距。

3.根据权利要求2所述的一种多通道霍尔阵列传感器，其特征在于所述的安装槽（3）是由上层槽（31）和下层槽（32）构成，该上层槽（31）的槽宽大于下层槽（32）的槽宽，在上层槽（31）内设置薄膜热电阻（5），下层槽（32）内设置霍尔芯片（4）。

4.根据权利要求1所述的一种多通道霍尔阵列传感器，其特征在于所述的霍尔芯片（4）安装在下层槽（32）内与所述碳纤维工装板（1）平行。

5.根据权利要求1所述的一种多通道霍尔阵列传感器，其特征在于所述的每条走线槽（2）内的接线和电源线，以及每个安装槽（3）内的霍尔芯片（4）和薄膜热电阻（5）均由环氧树脂固定封装在碳纤维工装板（1）上。

6.根据权利要求1所述的一种多通道霍尔阵列传感器，其特征在于所述的若干条走线槽（2）相互独立不交接。

7.根据权利要求1所述的一种多通道霍尔阵列传感器，其特征在于所述的碳纤维工装板（1）、霍尔芯片（4）和薄膜热电阻（5）均由无磁材料制成。

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