路径: 主页 > GB/T > 第748页 > GB/T 47563-2026 | 标准编号 | GB/T 47563-2026 (GB/T47563-2026) | | 中文名称 | 微机电系统（MEMS）技术 MEMS磁场传感器技术规范 | | 英文名称 | Micro-electromechanical systems (MEMS) technology - Technical specification of MEMS magnetic field sensor | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | L15 | | 国际标准分类 | 17.220.20 | | 字数估计 | 26,214 | | 发布日期 | 2026-04-30 | | 实施日期 | 2026-08-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 47563-2026: 微机电系统（MEMS）技术 MEMS磁场传感器技术规范
GB/T 47563-2026 英文版: Micro-electromechanical systems(MEMS) technology - Technical specification of MEMS magnetic field sensor
ICS 17.220.20
CCSL15
中华人民共和国国家标准
微机电系统(MEMS)技术
MEMS磁场传感器技术规范
2026-04-30发布
2026-08-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
1 范围
本文件规定了 MEMS磁场传感器的分类、技术要求和试验方法。
本文件适用于线性 MEMS磁场传感器的制造、使用、检验。
4 符号
符号名称和单位见表1。表1中的符号名称和单位适用于本文件。
5 分类
5.1 磁敏感轴方向
MEMS磁场传感器(以下简称“传感器”)按磁敏感轴方向,可分为:
a) X 轴;
b) X/Y 轴;
c) X/Y/Z 轴。
5.2 原理
传感器按原理,可分为:
a) 霍尔式;
b) 磁阻式;
c) 磁电耦合式;
d) 巨磁阻抗式;
e) 磁通门式;
f) 其他。
5.3 测量磁场类型
传感器按测量磁场类型,可分为:
a) 恒定式;
b) 交变式。
5.4 输出信号类型
传感器按输出信号类型,可分为:
a) 线性式;
b) 开关式;
c) 其他。
6 技术要求
6.1 基本要求
6.1.1 外观和标识
6.1.1.1 传感器外观应完好,无任何损伤或缺陷,结构应牢固;标识应清晰、完整。标识信息内容应至少
包括:
a) 型号;
b) 追溯码(或批次号);
c) 管脚标识。
6.1.1.2 标识信息内容宜包括:
a) 商标;
b) 制造商名称;
c) 磁敏感轴方向;
d) 敏感区中心位置。
6.1.1.3 标识信息应与器件手册描述一致。
6.1.2 温度范围
传感器的工作温度范围最大为-55℃~125℃,贮存温度范围最大为-65℃~200℃。若有超出
上述范围的特殊温度范围要求,应在产品的详细规范中明确规定。
应在器件手册中给出工作温度范围和贮存温度范围的上下限值,其中下限值宜从下列温度值中选
取:-65℃、-55℃、-50℃、-43℃、-40℃、-33℃、-25℃、-20℃、-10℃、-5℃、5℃。上限
值宜从下列温度值中选取:30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、85℃、100℃、
125℃、155℃、175℃、200℃。
注:-65℃、155℃、175℃、200℃仅作为贮存温度的推荐选值。
6.1.3 相对湿度范围
传感器的工作环境相对湿度应符合表2的要求。
6.1.4 大气压强
传感器工作的大气压强范围应为86kPa~106kPa。若有超出上述范围的特殊要求,应在产品的详
细规范中明确规定。
6.1.5 器件手册
制造商应提供详细的器件手册,对传感器的外观标识(见6.1.1)进行详细说明并配图。手册内容应
至少包括:
a) 传感器外形尺寸;
b) 工作温度范围和贮存温度范围;
c) 工作湿度范围;
d) 供电电压;
e) 管脚功能定义;
f) 磁敏感轴方向;
g) 测量范围;
h) 灵敏度;
i) 零点输出误差;
j) 典型应用电路和传感原理类别;
k) 其他有助于用户使用的资料。
手册中的标识描述应与传感器实物标识一致。
6.2 电气要求
6.2.1 工作电压
传感器的标称工作电压由制造商规定,并应保证传感器在规定的工作电压范围内正常工作。传感
器通常采用直流电源供电,可分为单极性供电和双极性供电两类。除非另有规定,传感器工作电压的典
型值宜选取如下标准值:
a) 单极性供电为:3.3V、5V、12V、24V;
b) 双极性供电为:±3.3V、±5V、±12V、±15V、±24V。
若传感器本身不需外部电源(如采用磁电耦合效应的传感器),则本条要求不适用。
6.2.2 静态工作电流
传感器在标称工作电压下,被测磁场为零时,供电端消耗的电流,单位为毫安(mA)。传感器的静
态工作电流应符合产品技术条件或详细规范中的指标要求。
6.2.3 输出信号
传感器的输出形式宜为模拟电压信号。如采用其他形式输出,其输出特性指标应符合产品技术条
件或详细规范的规定。
6.3 性能要求
6.3.1 一般规定
传感器按照第5章的分类,可分别选取6.3.2~6.3.15中适用项目作为传感器的性能要求。
6.3.2 测量范围
传感器的测量范围应符合产品技术条件或详细规范的规定。测量范围的单位宜采用特斯拉(T)、
毫特斯拉(mT)、微特斯拉(μT)或纳特斯拉(nT)。
注1:特斯拉(T)和毫特斯拉(mT)通常适用于测量范围较大的传感器,如采用霍尔效应的传感器、采用磁阻效应的
传感器;纳特斯拉(nT)通常适用于小测量范围传感器,如采用磁通门原理的传感器、采用磁电耦合效应的传
感器。
注2:附录A给出了国际单位制(SI)与厘米-克-秒单位制(CGS)的换算关系。
6.3.3 基本误差
基本误差以引用误差表示,单位为相对于满量程输出的百分比误差(%FS)。传感器在全测量范围
内的基本误差应符合产品技术条件或详细规范的规定。
6.3.4 线性度
线性度以传感器实际输出特性曲线相对参考直线(最小二乘法拟合)最大偏差绝对值与满量程输出
的比表示,单位为%FS。传感器全测量范围内的线性度应符合产品技术条件或详细规范的规定。
6.3.5 灵敏度
在规定的供电电压和环境条件下,传感器的灵敏度应符合产品技术条件或详细规范的规定。
注:灵敏度单位取决于输出形式,如模拟电压输出的灵敏度用V/T 表示。
6.3.6 零点输出误差
传感器的零点输出误差应符合产品技术条件或详细规范的规定,单位为μT(nT、pT)。
注:如果传感器的测量范围不包括零磁场时,零点为测量范围下限的绝对值最小值。
6.3.7 磁滞
传感器的磁滞应符合产品技术条件或详细规范的规定,单位为μT(nT、pT)。
6.3.8 磁噪声
传感器的磁噪声指标可采用噪声谱密度表示,单位为pT/ Hz(μT/ Hz、nT/ Hz);或峰-峰值表
示,单位为pT(μT、nT)。传感器在规定条件下测得的磁噪声应符合产品技术条件或详细规范的规定。
6.3.9 幅频响应
传感器的幅频响应应符合产品技术条件或详细规范的规定;宜给出传感器的-3dB截止频率
点,单位为赫兹(Hz)。
6.3.10 响应时间
响应时间以传感器输出达到输入跃变量90%幅值所需时间表示,单位为微秒(μs)。传感器的响应
时间应符合产品技术条件或详细规范的规定。
6.3.11 热灵敏度漂移
热灵敏度漂移以灵敏度随温度变化的相对变化率表示(相对于在基准温度下的灵敏度值的变化
率),单位为每摄氏度变化引起的百分比变化(%/℃)或每摄氏度变化引起的百万分之一变化。在规定
的工作温度范围内,传感器的热灵敏度漂移应符合产品技术条件或详细规范的要求。
6.3.12 热零点漂移
热零点漂移以零点输出误差随温度变化的相对变化率表示(相对于在基准温度下的零点输出误差
值的变化率),单位为每摄氏度变化引起的百分比变化(%/℃)或每摄氏度变化引起的百万分之一变化。
在规定的工作温度范围内,传感器的热零点漂移应符合产品技术条件或详细规范的要求。
6.3.13 磁敏感轴方向
传感器的磁敏感轴方向应符合产品技术条件或详细规范的规定。对于双轴或三轴传感器,应分别
规定每一敏感轴相对于参考坐标的允许偏差角度。
6.3.14 正交度
正交度以接近90°的角度表示。对于双轴或三轴传感器,各敏感轴之间的正交度应符合产品技术
条件或详细规范的规定。
6.3.15 分辨力
传感器在规定条件下可检测出的被测磁场的最小变化量,单位为nT,分辨力应符合产品技术条件
或详细规范的要求。
6.4 环境适应性与可靠性
6.4.1 温湿度
6.4.1.1 低温
传感器经过低温试验后,外观应符合6.1.1的要求,相关性能应符合6.3的要求。
6.4.1.2 高温
传感器经过高温试验后,外观应符合6.1.1的要求,相关性能应符合6.3的要求。
6.4.1.3 温度变化
传感器经过温度变化试验后,外观应符合6.1.1的要求,相关性能应符合6.3的要求。
6.4.1.4 交变湿热
传感器经过交变湿热试验后,外观应符合6.1.1的要求,电气性能适用时应符合6.2的要求,相关性
能应符合6.3的要求。
6.4.2 机械性能
6.4.2.1 引出端强度
传感器经过引出端强度试验后,外观应符合6.1.1的要求,相关性能应符合6.3的要求。
6.4.2.2 焊锡接合强度
传感器经过焊锡接合强度试验后,外观应符合6.1.1的要求,相关性能应符合6.3的要求。
6.4.2.3 振动
传感器经过振动试验后,外观应符合6.1.1的要求,相关性能应符合6.3的要求。
6.4.2.4 冲击
传感器经过冲击试验后,外观应符合6.1.1的要求,相关性能应符合6.3的要求。
6.4.3 电磁兼容
除另有规定外,传感器应能在静电放电抗扰度试验过程中无损坏,且关键性能指标不超出规定的允
差范围。试验后,外观应符合6.1.1的要求,相关性能应符合6.3的要求。
7 试验方法
7.1 试验条件
7.1.1 环境条件
试验应在下列环境条件下进行:
a) 环境温度:10℃~30℃;
b) 相对湿度:40%~80%;
c) 干扰磁场:试验区内磁场的波动幅度应不大于传感器最大允许误差的5%;
d) 机械振动:无显著机械振动影响。
7.1.2 设备条件
试验用设备应经计量检定或校准合格且在有效期内,并应满足以下要求:
a) 磁场系统:
● 磁场范围:应覆盖传感器的测量范围;
● 磁场稳定性:应优于传感器最大允许基本误差的1/20;
● 工作区:应不小于传感器敏感区尺寸的3倍;
● 非均匀性:应不大于传感器最大允许基本误差的1/5。
b) 输出显示装置:量程应覆盖传感器输出的上下限,自身噪声应低于传感器的本底噪声。宜选用
低噪声的数字万用表或频谱分析仪作为测量读取装置。
c) 高低温试验箱:
● 温度范围:应覆盖传感器的工作温度和贮存温度范围;
● 偏差:应不大于±2℃;
● 若采用无磁干扰的高低温箱,其箱体内部杂散磁场应不大于10nT;对磁场背景要求极高
的传感器(如采用磁通门原理的传感器、采用巨磁阻抗效应的传感器),杂散磁场宜不大于
5nT。
7.2 外观
目测检查传感器的外观。试验结束后,外观应符合6.1.1的要求。
7.3 电气试验
7.3.1 静态工作电流试验
按图1连接测试电路,给传感器施加产品规定的标称工作电压。测量传感器的电源端(VCC)引脚
的电流,在输出端开路情况下所得电流值即为传感器的静态工作电流。试验结束后,静态工作电流应符
合6.2.2的要求。
7.3.2 输出信号试验
按图2连接测试电路,给传感器施加数个不同强度的磁场(覆盖其测量范围)和产品规定的标称工
作电压,观察并记录传感器输出的对应变化。试验结束后,输出信号应符合6.2.3的要求。
7.4 性能试验
7.4.1 基本误差
按以下方法测试传感器的基本误差。
a) 在室温下,将传感器置于零磁场环境,施加额定工作电压,然后从测量范围下限开始逐步增加
磁场至测量范围上限。测试点数量不少于7个,且至少包括测量范围的下限和上限。
b) 第i个测试点对应的标准磁场值(Bi),传感器在该点的理论输出值(U0i),实测输出值(Uri)。
按公式(1)计算第i个测试点的测量误差。
7.4.2 线性度
按以下方法测试传感器的线性度。
a) 在磁场测量范围内选取不少于7个测试点,其中至少包括测量范围的上下限。给传感器施加
额定工作电压,将传感器放置在磁场发生装置工作区的中心。施加约为满量程50%幅度的磁
场,旋转传感器并调整其朝向,使传感器输出电压达到最大值,并固定此朝向用于测试。
b) 控制磁场从负向最大值逐点增加至正向最大值(正向行程),再从正向最大值逐点减小至负向
最大值(反向行程)。在每个选定测试点上,记录标准磁场值、传感器供电电压和传感器输出
值。按公式(4)计算传感器的线性度。
7.4.3 灵敏度
按以下方法测试传感器的灵敏度:
a) 采用与7.4.2c)相同的线性拟合方法,得到传感器输出-磁场特性的拟合直线斜率(kB),该斜率
即为传感器的灵敏度(S);
b) 对于输出特性不含负向磁场区间的单极性传感器,可将测量范围以零磁场为分界分成两个区
段,分别按照上述方法计算各自区段的斜率,并综合确定传感器的灵敏度;
c) 如果传感器的输出幅值受供电电压影响(例如磁阻式、霍尔式、巨磁阻抗式传感器等),则应将
测得的灵敏度除以供电电压进行归一化,并注明所采用的供电电压值。
试验结束后,灵敏度应符合6.3.5的要求。
7.4.4 零点输出误差
按以下方法测试传感器的零点输出误差:
a) 利用磁屏蔽装置提供近零磁场环境。将传感器放置于屏蔽环境的工作区中心位置,记录传感
器在零磁场条件下正向放置时的输出值(U+);
b) 将传感器绕其磁敏感轴线旋转 -180°,记录传感器在零磁场条件下反向放置时的输出值
(U-);
c) 按公式(9)计算传感器的零点输出误差。
7.4.5 磁滞
按以下方法测试传感器的磁滞:
a) 以零磁场作为磁滞测量的观察点。先施加传感器工作范围内可承受的最大幅度负向磁场并维
持约30s,然后缓慢减小磁场至零(完成正向行程),记录此时传感器的输出值(U0+);
b) 再施加最大幅度正向磁场使传感器磁化饱和,然后缓慢减小磁场至零(完成反向行程),记录传
感器的输出值(U0-);
c) 按公式(10)计算传感器的磁滞。
7.4.6 磁噪声
按以下2种方法之一测试传感器的磁噪声:
a) 使用磁屏蔽装置屏蔽地磁场,提供近零环境磁场。将传感器置于屏蔽装置内,使用频谱分析仪
连续测量传感器输出噪声电压的频谱,测量时间不少于100s,采集数据不少于1000个点。
根据测得的输出电压噪声谱密度,按公式(11)计算传感器的磁噪声谱密度。
b) 使用磁屏蔽装置屏蔽地磁场,提供近零环境磁场。将传感器置于屏蔽装置内,采用数字万用表
以不大于1s的间隔连续采集传感器输出电压值,采样点数宜不少于100个。按公式(12)计
算传感器输出在该时间段内的峰-峰值噪声。
试验结束后,磁噪声应符合6.3.8的要求。
7.4.7 幅频响应
按以下方法测试传感器的幅频响应:
a) 保持磁场幅值恒定,通过磁场线圈施加不同频率的交变磁场;
b) 在初始频率下测量传感器输出幅值(Uf1);
c) 保持磁场幅值大小不变,逐步提高频率,记录各频率下传感器的输出幅值(Ufi),按公式(13)计
算传感器在该频率点的幅频响应。
d) 得到传感器输出值与频率的校准曲线Ufi-f;
e) 确定传感器输出幅值相对于初始低频值衰减3dB时对应的频率,该频率即为传感器的截止
频率。
注:从初始低频起至截止频率范围内的频率范围定义为传感器带宽。
试验结束后,幅频响应应符合6.3.9的要求。
7.4.8 响应时间
向传感器施加幅值为标称满量程的阶跃磁场信号,阶跃上升时间应远小于传感器响应时间,记录传
感器的输出响应曲线。测量输出信号与被测信号分别升至幅值90%所经历的时间间隔,为传感器的响
应时间。
试验结束后,响应时间应符合6.3.10的要求。
7.4.9 热灵敏度漂移
热灵敏度漂移测试原理图见图3,高低温箱放置于磁场系统内部,传感器放置于高低温箱内部。按
以下方法测试传感器的热灵敏度漂移:
a) 根据传感器使用要求选择温度测试点,可为3个~7个,尽量均匀覆盖工作温度范围,宜包括
上限、下限及中间点;
图3 热灵敏度漂移测试原理图
b) 将传感器置于磁场系统工作区中心,在高低温箱中设置第一个温度点,宜为25℃,温度稳定至
设定值,宜不小于30min,按照6.4.3的方法测试该温度下传感器的灵敏度(kB,T1);
c) 逐一将环境温度改变至其他各测试点,温度点测试顺序为先从第一个温度点加至温度上限,然
后再......
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