KR20160004979A

KR20160004979A - 직교형 플럭스게이트 센서

Info

Publication number: KR20160004979A
Application number: KR1020150179814A
Authority: KR
Inventors: 김대호; 박은태
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2016-01-13

Abstract

본 발명의 제1 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서는 평평한 판 형태의 자성체 코어; 및 상기 자성체 코어를 솔레노이드 형태로 감싸는 제1 코일 및 제2 코일;을 포함하며, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 서로 직교하도록 배치되고, 상기 제1 코일에 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제2 코일에 교류 전압계가 연결되고, 상기 제2 코일에 상기 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제1 코일에 상기 교류 전압계가 연결될 수 있다.

Description

직교형 플럭스게이트 센서{Othogonal type fluxgate sensor}

본 발명은 직교형 플럭스게이트 센서에 관한 것이다.

플럭스게이트 센서는 강자성 물질이 투자율(permeability)이 강한 자기장에서 포화되는 특성을 활용해 비교적 약한 외부 자기장의 크기를 측정하는 자기장 센서의 한 종류이다.

플럭스게이트 센서는 지구자기장의 정밀 측정용 센서로서 천체 및 우주공간의 자기장 측정을 위해 우주선 및 인공위성에 폭넓게 활용되고 있다.

또한, 플럭스게이트 센서는 스마트폰, 네비게이션 등의 휴대용 전자기기의 전자나침반으로도 사용할 수 있다.

휴대용 전자기기의 전자나침반은 지구 자기장을 감지해 스마트폰, 네비게이션 기기 등의 방향을 알려주어 GPS 방식의 위치추적의 단점을 극복할 수 있는 방법을 제공한다.

현재 대부분 휴대용 전자기기의 전자나침반에 적용되는 지자기 센서는 정밀도와 분해능에 대한 요구를 만족시키면서 저비용 생산과 저전력 구동을 실현한 MR효과 센서, MI센서, 로렌츠힘을 기반으로 한 Resonator센서 및 홀센서가 대표적이다.

현재 이들 센서의 개발 방향은 나날이 다양해지는 앱의 개발과 증강현실, 게임 컨트롤러, 실내 내비게이션 등의 새로운 요구를 충족시키기 위한 보다 정밀한 분해능과 효율적인 초기화 성능의 개선이다.

플럭스게이트 센서는 뛰어난 분해능과 효율적인 초기화 성능을 지녔으므로 소자의 소형화와 저전력 구동을 실현하면 휴대용 전자기기 등에서 널리 활용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 목적은, 자성체 코어와 서로 직교하는 2개의 코일 구조를 활용하는 직교형 플럭스게이트 센서를 제공하는 것이다.

또한, 자성체 코어와 서로 직교하는 2개의 코일 구조를 PCB 기판 또는 반도체 웨이퍼에 적용한 직교형 플럭스게이트 센서를 제공하는 것이다.

또한, 서로 직교하는 2개의 코일이 자기장 발생 코일과 검출 코일의 역할을 서로 번갈아가며 수행함으로써 구조가 간단하고 소형화가 가능한 직교형 플럭스게이트 센서를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 자성체 코어의 평면 형상은 정사각형, 직사각형, 원형 또는 타원형 중 어느 하나의 형상일 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 자성체 코어는 상기 자성체 코어의 두께 방향의 자기장보다 상기 자성체 코어의 평면 방향의 자기장에 대하여 더 낮은 반자화 특성을 가질 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서는 평평한 판 형태의 자성체 코어; 및 상기 자성체 코어의 상측에 배치되고, 상기 자성체 코어에 반복하여 직교 형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 구비되는 제1 코일; 및 상기 자성체 코어의 하측에 배치되고, 상기 자성체 코어에 반복하여 직교 형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 구비되는 제2 코일;을 포함하며, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 서로 직교하도록 배치되고, 상기 제1 코일에 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제2 코일에 교류 전압계가 연결되고, 상기 제2 코일에 상기 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제1 코일에 상기 교류 전압계가 연결될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 자성체 코어의 평면 형상은 정사각형, 직사각형, 원형 또는 타원형 중 어느 하나의 형상일 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 자성체 코어는 상기 자성체 코어의 두께 방향의 자기장보다 상기 자성체 코어의 평면 방향의 자기장에 대하여 더 낮은 반자화 특성을 가질 수 있다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 자성체 코어는, 상기 제1 코일에서 동일한 방향으로 전류가 흐르는 영역과 상기 제2 코일에서 동일한 방향으로 전류가 흐르는 영역 내에 위치할 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서는 자성체 코어가 형성된 제1 기판; 상기 제1 기판의 상부와 하부에 각각 적층되며, 상기 자성체 코어를 솔레노이드 형태로 감싸도록 제1 코일이 형성되는 제2 기판 및 제3 기판; 및 상기 제2 기판의 상부와 상기 제3 기판의 하부에 각각 적층되며, 상기 자성체 코어를 솔레노이드 형태로 감싸도록 제2 코일이 형성되는 제4 기판 및 제5 기판;을 포함하며, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 서로 직교하고, 상기 제1 코일에 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제2 코일에 교류 전압계가 연결되고, 상기 제2 코일에 상기 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제1 코일에 상기 교류 전압계가 연결될 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 자성체 코어는 평평한 판 형태일 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 자성체 코어는 상기 자성체 코어의 두께 방향의 자기장보다 상기 자성체 코어의 평면 방향의 자기장에 대하여 더 낮은 반자화 특성을 가질 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 자성체 코어의 평면 형상은 정사각형, 직사각형, 원형 또는 타원형 중 어느 하나의 형상일 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 제2 기판 및 상기 제3 기판에는 각각 도전성 패턴이 형성되고, 각각의 상기 도전성 패턴의 단부가 서로 연결되어 솔레노이드 형태로 상기 제1 코일을 구성하도록 상기 제1 기판 내지 상기 제3 기판에는 제1 비아홀이 형성될 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 제4 기판 및 상기 제5 기판에는 각각 도전성 패턴이 형성되고, 각각의 상기 도전성 패턴의 단부가 서로 연결되어 솔레노이드 형태로 상기 제2 코일을 구성하도록 상기 제1 기판 내지 상기 제5 기판에는 제2 비아홀이 형성될 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 제4 기판 또는 상기 제5 기판에는 상기 제1 코일 또는 상기 제2 코일에 전류를 인가하기 위한 전극 패턴이 구비될 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서는 자성체 코어가 형성된 제1 기판; 상기 제1 기판의 상부에 적층되며, 상기 자성체 코어에 반복하여 직교 형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 제1 코일이 패터닝되는 제2 기판; 및 상기 제1 기판의 하부에 적층되며, 상기 자성체 코어에 반복하여 직교 형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 제2 코일이 패터닝되는 제3 기판;을 포함하며, 상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 서로 직교하도록 상기 제2 기판 및 상기 제3 기판에 각각 패터닝되고, 상기 제1 코일에 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제2 코일에 교류 전압계가 연결되고, 상기 제2 코일에 상기 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제1 코일에 상기 교류 전압계가 연결될 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 자성체 코어는 평평한 판 형태일 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 자성체 코어는 상기 자성체 코어의 두께 방향의 자기장보다 상기 자성체 코어의 평면 방향의 자기장에 대하여 더 낮은 반자화 특성을 가질 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 자성체 코어의 평면 형상은 정사각형, 직사각형, 원형 또는 타원형 중 어느 하나의 형상일 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 자성체 코어는, 상기 제1 코일에서 동일한 방향으로 전류가 흐르는 영역과 상기 제2 코일에서 동일한 방향으로 전류가 흐르는 영역 내에 위치할 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 상기 자성체 코어는, 스파이럴 형태로 패터닝되는 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일의 시작점과 끝점 사이에 위치할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에 의하면, 자성체 코어와 서로 직교하는 2개의 코일 구조를 활용하는 직교형 플럭스게이트 센서를 형성할 수 있다.

또한, 자성체 코어와 서로 직교하는 2개의 코일 구조를 PCB 기판 또는 반도체 웨이퍼에 적용하여 직교형 플럭스게이트 센서를 형성할 수 있다.

또한, 서로 직교하는 2개의 코일이 자기장 발생 코일과 검출 코일의 역할을 서로 번갈아가며 수행함으로써 구조가 간단하고 소형화가 가능할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 개략도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 개략도.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 개략 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 개략 분해 사시도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에서 자성체 코어의 위치를 나타낸 평면도.
도 6a 내지 도 6d는 자성체 코어의 변형예를 나타낸 사시도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경 또는 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서는 자성체 코어(110), 상기 자성체 코어(110)를 솔레노이드 형태로 감싸는 제1 코일(C1) 및 제2 코일(C2)을 포함할 수 있다.

상기 자성체 코어(110)는 평평한 판 형태일 수 있으며, 상기 자성체 코어(110)의 평면 형상은 정사각형, 직사각형, 원형 또는 타원형 중 어느 하나의 형상일 수 있다.

상기 자성체 코어(110)는 잔류 자화가 작고 투자율(Permeability)이 높은 연자성체(Soft Magnetic)일 수 있으며, 스피넬형 페라이트(Spinel Type Ferrite)와 아몰퍼스(Amorphous) 합금 등이 사용될 수 있다.

상기 자성체 코어(110)는 외부 자기장을 인가하였을 때 자화되고, 외부 자기장을 제거하면 자화가 소실될 수 있다.

상기 자성체 코어(110)는 가로 길이(x 축 방향 길이) 또는 세로 길이(y 축 방향 길이)에 비하여 두께 방향(z 축 방향)으로 얇게 형성될 수 있다.

따라서, 상기 자성체 코어(110)는 상기 자성체 코어(110)의 두께 방향(z축 방향)의 자기장보다 상기 자성체 코어(110)의 평면 방향(x-y 평면 방향)의 자기장에 대하여 더 낮은 반자화(Demagnetization) 특성을 가질 수 있다.

상기 자성체 코어(110)는 상기 제1 코일(C1)에 의해 유도된 x축 방향으로의 자기장 또는 상기 제2 코일(C2)에 의해 유도된 y 축 방향으로의 자기장에 의해 쉽게 자화될 수 있다.

상기 제1 코일(C1) 및 상기 제2 코일(C2)은 상기 자성체 코어(110)를 솔레노이드 형태로 감싸도록 구비되고, 상기 제1 코일(C1)과 상기 제2 코일(C2)은 서로 직교하도록 배치될 수 있다.

상기 제1 코일(C1)과 상기 제2 코일(C2)은 교류 전류를 흘려 상기 자성체 코어(110)를 자화시키기 위한 자기장을 발생시키는 자기장 발생 코일일 수 있으나, 이와는 별도로 외부 자기장으로 인한 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)의 변화에 의한 유도 전압을 측정하는 검출 코일일 수도 있다.

즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에서는 상기 제1 코일(C1)과 상기 제2 코일(C2) 중 어느 하나가 자기장 발생 코일로서 기능할 때 나머지 하나는 검출 코일로서 기능할 수 있다.

이를 위하여, 상기 제1 코일(C1)에 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제2 코일(C2)에 교류 전압계가 연결되고, 상기 제2 코일(C2)에 상기 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제1 코일(C1)에 상기 교류 전압계가 연결될 수 있다.

따라서, 상기 제1 코일(C1)과 상기 제2 코일(C2)은 자기장 발생과 자속 변화 감지의 역할을 번갈아가며 수행할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 코일(C1)에 교류 전류를 인가하여 자기장을 발생시킬 경우 상기 제2 코일(C2)은 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)의 변화에 의한 유도 전압을 측정할 수 있고, 상기 제2 코일(C2)에 교류 전류를 인가하여 자기장을 발생시킬 경우 상기 제1 코일(C1)은 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)의 변화에 의한 유도 전압을 측정할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서는 다음과 같이 동작할 수 있다.

도 1을 참조하면, x축 방향의 외부 자기장(지구 자기장)을 측정하는 방법은 다음과 같다.

x축 방향의 외부 자기장이 가해질 때, 상기 자성체 코어(110)는 x축 방향으로 이에 비례하는 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)을 지닌다.

이때, 상기 제2 코일(C2)에 전류가 인가되어 y축 방향으로의 자기장을 상기 자성체 코어(110)에 가하게 된다.

즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에서는, 측정하고자 하는 외부 자기장의 방향(여기서는 x축 방향)과 상기 자성체 코어(110)를 자화시키기 위해 자기장 발생 코일(여기서는 제2 코일(C2))에서 발생하는 자기장의 방향(여기서는 y축 방향)이 서로 직각을 이루게 된다.

상기 제2 코일(C2)에 인가된 전류는 교류 전류이므로, 그 자기장의 방향이 y축 + 방향과 y축 - 방향으로 반복적으로 바뀌게 된다.

상기 제2 코일(C2)에 인가되는 교류 전류의 순간 전류값이 0 일때, 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)은 원래의 값(x축 방향 값)을 유지하게 된다.

상기 제2 코일(C2)에 인가되는 교류 전류의 순간 전류값이 양의 최대값을 가질때, 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)은 y축 방향으로 포화되어 원래의 x축 방향 성분이 급격히 감소하게 된다.

이때, 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)의 x축 방향 성분이 변하게 되고 이에 따른 자속 변화를 상기 제1 코일(C1)로 감지할 수 있다.

상기 제2 코일(C2)에 인가되는 교류 전류의 순간 전류값이 0 과 최대값 사이에서 변할 때마다 상기 자성체 코어(110)의 x축 방향 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)이 바뀌며 이를 상기 제1 코일(C1)에 유도된 전압으로 측정할 수 있다.

이와 같이 측정된 상기 제1 코일(C1)의 전압은 x축 방향의 외부 자기장 크기에 비례하게 된다.

즉, 상기 제1 코일(C1)에 유도된 전압을 측정하여 x축 방향의 외부 자기장을 알아낼 수 있다.

여기서, 상기 교류 전원이 인가되는 상기 제2 코일(C2)은 자기장 발생 코일로서 기능하며, 상기 교류 전압계와 연결되는 상기 제1 코일(C1)은 검출 코일로서 기능할 수 있다.

다음으로, y축 방향의 외부 자기장(지구 자기장)을 측정하는 방법은 다음과 같다.

y축 방향의 외부 자기장이 가해질 때, 상기 자성체 코어(110)는 y축 방향으로 이에 비례하는 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)을 지닌다.

이때, 상기 제1 코일(C1)에 전류가 인가되어 x축 방향으로의 자기장을 상기 자성체 코어(110)에 가하게 된다.

즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에서는, 측정하고자 하는 외부 자기장의 방향(여기서는 y축 방향)과 상기 자성체 코어(110)를 자화시키기 위해 자기장 발생 코일(여기서는 제1 코일(C1))에서 발생하는 자기장의 방향(여기서는 x축 방향)이 서로 직각을 이루게 된다.

상기 제1 코일(C1)에 인가된 전류는 교류 전류이므로, 그 자기장의 방향이 x축 + 방향과 x축 - 방향으로 반복적으로 바뀌게 된다.

상기 제1 코일(C1)에 인가되는 교류 전류의 순간 전류값이 0 일때, 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)은 원래의 값(y축 방향 값)을 유지하게 된다.

상기 제1 코일(C1)에 인가되는 교류 전류의 순간 전류값이 양의 최대값을 가질때, 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)은 x축 방향으로 포화되어 원래의 y축 방향 성분이 급격히 감소하게 된다.

이때, 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)의 y축 방향 성분이 변하게 되고 이에 따른 자속 변화를 상기 제2 코일(C2)로 감지할 수 있다.

상기 제1 코일(C1)에 인가되는 교류 전류의 순간 전류값이 0 과 최대값 사이에서 변할 때마다 상기 자성체 코어(110)의 y축 방향의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)이 바뀌며 이를 상기 제2 코일(C2)에 유도된 전압으로 측정할 수 있다.

이와 같이 측정된 상기 제2 코일(C2)의 전압은 y축 방향의 외부 자기장 크기에 비례하게 된다.

즉, 상기 제2 코일(C2)에 유도된 전압을 측정하여 y축 방향의 외부 자기장을 알아낼 수 있다.

여기서, 상기 교류 전원이 인가되는 상기 제1 코일(C1)은 자기장 발생 코일로서 기능하며, 상기 교류 전압계와 연결되는 상기 제2 코일(C2)은 검출 코일로서 기능할 수 있다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에서는 제1 코일(C1) 및 제2 코일(C2)이 각각 번갈아가며 자기장 발생 코일과 검출 코일의 역할을 수행할 수 있어 별도의 자기장 발생 코일 및 검출 코일이 필요하지 않으므로, 센서 전체의 부피를 줄일 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 개략도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서는 제1 코일(C1') 및 제2 코일(C2')을 제외하면 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서와 동일하므로, 상기 제1 코일(C1') 및 상기 제2 코일(C2') 이외의 설명은 생략하기로 한다.

상기 제1 코일(C1')은 상기 자성체 코어(110)의 상측에 배치될 수 있고, 상기 제2 코일(C2')은 상기 자성체 코어(110)의 하측에 배치될 수 있다.

상기 제1 코일(C1') 및 상기 제2 코일(C2')은 상기 자성체 코어(110)에 반복하여 직교형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 구비될 수 있으며, 상기 제1 코일(C1')과 상기 제2 코일(C2')은 서로 직교하도록 배치될 수 있다.

상기 제1 코일(C1')은 서로 같은 방향으로 감긴 두 코일의 각기 최외측의 코일가닥이 서로 연결되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 코일(C1')은 일 방향으로 감기면서 퍼져나가다가 반대 방향으로 되감겨져 형성될 수 있다.

다시 말하면, 상기 제1 코일(C1')은 이중 스파이럴 구조일 수 있다.

따라서, 상기 제1 코일(C1')은 상기 제1 코일(C1')의 시작점(S)에서부터 끝점(E)까지 전류가 흐른다고 가정할 때, 상기 제1 코일(C1')의 내측 부분에서는 동일한 방향으로 전류가 흐르게 된다.

상기 제2 코일(C2')의 형상도 상기 제1 코일(C1')의 형상과 같을 수 있으나, 상기 제1 코일(C1')과 상기 제2 코일(C2')은 서로 직교하도록 배치될 수 있다.

여기서, 상기 자성체 코어(110)는 상기 제1 코일(C1')에서 동일한 방향으로 전류가 흐르는 영역과 상기 제2 코일(C2')에서 동일한 방향으로 전류가 흐르는 영역 내에 위치할 수 있다.

또한, 상기 자성체 코어(110)는 상기 제1 코일(C1') 및 상기 제2 코일(C2')의 시작점(S)과 끝점(E) 사이에 위치할 수 있다.

따라서, 상기 제1 코일(C1') 또는 상기 제2 코일(C2')에 의하여 상기 자성체 코어(110)는 상기 자성체 코어(110) 전체에 일정한 방향으로 자기장이 가해질 수 있다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 개략 분해 사시도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서는 자성체 코어(110)가 형성된 제1 기판(100), 도전성 패턴(210, 310, 410, 510)이 형성되는 제2 기판(200), 제3 기판(300), 제4 기판(400) 및 제5 기판(500)을 포함할 수 있다.

상기 제2 기판(200) 내지 상기 제5 기판(500)은 상기 제1 기판(100)을 중심으로 각각 상기 제1 기판(100)의 상부와 하부에 적층되어 다층 기판을 구성할 수 있다.

상기 제1 기판(100)에는 상기 자성체 코어(110)가 형성될 수 있다. 상기 자성체 코어(110)는 Physical Vapor Deposition, Chemical Deposition, Electro Deposition 등과 같은 박막 증착법을 활용하여 자성 박막을 상기 제1 기판(100)에 증착하여 형성할 수 있다.

상기 자성체 코어(110)는 평평하고 얇은 판 형상일 수 있으며, 이에 따라 상기 자성체 코어(110)는 잔류 자화가 작고 투자율(Permeability)이 높은 연자성체(Soft Magnetic)일 수 있으며, 스피넬형 페라이트(Spinel Type Ferrite)와 아몰퍼스(Amorphous) 합금 등이 사용될 수 있다.

한편, 도 6a 내지 도 6d에 도시된 바와 같이 상기 자성체 코어(110)의 평면 형상은 정사각형, 직사각형, 원형 또는 타원형 중 어느 하나의 형상일 수 있다.

상기 제1 기판(100)의 상부에는 상기 제2 기판(200)이 적층될 수 있고, 상기 제1 기판(100)의 하부에는 상기 제3 기판(300)이 적층될 수 있다.

상기 제2 기판(200) 및 상기 제3 기판(300)에는 각각 도전성 패턴(210, 310)이 형성될 수 있고, 각각의 상기 도전성 패턴(210, 310)은 상기 제1 기판(100) 내지 상기 제3 기판(300)에 형성되는 제1 비아홀(V1)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제2 기판(200) 및 상기 제3 기판(300)에 형성되는 상기 도전성 패턴(210, 310)의 단부는 상기 제1 비아홀(V1)에 의해 연결되어 상기 자성체 코어(110)를 솔레노이드 형태로 감쌀 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 기판(200) 및 상기 제3 기판(300)에 형성되는 상기 도전성 패턴(210, 310)은 상기 제1 비아홀(V1)에 의해 연결되어 상기 자성체 코어(110)를 솔레노이드 형태로 감싸는 제1 코일(C1)을 구성할 수 있다.

상기 제2 기판(200)의 상부에는 상기 제4 기판(400)이 적층될 수 있고, 상기 제3 기판(300)의 하부에는 상기 제5 기판(500)이 적층될 수 있다.

상기 제4 기판(400) 및 상기 제5 기판(500)에는 각각 도전성 패턴(410, 510)이 형성될 수 있고, 각각의 상기 도전성 패턴(410, 510)은 상기 제1 기판(100) 내지 상기 제5 기판(500)에 형성되는 제2 비아홀(V2)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제4 기판(400) 및 상기 제5 기판(500)에 형성되는 상기 도전성 패턴(410, 510)의 단부는 상기 제2 비아홀(V2)에 의해 연결되어 상기 자성체 코어(110)를 솔레노이드 형태로 감쌀 수 있다.

예를 들어, 상기 제4 기판(400) 및 상기 제5 기판(500)에 형성되는 상기 도전성 패턴(410, 510)은 상기 제2 비아홀(V2)에 의해 연결되어 상기 자성체 코어(110)를 솔레노이드 형태로 감싸는 제2 코일(C2)을 구성할 수 있다.

여기서, 상기 제1 코일(C1)과 상기 제2 코일(C2)은 서로 직교하도록 배치될 수 있다.

상기 제1 코일(C1)과 상기 제2 코일(C2)은 교류 전류를 흘려 상기 자성체 코어(110)를 자화시키기 위한 자기장을 발생시키는 솔레노이드 형태의 코일(자기장 발생 코일)일 수 있으나, 이와는 별도로 외부 자기장으로 인한 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)의 변화에 의한 유도 전압을 측정(검출 코일)하는 것도 가능하다.

즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에서는 상기 제1 코일(C1)과 상기 제2 코일(C2) 중 어느 하나가 자기장 발생 코일로서 기능할 때 나머지 하나는 검출 코일로서 기능할 수 있다.

상기 제4 기판(400) 또는 상기 제5 기판(500)에는 상기 제1 코일(C1) 또는 상기 제2 코일(C2)에 전류를 인가하기 위한 전극 패턴(P1, P2)이 구비될 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서는 다음과 같이 동작할 수 있다.

도 3을 참조하면, x축 방향의 외부 자기장(지구 자기장)을 측정하는 방법은 다음과 같다.

즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에서는, 측정하고자 하는 외부 자기장의 방향(여기서는 x축 방향)과 상기 자성체 코어(110)를 자화시키기 위해 자기장 발생 코일(여기서는 제2 코일(C2))에서 발생하는 자기장의 방향(여기서는 y축 방향)이 서로 직각을 이루게 된다.

즉, 본 발명의 제3 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에서는, 측정하고자 하는 외부 자기장의 방향(여기서는 y축 방향)과 상기 자성체 코어(110)를 자화시키기 위해 자기장 발생 코일(여기서는 제1 코일(C1))에서 발생하는 자기장의 방향(여기서는 x축 방향)이 서로 직각을 이루게 된다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에서는 제1 코일(C1) 및 제2 코일(C2)이 각각 번갈아가며 자기장 발생 코일과 검출 코일의 역할을 수행할 수 있어 별도의 자기장 발생 코일 및 검출 코일이 필요하지 않으므로, 센서 전체의 부피를 줄일 수 있다.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서의 개략 분해 사시도이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에서 자성체 코어의 위치를 나타낸 평면도이다.

도 4 내지 도 5b를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서는 자성체 코어(110)가 형성된 제1 기판(100'), 도전성 패턴이 형성되는 제2 기판(200') 및 제3 기판(300')을 포함할 수 있다.

상기 제2 기판(200') 및 상기 제3 기판(300')은 상기 제1 기판(100')을 중심으로 각각 상기 제1 기판(100')의 상부와 하부에 적층되어 다층 기판을 구성할 수 있다.

상기 제1 기판(100')에는 상기 자성체 코어(110)가 형성될 수 있다. 상기 자성체 코어(110)는 Physical Vapor Deposition, Chemical Deposition, Electro Deposition 등과 같은 박막 증착법을 활용하여 자성 박막을 상기 제1 기판(100')에 증착하여 형성할 수 있다.

상기 자성체 코어(110)는 평평하고 얇은 판 형상일 수 있으며, 이에 따라 상기 자성체 코어(110)는 가로 길이(x 축 방향 길이) 또는 세로 길이(y 축 방향 길이)에 비하여 두께 방향(z 축 방향)으로 얇게 형성될 수 있다.

상기 자성체 코어(110)는 상기 제1 코일(C1')에 의해 유도된 x축 방향으로의 자기장 또는 상기 제2 코일(C2')에 의해 유도된 y 축 방향으로의 자기장에 의해 쉽게 자화될 수 있다.

상기 제1 기판(100')의 상부에는 상기 제2 기판(200')이 적층될 수 있고, 상기 제1 기판(100')의 하부에는 상기 제3 기판(300')이 적층될 수 있다.

상기 제2 기판(200') 및 상기 제3 기판(300')에는 각각 도전성 패턴이 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제2 기판(200')에는 상기 자성체 코어(110)에 반복하여 직교형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 제1 코일(C1')이 패터닝될 수 있으며, 상기 제3 기판(300')에도 상기 자성체 코어(110)에 반복하여 직교형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 제2 코일(C2')이 패터닝될 수 있다.

즉, 상기 제1 코일(C1')은 일 방향으로 감기면서 퍼져나가다가 반대 방향으로 되감겨져 형성될 수 있다.

또한 상기 제2 코일(C2')의 형상도 상기 제1 코일(C1')의 형상과 같을 수 있으나, 상기 제1 코일(C1')과 상기 제2 코일(C2')은 서로 직교하도록 배치될 수 있다.

상기 제1 코일(C1')과 상기 제2 코일(C2')은 교류 전류를 흘려 상기 자성체 코어(110)를 자화시키기 위한 자기장을 발생시키는 스파이럴 형태의 코일(자기장 발생 코일)일 수 있으나, 이와는 별도로 외부 자기장으로 인한 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)의 변화에 의한 유도 전압을 측정(검출 코일)하는 것도 가능하다.

즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에서는 상기 제1 코일(C1')과 상기 제2 코일(C2') 중 어느 하나가 자기장 발생 코일로서 기능할 때 나머지 하나는 검출 코일로서 기능할 수 있다.

이를 위하여, 상기 제1 코일(C1')에 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제2 코일(C2')에 교류 전압계가 연결되고, 상기 제2 코일(C2')에 상기 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제1 코일(C1')에 상기 교류 전압계가 연결될 수 있다.

따라서, 상기 제1 코일(C1')과 상기 제2 코일(C2')은 자기장 발생과 자속변화 감지의 역할을 번갈아가며 수행할 수 있다.

예를 들어, 상기 제1 코일(C1')에 교류 전류를 인가하여 자기장을 발생시킬 경우 상기 제2 코일(C2')은 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)의 변화에 의한 유도 전압을 측정할 수 있고, 상기 제2 코일(C2')에 교류 전류를 인가하여 자기장을 발생시킬 경우 상기 제1 코일(C1')은 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)의 변화에 의한 유도 전압을 측정할 수 있다.

본 실시예에서는 상기 자성체 코어(110)가 상기 제1 코일(C1')과 상기 제2 코일(C2') 사이에 배치되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 자성체 코어(110)는 상기 제1 코일(C1')과 상기 제2 코일(C2')의 상부 또는 하부에 위치하는 것도 가능하다.

예를 들어, 상기 자성체 코어(110)가 형성된 상기 제1 기판(100'), 상기 제1 코일(C1')이 형성된 상기 제2 기판(200') 및 상기 제2 코일(C2')이 형성된 상기 제3 기판(300')이 순서대로 적층될 수 있으며, 반대로 적층되는 것도 가능하다.

상기 자성체 코어(110)가 상기 제1 코일(C1') 및 상기 제2 코일(C2')에 근접해 있다면, 센서의 동작이나 감도는 적층 순서에 영향을 받지 않기 때문이다.

한편, 상기 제1 코일(C1')은 스파이럴 형태로 구비될 수 있기 때문에 전류가 인가될 경우 상기 제1 코일(C1')의 내측 부분에서는 동일한 방향으로 전류가 흐르게 된다.

예를 들어, 도 3a를 참조하면, 상기 제1 코일(C1')에서 스파이럴 형태로 권선되는 시작점(S)에서 끝점(E)까지 전류가 흐른다고 가정할 때, 도 3a에 도시된 화살표 방향으로 전류가 흐르게 되며, 상기 제1 코일(C1')의 시작점(S)과 끝점(E) 사이(즉, 상기 제1 코일(C1')의 내측 부분)에서 흐르는 전류의 방향은 동일하다.

또한, 도 3b를 참조하면, 상기 제2 코일(C2')에서도 도 3b에 도시된 화살표 방향으로 전류가 흐르게 되며, 상기 제2 코일(C2')의 시작점(S)과 끝점(E) 사이(즉, 상기 제2 코일(C2')의 내측 부분)에서 흐르는 전류의 방향은 동일하다.

또한, 상기 자성체 코어(110)는 스파이럴 형태로 패터닝되는 상기 제1 코일(C1') 및 상기 제2 코일(C2')의 시작점(S)과 끝점(E) 사이에 위치할 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서는 다음과 같이 동작할 수 있다.

도 4를 참조하면, x축 방향의 외부 자기장(지구 자기장)을 측정하는 방법은 다음과 같다.

이때, 상기 제2 코일(C2')에 전류가 인가되어 y축 방향으로의 자기장을 상기 자성체 코어(110)에 가하게 된다.

즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에서는, 측정하고자 하는 외부 자기장의 방향(여기서는 x축 방향)과 상기 자성체 코어(110)를 자화시키기 위해 자기장 발생 코일(여기서는 제2 코일(C2'))에서 발생하는 자기장의 방향(여기서는 y축 방향)이 서로 직각을 이루게 된다.

상기 제2 코일(C2')에 인가된 전류는 교류 전류이므로, 그 자기장의 방향이 y축 + 방향과 y축 - 방향으로 반복적으로 바뀌게 된다.

상기 제2 코일(C2')에 인가되는 교류 전류의 순간 전류값이 0 일때, 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)은 원래의 값(x축 방향 값)을 유지하게 된다.

상기 제2 코일(C2')에 인가되는 교류 전류의 순간 전류값이 양의 최대값을 가질때, 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)은 y축 방향으로 포화되어 원래의 x축 방향 성분이 급격히 감소하게 된다.

이때, 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)의 x축 방향 성분이 변하게 되고 이에 따른 자기장의 자속 변화를 상기 제1 코일(C1')로 감지할 수 있다.

상기 제2 코일(C2')에 인가되는 교류 전류의 순간 전류값이 0 과 최대값 사이에서 변할 때마다 상기 자성체 코어(110)의 x축 방향 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)이 바뀌며 이를 상기 제1 코일(C1')에 유도된 전압으로 측정할 수 있다.

이와 같이 측정된 상기 제1 코일(C1')의 전압은 x축 방향의 외부 자기장 크기에 비례하게 된다.

즉, 상기 제1 코일(C1')에 유도된 전압을 측정하여 x축 방향의 외부 자기장을 알아낼 수 있다.

여기서, 상기 교류 전원이 인가되는 상기 제2 코일(C2')은 자기장 발생 코일로서 기능하며, 상기 교류 전압계와 연결되는 상기 제1 코일(C1')은 검출 코일로서 기능할 수 있다.

이때, 상기 제1 코일(C1')에 전류가 인가되어 x축 방향으로의 자기장을 상기 자성체 코어(110)에 가하게 된다.

즉, 본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에서는, 측정하고자 하는 외부 자기장의 방향(여기서는 y축 방향)과 상기 자성체 코어(110)를 자화시키기 위해 자기장 발생 코일(여기서는 제1 코일(C1'))에서 발생하는 자기장의 방향(여기서는 x축 방향)이 서로 직각을 이루게 된다.

상기 제1 코일(C1')에 인가된 전류는 교류 전류이므로, 그 자기장의 방향이 x축 + 방향과 x축 - 방향으로 반복적으로 바뀌게 된다.

상기 제1 코일(C1')에 인가되는 교류 전류의 순간 전류값이 0 일때, 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)은 원래의 값(y축 방향 값)을 유지하게 된다.

상기 제1 코일(C1')에 인가되는 교류 전류의 순간 전류값이 양의 최대값을 가질때 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)은 x축 방향으로 포화되어 원래의 y축 방향 성분이 급격히 감소하게 된다.

이때, 상기 자성체 코어(110)의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)의 y축 방향 성분이 변하게 되고 이에 따른 자기장의 자속 변화를 상기 제2 코일(C2')로 감지할 수 있다.

상기 제1 코일(C1')에 인가되는 교류 전류의 순간 전류값이 0 과 최대값 사이에서 변할 때마다 상기 자성체 코어(110)의 y축 방향의 자기 분극(Magnetic moment, 자기 모멘트)이 바뀌며 이를 상기 제2 코일(C2')에 유도된 전압으로 측정할 수 있다.

이와 같이 측정된 상기 제2 코일(C2')의 전압은 y축 방향의 외부 자기장 크기에 비례하게 된다.

즉, 상기 제2 코일(C2')에 유도된 전압을 측정하여 y축 방향의 외부 자기장을 알아낼 수 있다.

여기서, 상기 교류 전원이 인가되는 상기 제1 코일(C1')은 자기장 발생 코일로서 기능하며, 상기 교류 전압계와 연결되는 상기 제2 코일(C2')은 검출 코일로서 기능할 수 있다.

본 발명의 제4 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에서는 제1 코일(C1') 및 제2 코일(C2')이 각각 번갈아가며 자기장 발생 코일과 검출 코일의 역할을 수행할 수 있어 별도의 자기장 발생 코일 및 검출 코일이 필요하지 않으므로, 센서 전체의 부피를 줄일 수 있다.

이상의 실시예를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 직교형 플럭스게이트 센서에 의하면, 자성체 코어와 서로 직교하는 2개의 코일 구조를 활용하는 직교형 플럭스게이트 센서를 형성할 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 일 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

100, 100': 제1 기판 110: 자성체 코어
200, 200': 제2 기판 210: 도전성 패턴
300, 300': 제3 기판 310: 도전성 패턴
400: 제4 기판 410: 도전성 패턴
500: 제5 기판 510: 도전성 패턴
C1, C1': 제1 코일 C2, C2': 제2 코일
V1: 제1 비아홀 V2: 제2 비아홀
P1, P2: 전극 패드 S: 시작점
E: 끝점

Claims

평평한 판 형태의 자성체 코어; 및
상기 자성체 코어를 솔레노이드 형태로 감싸는 제1 코일 및 제2 코일;을 포함하며,
상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 서로 직교하도록 배치되고,
상기 제1 코일에 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제2 코일에 교류 전압계가 연결되고, 상기 제2 코일에 상기 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제1 코일에 상기 교류 전압계가 연결되며,
상기 제1 코일에 의한 자기장의 방향과 상기 제2 코일에 의한 자기장의 방향은 서로 직교하는 직교형 플럭스게이트 센서.
제1항에 있어서,
상기 자성체 코어의 평면 형상은 정사각형, 직사각형, 원형 또는 타원형 중 어느 하나의 형상인 직교형 플럭스게이트 센서.
제1항에 있어서,
상기 자성체 코어는 상기 자성체 코어의 두께 방향의 자기장보다 상기 자성체 코어의 평면 방향의 자기장에 대하여 더 낮은 반자화 특성을 가지는 직교형 플럭스게이트 센서.
평평한 판 형태의 자성체 코어; 및
상기 자성체 코어의 상측에 배치되고, 상기 자성체 코어에 반복하여 직교 형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 구비되는 제1 코일; 및
상기 자성체 코어의 하측에 배치되고, 상기 자성체 코어에 반복하여 직교 형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 구비되는 제2 코일;을 포함하며,
상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 서로 직교하도록 배치되고,
상기 제1 코일에 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제2 코일에 교류 전압계가 연결되고, 상기 제2 코일에 상기 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제1 코일에 상기 교류 전압계가 연결되며,
상기 제1 코일에 의한 자기장의 방향과 상기 제2 코일에 의한 자기장의 방향은 서로 직교하는 직교형 플럭스게이트 센서.
제4항에 있어서,
상기 자성체 코어의 평면 형상은 정사각형, 직사각형, 원형 또는 타원형 중 어느 하나의 형상인 직교형 플럭스게이트 센서.
제4항에 있어서,
상기 자성체 코어는 상기 자성체 코어의 두께 방향의 자기장보다 상기 자성체 코어의 평면 방향의 자기장에 대하여 더 낮은 반자화 특성을 가지는 직교형 플럭스게이트 센서.
평평한 판 형태의 자성체 코어;
상기 자성체 코어의 상측에 배치되고, 상기 자성체 코어에 반복하여 직교 형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 구비되는 제1 코일; 및
상기 자성체 코어의 하측에 배치되고, 상기 자성체 코어에 반복하여 직교 형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 구비되는 제2 코일;을 포함하며,
상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 서로 직교하도록 배치되고,
상기 제1 코일에 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제2 코일에 교류 전압계가 연결되고, 상기 제2 코일에 상기 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제1 코일에 상기 교류 전압계가 연결되며,
상기 자성체 코어는,
상기 제1 코일에서 동일한 방향으로 전류가 흐르는 영역과 상기 제2 코일에서 동일한 방향으로 전류가 흐르는 영역 내에 위치하는 직교형 플럭스게이트 센서.
자성체 코어가 형성된 제1 기판;
상기 제1 기판의 상부와 하부에 각각 적층되며, 상기 자성체 코어를 솔레노이드 형태로 감싸도록 제1 코일이 형성되는 제2 기판 및 제3 기판; 및
상기 제2 기판의 상부와 상기 제3 기판의 하부에 각각 적층되며, 상기 자성체 코어를 솔레노이드 형태로 감싸도록 제2 코일이 형성되는 제4 기판 및 제5 기판;을 포함하며,
상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 서로 직교하고,
상기 제1 코일에 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제2 코일에 교류 전압계가 연결되고, 상기 제2 코일에 상기 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제1 코일에 상기 교류 전압계가 연결되며,
상기 제1 코일에 의한 자기장의 방향과 상기 제2 코일에 의한 자기장의 방향은 서로 직교하는 직교형 플럭스게이트 센서.
제8항에 있어서,
상기 자성체 코어는 평평한 판 형태인 직교형 플럭스게이트 센서.
제8항에 있어서,
상기 자성체 코어는 상기 자성체 코어의 두께 방향의 자기장보다 상기 자성체 코어의 평면 방향의 자기장에 대하여 더 낮은 반자화 특성을 가지는 직교형 플럭스게이트 센서.
제8항에 있어서,
상기 자성체 코어의 평면 형상은 정사각형, 직사각형, 원형 또는 타원형 중 어느 하나의 형상인 직교형 플럭스게이트 센서.
자성체 코어가 형성된 제1 기판;
상기 제1 기판의 상부와 하부에 각각 적층되며, 상기 자성체 코어를 솔레노이드 형태로 감싸도록 제1 코일이 형성되는 제2 기판 및 제3 기판; 및
상기 제2 기판의 상부와 상기 제3 기판의 하부에 각각 적층되며, 상기 자성체 코어를 솔레노이드 형태로 감싸도록 제2 코일이 형성되는 제4 기판 및 제5 기판;을 포함하며,
상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 서로 직교하고,
상기 제1 코일에 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제2 코일에 교류 전압계가 연결되고, 상기 제2 코일에 상기 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제1 코일에 상기 교류 전압계가 연결되며,
상기 제2 기판 및 상기 제3 기판에는 각각 도전성 패턴이 형성되고, 각각의 상기 도전성 패턴의 단부가 서로 연결되어 솔레노이드 형태로 상기 제1 코일을 구성하도록 상기 제1 기판 내지 상기 제3 기판에는 제1 비아홀이 형성되는 직교형 플럭스게이트 센서.
자성체 코어가 형성된 제1 기판;
상기 제1 기판의 상부와 하부에 각각 적층되며, 상기 자성체 코어를 솔레노이드 형태로 감싸도록 제1 코일이 형성되는 제2 기판 및 제3 기판; 및
상기 제2 기판의 상부와 상기 제3 기판의 하부에 각각 적층되며, 상기 자성체 코어를 솔레노이드 형태로 감싸도록 제2 코일이 형성되는 제4 기판 및 제5 기판;을 포함하며,
상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 서로 직교하고,
상기 제1 코일에 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제2 코일에 교류 전압계가 연결되고, 상기 제2 코일에 상기 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제1 코일에 상기 교류 전압계가 연결되며,
상기 제4 기판 및 상기 제5 기판에는 각각 도전성 패턴이 형성되고, 각각의 상기 도전성 패턴의 단부가 서로 연결되어 솔레노이드 형태로 상기 제2 코일을 구성하도록 상기 제1 기판 내지 상기 제5 기판에는 제2 비아홀이 형성되는 직교형 플럭스게이트 센서.
제8항에 있어서,
상기 제4 기판 또는 상기 제5 기판에는 상기 제1 코일 또는 상기 제2 코일에 전류를 인가하기 위한 전극 패턴이 구비되는 직교형 플럭스게이트 센서.
자성체 코어가 형성된 제1 기판;
상기 제1 기판의 상부에 적층되며, 상기 자성체 코어에 반복하여 직교 형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 제1 코일이 패터닝되는 제2 기판; 및
상기 제1 기판의 하부에 적층되며, 상기 자성체 코어에 반복하여 직교 형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 제2 코일이 패터닝되는 제3 기판;을 포함하며,
상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 서로 직교하도록 상기 제2 기판 및 상기 제3 기판에 각각 패터닝되고,
상기 제1 코일에 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제2 코일에 교류 전압계가 연결되고, 상기 제2 코일에 상기 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제1 코일에 상기 교류 전압계가 연결되며,
상기 제1 코일에 의한 자기장의 방향과 상기 제2 코일에 의한 자기장의 방향은 서로 직교하는 직교형 플럭스게이트 센서.
제15항에 있어서,
상기 자성체 코어는 평평한 판 형태인 직교형 플럭스게이트 센서.
제15항에 있어서,
상기 자성체 코어는 상기 자성체 코어의 두께 방향의 자기장보다 상기 자성체 코어의 평면 방향의 자기장에 대하여 더 낮은 반자화 특성을 가지는 직교형 플럭스게이트 센서.
제15항에 있어서,
상기 자성체 코어의 평면 형상은 정사각형, 직사각형, 원형 또는 타원형 중 어느 하나의 형상인 직교형 플럭스게이트 센서.
자성체 코어가 형성된 제1 기판;
상기 제1 기판의 상부에 적층되며, 상기 자성체 코어에 반복하여 직교 형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 제1 코일이 패터닝되는 제2 기판; 및
상기 제1 기판의 하부에 적층되며, 상기 자성체 코어에 반복하여 직교 형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 제2 코일이 패터닝되는 제3 기판;을 포함하며,
상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 서로 직교하도록 상기 제2 기판 및 상기 제3 기판에 각각 패터닝되고,
상기 제1 코일에 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제2 코일에 교류 전압계가 연결되고, 상기 제2 코일에 상기 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제1 코일에 상기 교류 전압계가 연결되며,
상기 자성체 코어는,
상기 제1 코일에서 동일한 방향으로 전류가 흐르는 영역과 상기 제2 코일에서 동일한 방향으로 전류가 흐르는 영역 내에 위치하는 직교형 플럭스게이트 센서.
자성체 코어가 형성된 제1 기판;
상기 제1 기판의 상부에 적층되며, 상기 자성체 코어에 반복하여 직교 형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 제1 코일이 패터닝되는 제2 기판; 및
상기 제1 기판의 하부에 적층되며, 상기 자성체 코어에 반복하여 직교 형태로 교차하도록 스파이럴 형태로 제2 코일이 패터닝되는 제3 기판;을 포함하며,
상기 제1 코일과 상기 제2 코일은 서로 직교하도록 상기 제2 기판 및 상기 제3 기판에 각각 패터닝되고,
상기 제1 코일에 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제2 코일에 교류 전압계가 연결되고, 상기 제2 코일에 상기 교류 전원이 인가될 경우에는 상기 제1 코일에 상기 교류 전압계가 연결되며,
상기 자성체 코어는,
스파이럴 형태로 패터닝되는 상기 제1 코일 및 상기 제2 코일의 시작점과 끝점 사이에 위치하는 직교형 플럭스게이트 센서.