本實(shí)用新型涉及到檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種3D磁傳感器的正交校準(zhǔn)治具。

背景技術(shù)：

電子產(chǎn)品需要在安裝槽內(nèi)安裝磁鐵，傳統(tǒng)的方式是通過人工手動(dòng)將磁鐵裝到安裝槽中，然而，長時(shí)間的人工作業(yè)會(huì)使得人比較疲勞，降低了工作效率。此外，由于產(chǎn)品對磁鐵的NS極有明確的要求，而人工在安裝的過程中，分不清磁鐵極性，容易安裝錯(cuò)誤，在安裝的過程中，容易造成安裝的不到位或者過度的情況，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

通常的情況下，用于校準(zhǔn)傳感器正交性的裝置包括復(fù)雜的樣品夾具，在相同的磁場根據(jù)設(shè)定的角度或者在三軸電磁鐵中旋轉(zhuǎn)傳感器。用于旋轉(zhuǎn)傳感器的夾具一般情況下體積大也昂貴的。如果所要求的校準(zhǔn)磁場很大，則三軸電磁鐵體積大也昂貴，并且也不容易調(diào)整和校準(zhǔn)。MDT23xx系列是高磁場傳感器，因此，需要校準(zhǔn)在10、50、和大于100Oe的磁場強(qiáng)度。

現(xiàn)有的用于旋轉(zhuǎn)傳感器的治具中，可以移動(dòng)傳感器，該治具具有三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸以及磁力計(jì)和測斜儀，然而，該治具只能限定在地磁場中。

現(xiàn)有技術(shù)中，磁傳感器治具還可以移動(dòng)磁場，使用一個(gè)三軸亥姆霍茲線圈系統(tǒng)，然而這是一個(gè)昂貴的方案，因?yàn)閮H僅磁鐵就得花費(fèi)幾百美元，并且還要求提供三個(gè)電流和一個(gè)好的反饋系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。此外，該系統(tǒng)還不能夠產(chǎn)生大于50Oe的磁場。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，為了克服現(xiàn)有技術(shù)中遇到的上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種3D磁傳感器的正交校準(zhǔn)治具，可以簡單容易地固定傳感器芯片。

本實(shí)用新型提供的一種3D磁傳感器的正交校準(zhǔn)治具，包括底座、樣品夾具及四個(gè)永磁體，所述的底座的四個(gè)角設(shè)置有相同大小的安裝孔，四個(gè)永磁體與所述安裝孔一一對應(yīng)，所述的永磁體的底端豎直安裝在所述安裝孔內(nèi)，所述的底座的正中間開設(shè)有用于安裝樣品夾具的定位凹槽，所述的樣品夾具包括兩個(gè)鋁制夾塊和一個(gè)高臺(tái)，所述兩個(gè)鋁制夾塊對稱設(shè)置在高臺(tái)兩側(cè)，所述高臺(tái)與兩鋁制夾塊固定連接，高臺(tái)上設(shè)置有一承槽，所述承槽位于樣品夾具的正中間，傳感器芯片設(shè)置在承槽上，所述的傳感器芯片為三軸傳感器芯片，所述樣品夾具能夠以不同的方向安裝在所述定位凹槽處，且所述永磁體產(chǎn)生的磁場方向與傳感器芯片的其中一個(gè)中心軸平行。

優(yōu)選地，還包括頂部框形架，所述的永磁體設(shè)置在頂部框形架和底座之間。

優(yōu)選地，所述的正交校準(zhǔn)治具還包括有數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，所述的數(shù)據(jù)采集裝置用于采集所述的傳感器芯片的電壓輸出，并將所述的電壓輸出傳輸給所述數(shù)據(jù)處理裝置。

優(yōu)選地，所述的正交校準(zhǔn)治具還包括供電裝置，所述供電裝置為所述傳感器芯片供電。

優(yōu)選地，所述的校準(zhǔn)治具的長寬高均為25cm。

優(yōu)選地，所述的頂部框形架中間設(shè)置有矩形讓位孔，所述的矩形讓位孔大于樣品夾具的截面大小。

優(yōu)選地，所述的永磁體能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，形成均勻磁場并調(diào)節(jié)磁場的大小。

進(jìn)一步地，任意一個(gè)永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與相鄰的永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，與對角線上的永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。

優(yōu)選地，所述的永磁體旋轉(zhuǎn)的角度范圍為0～180度。

優(yōu)選地，所述的永磁體旋轉(zhuǎn)的角度為10度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型提供的一種3D磁傳感器的正交校準(zhǔn)治具，能夠獲取以下效果：本實(shí)用新型可以簡單容易地固定磁電阻傳感器芯片，精度高，不需要外加大磁場，結(jié)構(gòu)簡單，方便調(diào)節(jié)，操作方便，成本低，運(yùn)算規(guī)則簡單。

附圖說明

作為說明書的一部分，下列說明書附圖用于解釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，能夠通過以下附圖，獲得其他附圖。

圖1為本實(shí)用新型的3D磁傳感器的正交校準(zhǔn)治具的示意圖；

圖2為本實(shí)用新型的樣品夾具的示意圖；

圖3為實(shí)用新型的永磁鐵在中央產(chǎn)均勻磁場的示意圖；

圖4(a)-圖4(f)為樣品夾具位置的示意圖；

圖5為計(jì)算樣品夾具的流程圖。

其中，圖中附圖標(biāo)記對應(yīng)為：1-底座，2-永磁體，3-樣品夾具，31-鋁制夾塊，32-高臺(tái)，33-傳感器芯片，4-定位凹槽，5-頂部框形架。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。

實(shí)施例：圖1為本實(shí)用新型的3D磁傳感器的正交校準(zhǔn)治具的示意圖，如圖所示，本實(shí)用新型的一種3D磁傳感器的正交校準(zhǔn)治具，包括底座1、樣品夾具3及四個(gè)永磁體2，所述底座為一個(gè)立方體，底座的上表面為正方形，所述的底座1的四個(gè)角設(shè)置有相同大小的安裝孔，四個(gè)永磁體2與所述安裝孔一一對應(yīng)，所述永磁體2優(yōu)選為圓柱體，所述的永磁體2的底端豎直安裝在所述安裝孔內(nèi)，所述的底座1的正中間開設(shè)有用于安裝樣品夾具3的定位凹槽4，所述的樣品夾具3包括兩個(gè)鋁制夾塊31和一個(gè)高臺(tái)32，所述兩個(gè)鋁制夾塊31對稱設(shè)置在高臺(tái)32兩側(cè)，所述高臺(tái)32與兩鋁制夾塊31固定連接，高臺(tái)32上設(shè)置有一承槽，所述承槽位于樣品夾具的正中間，傳感器芯片33設(shè)置在承槽上，所述的傳感器芯片33為三軸傳感器芯片，所述樣品夾具3能夠以不同的方向安裝在所述定位凹槽4處，且所述永磁體2產(chǎn)生的磁場方向與傳感器芯片33的其中一個(gè)中心軸平行。所述的治具還包括頂部框形架5，在所述的頂部框形架5的四個(gè)角也對應(yīng)設(shè)置四個(gè)與所述安裝孔大小相同的孔，用于固定安裝所述永磁體2的頂端，使所述的永磁體2設(shè)置頂部框形架5和底座1之間，所述的頂部框形架5中間設(shè)置有矩形讓位孔，所述的矩形讓位孔大于樣品夾具3的截面大小，即所述頂部框形架5不會(huì)在所述樣品夾具3處產(chǎn)生投影。

所述的正交校準(zhǔn)治具還包括有數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，所述的數(shù)據(jù)采集裝置用于采集所述的傳感器芯片的電壓輸出，并將所述的電壓輸出傳輸給所述數(shù)據(jù)處理裝置。

所述的正交校準(zhǔn)治具還包括供電裝置，所述供電裝置為所述傳感器芯片供電。

所述的校準(zhǔn)治具的長寬高尺寸大小均為25cm。

所述的永磁體2能夠轉(zhuǎn)動(dòng)，以形成均勻磁場并調(diào)節(jié)磁場的大小。

進(jìn)一步地，四個(gè)永磁體2的轉(zhuǎn)動(dòng)方向?yàn)樵谒霭惭b孔內(nèi)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)或者逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，具體為：任意一個(gè)永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與相鄰的永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，而與對角線上的永磁體的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。

所述的永磁體2旋轉(zhuǎn)的角度范圍為0～180度，在這個(gè)范圍內(nèi)，所述的永磁體2可以根據(jù)任意角度旋轉(zhuǎn)，所述的永磁體2旋轉(zhuǎn)的角度優(yōu)選為10度。圖3為實(shí)用新型的永磁鐵在中央產(chǎn)均勻磁場的示意圖，參見圖3可知，左上角的永磁體旋轉(zhuǎn)-10度，右上角的永磁體旋轉(zhuǎn)+10度，左下角永磁體旋轉(zhuǎn)+10度，右下角的永磁體旋轉(zhuǎn)-10度。

其中，傳感器位于圓柱形磁鐵的正中央，圓柱形磁鐵在正中央的位置產(chǎn)生了磁場?？梢哉{(diào)節(jié)磁場的大小，使得磁場在線性磁場范圍的最大值，本實(shí)用新型可以產(chǎn)生超過200Oe的磁場。

圖3為磁鐵在中央產(chǎn)均勻磁場的示意圖，圓柱形磁鐵陣列在一個(gè)大的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的均勻磁場，而這個(gè)均勻磁場具有很小的傾斜度，這幾個(gè)橫向磁化的磁鐵在中央?yún)^(qū)域產(chǎn)生了一個(gè)均勻磁場。這幾個(gè)磁鐵同步旋轉(zhuǎn)可以改變中央磁場的大小，然而，目前本實(shí)用新型中，磁鐵不做同步旋轉(zhuǎn)。

圖4(a)-圖4(f)為樣品夾具位置的示意圖，樣品夾具可以通過六個(gè)位置旋轉(zhuǎn)，這樣可以獲得所需要的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，其中，對于每個(gè)軸的偏移和靈敏度都是已知的情況下，只需要三個(gè)位置的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。樣品夾具通過精確加工相對于圓柱形永磁鐵在正中央產(chǎn)生的磁場，與傳感器精確安裝。圖2為本實(shí)用新型的樣品夾具的示意圖，其中樣品夾具的尺寸為長寬高均為7cm，傳感器芯片33在幾何中心可以旋轉(zhuǎn)到任意的角度，樣品夾具3能夠分別朝六個(gè)方向安裝在所述定位凹槽4中，具體的6個(gè)方向如圖4(a)-圖4(f)所示，圖4(a)-圖4(f)分別設(shè)定為位置1-6，圖4(b)中的樣品夾具3的位置由圖4(a)中的樣品夾具3向右翻轉(zhuǎn)90°得到，圖4(d)中的樣品夾具3的位置由圖4(a)中的樣品夾具3向左翻轉(zhuǎn)90°得到，圖4(e)中的樣品夾具3的位置由圖4(a)中的樣品夾具3水平轉(zhuǎn)動(dòng)90°得到，圖4(c)中的樣品夾具3的位置由圖4(a)中的樣品夾具3水平轉(zhuǎn)動(dòng)180°得到，圖4(f)中的樣品夾具3的位置由圖4(a)中的樣品夾具3水平轉(zhuǎn)動(dòng)270°得到，其中傳感軸方向的其中一個(gè)方向平行于所述永磁體產(chǎn)生的磁場方向，傳感器設(shè)置在承槽上，并且傳感器芯片在兩個(gè)鋁制立方體的幾何中心，所述傳感軸方向即為傳感器芯片33的中心軸方向，對于一個(gè)長方體來說，包括穿過其中心點(diǎn)的X、Y、Z軸方向的三條中心軸，這里說的其中一個(gè)方向則為與磁場方向平行的其中一條中心軸的方向。

圖5為計(jì)算樣品夾具的流程圖，本實(shí)用新型的正交校準(zhǔn)治具還包括有數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)處理裝置以及供電裝置，所述的數(shù)據(jù)采集裝置采集所述的傳感器芯片的電壓輸出，將所述的電壓輸出傳輸給所述數(shù)據(jù)處理裝置并將處理后的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中。所述供電裝置為所述傳感器芯片供電。具體計(jì)算樣品夾具的步驟如下：首先設(shè)置樣品夾具的位置，定義為i，電壓表分別讀取三個(gè)軸向的電壓值，樣品夾具旋轉(zhuǎn)六個(gè)方向，電壓表分別讀數(shù)，其中，電壓表讀數(shù)每個(gè)方向的電壓值表示為：

V_x(0，0，90) V_x(0，0，0) V_x(180，0，90) V_x(0，0，180) V_x(0，90，0) V_x(0，270，0)

V_y(0，0，90) V_y(0，0，0) V_y(180，0，90) V_y(0，0，180) V_y(0，90，0) V_y(0，270，0)

V_z(0，0，90)，V_z(0，0，0)，V_z(180，0，90)，V_z(0，0，180)，V_z(0，90，0)，V_z(0，270，0)

三軸的錯(cuò)誤磁場分別定義為三軸的矯正的磁場分別定義為

定義正交矩陣為：

使用者根據(jù)正交的錯(cuò)誤矩陣計(jì)算矯正的磁場大?。?/p>

用于計(jì)算正交錯(cuò)誤矩陣的算法已經(jīng)被測試，并工作良好。這個(gè)算法與傳統(tǒng)技術(shù)存在很大的區(qū)別，傳統(tǒng)技術(shù)需要在一個(gè)橢球上設(shè)置多個(gè)點(diǎn)的數(shù)值。而本實(shí)用新型可以使用亥姆霍茲線圈或者永磁陣列，并且可以達(dá)到傳統(tǒng)技術(shù)所能做到的相同的結(jié)果。

基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。盡管本實(shí)用新型就優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了示意和描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，只要不超出本實(shí)用新型的權(quán)利要求所限定的范圍，可以對本實(shí)用新型進(jìn)行各種變化和修改。