一种复合式磁铁及包括该复合式磁铁的磁传感器的制造方法
【专利说明】一种复合式磁铁及包括该复合式磁铁的磁传感器
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及磁传感器技术领域，特别涉及一种复合式磁铁及包括该复合式磁铁的磁传感器。
【背景技术】
[0003]磁传感器的应用非常广泛，例如将磁传感器用于验钞机来鉴别纸币的真伪，又如用磁传感器来检测齿轮的运动速度、齿轮上的齿的位置或齿轮的运动方向等物理量。
[0004]现有技术中，磁传感器中通常设有永磁体和敏感元件，如图1所示，永磁体的形状通常为长方体或正方体，与永磁体的棱CG、CD和CB平行的方向分别被标记为X轴、Y轴和Z轴方向。敏感元件具有单一敏感方向或双敏感方向，并被设置于永磁体的上方。此处，以敏感元件具有单一敏感方向，其敏感方向平行于Y轴方向，永磁体的充磁方向平行于Z轴方向为例进行说明。在实际应用中，通常期望永磁体在敏感元件处产生的磁场Happly的方向平行于Z轴方向。永磁体也经常被本领域技术人员称为背磁体。敏感元件通常为霍尔元件、AMR元件、GMR元件或TMR元件。使用磁传感器时，如果待检测器件与磁传感器的相对位置关系发生变化，则在敏感元件处永磁体产生的磁场Happly将发生变化，敏感元件通过探测其所在位置的磁场Happly的变化即可检测出待检测器件的例如速度、位置和/或运动方向等物理量。
[0005]现有技术中，永磁体产生的磁场Happly除了提供AMR元件、GMR元件或TMR元件需要的沿Z轴方向的目标磁场外，磁场Happly沿X轴和Y轴方向的分量很大，导致AMR元件、GMR元件或TMR元件的工作点偏离其线性工作区，甚至导致AMR元件、GMR元件或TMR元件的电阻对磁场Happly的响应达到饱和，从而影响磁传感器的性能，甚至导致磁传感器无法正常工作。
[0006]为了解决上述技术问题，技术人员将用于磁传感器的永磁体设计成了凹坑形，如图2和图3所示。与长方体形或正方体形的永磁体相比，凹坑形的永磁体更适用于磁传感器，但是凹坑形的永磁体的加工难度很大，一般的机械加工手段例如线切割技术难以实现。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种复合式磁铁。
[0008]本发明的另一目的是提供一种磁传感器。
[0009]本发明提供的复合式磁铁包括软磁体和永磁体，所述软磁体呈“回”字形，所述永磁体呈长方体形或正方体形。
[0010]优选地，软磁体的中空部分呈长方体形或正方体形，其内侧面与端面垂直，所述端面的外沿所成的形状为长方形或正方形，所述永磁体的表面之一的长度和宽度分别大于或等于所述软磁体端面外沿的长度和宽度。
[0011]优选地，所述软磁体的中空部分呈漏斗形，其上端面与下底面平行，其内侧面呈梯形，所述内侧面与所述下底面所成的角度大于90°且180°，所述上端面或所述下底面的外沿所成的形状为长方形或正方形，所述永磁体的上表面的长度和宽度分别大于或等于所述下底面外沿的长度和宽度。
[0012]优选地，所述软磁体的材料包括Fe、Co、N1、FeCo、FeN1、FeCoB、FeCoNi或软磁铁氧体。
[0013]优选地，所述永磁体的材料包括钕铁硼、钐钴或硬磁铁氧体。
[0014]本发明进一步提供一种磁传感器，该磁传感器设有磁传感芯片和如上所述复合式磁铁，所述软磁体被置于所述永磁体上，所述复合式磁铁被设置为其所述软磁体朝向所述磁传感芯片。
[0015]本发明进一步提供一种磁传感器，该磁传感器设有磁传感芯片如上所述的复合式磁铁，所述软磁体和所述永磁体设置为凹坑状复合式磁铁，凹坑状复合式磁铁的开口朝向所述磁传感芯片设置。
[0016]本发明进一步提供一种磁传感器，该磁传感器设有磁传感芯片和如上所述的复合式磁铁，所述软磁体的下底面与所述永磁体接触形成凹坑状复合式磁铁，凹坑状复合式磁铁的开口朝向所述磁传感芯片设置。
[0017]本发明具有如下有益效果:
由于所述复合式磁铁包括分离的软磁体和永磁体，其软磁体呈“回”字形，且软磁体的材料较容易加工，例如用线切割技术非常容易加工，因此，与现有技术的凹坑形永磁体相比，所述复合式磁铁的加工难度明显降低。
【附图说明】
[0018]图1为现有技术的磁传感器的永磁体和敏感元件的示意图；
图2为现有技术的一种实施例的永磁体的不意图；
图3为现有技术的另一种实施例的永磁体的不意图；
图4为本发明实施I提供的复合式磁铁的软磁体11的示意图；
图5为本发明实施I提供的复合式磁铁的软磁体11的沿丽方向的剖面图；
图6为本发明实施I提供的复合式磁铁的软磁体11的俯视图；
图7为本发明提供的复合式磁铁的永磁体2的示意图；
图8为本发明实施2提供的复合式磁铁的软磁体12的示意图；
图9为本发明实施2提供的复合式磁铁的软磁体12的沿MN方向的剖面图；
图10为本发明实施2提供的复合式磁铁的软磁体12的俯视图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图及实施例对本发明的内容作进一步的描述。
[0020]实施例1:
本实施例提供的复合式磁铁包括软磁体11和永磁体2两部分。所述软磁体11的材料为Fe、Co、N1、FeCo、FeN1、FeCoB、FeCoNi或软磁铁氧体；所述永磁体2的材料为钕铁硼、钐钴或硬磁铁氧体。如图4所示，所述软磁体11呈“回”字形，其中空部分呈长方体形或立方体形。在本实施例中，所述软磁体11的中空部分呈例如长方体形。图5为所述软磁体11的沿MN方向的剖面图。图6为所述软磁体11的俯视图。如图4和图5所示，所述软磁体11的内侧面112与端面之一 111垂直。如图6所示，所述端面111的最外沿所成的形状为长方形或正方形。在本实施例中，所述端面111的最外沿所成的形状为例如长方形。如图7所示，所述永磁体2呈长方体形或立方体形。所述永磁体2的一个表面例如上表面21的长度和宽度分别大于或等于所述端面111的最外沿所成的长方形的长度和宽度。当本实施例提供的复合式磁铁用于磁传感器时，所述软磁体11被置于所述永磁体2上，使得所述软磁体11的例如所述端面111与所述永磁体2的例如所述上表面21接触，得到凹坑式复合磁铁。该凹坑式复合式磁体被设置为软磁体11的开口朝向敏感元件。
[0021]实施例2:
本实施例提供的复合式磁铁包括软磁体12和永磁体2两部分。所述软磁体12的材料为Fe、Co、N1、FeCo、FeN1、FeCoB、FeCoNi或软磁铁氧体；所述永磁体2的材料为钕铁硼、钐钴或硬磁铁氧体。如图8所示，所述软磁体12呈“回”字形，其中空的部分呈漏斗形。图9为所述软磁体12的沿丽方向的剖面图。图10为所述软磁体12的俯视图。如图9和图10所示，所述软磁体12的上端面121与下底面123平行，其内侧面122呈梯形，所述内侧面122与所述下底面123所成的角度大于90°且180°。如图10所示，所述上端面121或所述下底面123的最外沿所成的形状为长方形或正方形。在本实施例中，所述上端面121或所述下底面123的最外沿所成的形状为例如长方形。如图7所示，所述永磁体2呈长方体形或立方体形。所述永磁体2的一个表面例如上表面21的长度和宽度分别大于或等于所述下底面123的最外沿所成的长方形的长度和宽度。当本实施例提供的复合式磁铁用于磁传感器时，所述软磁体12被置于所述永磁体2上，使得所述软磁体12的所述下底面123与所述永磁体2的所述上表面21接触，得到凹坑式复合磁铁。该凹坑式复合磁铁被设置为软磁体12的开口朝向敏感元件。
[0022]由于所述复合式磁铁包括分离的软磁体和永磁体，其软磁体呈“回”字形，且软磁体的材料较容易加工，例如用线切割技术非常容易加工，因此，与现有技术的凹坑形永磁体相比，所述复合式磁铁的加工难度明显降低。
[0023]对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种复合式磁铁，其特征在于，该复合式磁铁包括软磁体(I)和永磁体(2)，所述软磁体(I)呈“回”字形，所述永磁体(2)呈长方体形或正方体形。
2.根据权利要求1所述的复合式磁铁，其特征在于，软磁体(11)的中空部分呈长方体形或正方体形，其内侧面(112)与端面(111)垂直，所述端面(111)的外沿所成的形状为长方形或正方形，所述永磁体(2)的表面之一(21)的长度和宽度分别大于或等于所述软磁体端面(111)外沿的长度和宽度。
3.根据权利要求1所述的复合式磁铁，其特征在于，所述软磁体(12)的中空部分呈漏斗形，其上端面(121)与下底面(123)平行，其内侧面(122)呈梯形，所述内侧面(122)与所述下底面(123)所成的角度大于90°且180°，所述上端面(121)或所述下底面(123)的外沿所成的形状为长方形或正方形，所述永磁体(2)的上表面(21)的长度和宽度分别大于或等于所述下底面(123)外沿的长度和宽度。
4.根据权利要求1所述的复合式磁铁，其特征在于，所述软磁体(I)的材料包括Fe、Co、N1、FeCo、FeN1、FeCoB、FeCoNi 或软磁铁氧体。
5.根据权利要求1所述的复合式磁铁，其特征在于，所述永磁体(2)的材料包括钕铁硼、钐钴或硬磁铁氧体。
6.一种磁传感器，其特征在于，该磁传感器设有磁传感芯片和权利要求1-5中任意一项所述的复合式磁铁，所述软磁体(I)被置于所述永磁体(2)上，所述复合式磁铁被设置为其所述软磁体(I)朝向所述磁传感芯片。
7.一种磁传感器，其特征在于，该磁传感器设有磁传感芯片和权利要求1所述的复合式磁铁，所述软磁体(I)和所述永磁体(2)设置为凹坑状复合式磁铁，凹坑状复合式磁铁的开口朝向所述磁传感芯片设置。
8.一种磁传感器，其特征在于，该磁传感器设有磁传感芯片和权利要求3所述的复合式磁铁，所述软磁体的下底面与所述永磁体接触形成凹坑状复合式磁铁，凹坑状复合式磁铁的开口朝向所述磁传感芯片设置。
【专利摘要】本发明公开了一种复合式磁铁及包括该复合式磁铁的磁传感器。本发明的复合式磁铁包括软磁体(1)和永磁体(2)，所述软磁体(1)呈“回”字形，所述永磁体(2)呈长方体形或正方体形。本发明的磁传感器设有磁传感芯片和所述复合式磁铁，其中软磁体(1)被置于所述永磁体(2)上，所述复合式磁铁被设置为所述软磁体(1)朝向所述磁传感芯片。由于所述复合式磁铁包括分离的软磁体和永磁体，其软磁体呈“回”字形，且软磁体的材料较容易加工，例如用线切割技术非常容易加工，因此，与现有技术的凹坑形永磁体相比，所述复合式磁铁的加工难度明显降低。
【IPC分类】H01F7-02, G01D5-12
【公开号】CN104835614
【申请号】CN201510285762
【发明人】李丽霞
【申请人】李丽霞
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月29日