磁阻传感器介绍

磁阻传感器是磁性传感器的一种，是最近比较新的一种磁场测量元件。它在电流测量、接近传感、线性速率或者转动速率传感、定向、磁异常检测，角度、位置和位移测量等许多传感测量问题上提供了独特的解决方案。下面从磁阻传感器的工作原理和实际应用两方面对磁阻传感器进行一下简要介绍：

一、工作原理：

磁阻传感器是利用磁阻效应进行磁场测量的传感器元件。按照不同的制作工艺方式又可以分为AMR(各向异性磁阻传感器)、TMR（隧道型磁阻传感器）和GMR（巨磁阻传感器）三种。下面简要介绍一下磁阻传感器的工作原理:

1、磁阻效应：磁阻效应是指某些金属或者半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的一种现象。

2、磁阻传感器就是利用磁阻效应制作的感应测量装置。按照不同的制作工艺分为AMR、TMR和GMR三种。

3、磁阻传感器的优势和劣势

目前在市场上的磁性传感器有霍尔器件、霍尔集成电路、磁敏二极管、磁敏三极管、半导体磁阻元件等等。现有磁性传感器应用比较广泛的是霍尔器件和磁阻器件两种，下面简要分析一下磁阻传感器对比霍尔传感器的优势和劣势：

优势：

A、灵敏度高于霍尔传感器

B、线性度和温度系数都好于霍尔传感器，测量更为精确。

劣势：

A、测量方法目前没有霍尔器件成熟。

B、电路结构比较复杂。

二、磁阻传感器应用：

磁阻传感器目前市场应用比较广泛，主要应用于汽车、航海、电子消费类等几个领域。下面根据产品类型的不同介绍一下磁阻传感器的应用。

（1）电子罗盘：

通过测量地磁场变化来辨别行驶的方向和角度。目前市场主要的产品是数字电子罗盘。主要应用于海运，车辆远程控制、车辆GPS导航系统等。

（2）消费类电子的应用：

GMR（巨磁阻传感器）目前在消费类电子产品应用比较广泛，并且技术相对成熟。主要是用于一下几个方面

a、笔记本或者翻盖手机的合盖动作控制

b、存贮介质的读取。主要是用作硬盘读取的磁头。

（3）智能交通方面的应用：

利用磁阻传感器测量车辆通过是引起的地磁变化来对车辆进行检测，目前可以应用的方向有：

a、车辆导航：将磁阻传感器装在汽车上。通过检测地磁场的变化来判断车辆的运行方向

b、智能收费系统：用磁阻传感器检测车辆通过时引起的磁场变化，从而进行智能判断。可以应用的方向是停车场和收费站的车辆检测。

（4）电流检测：

通过检测电流磁场的变化测试出电流的大小。目前GMR和TMR两种磁阻传感器都可以应用于电流大小的检测。磁阻电流传感器目前处在研发状态，TMR和GMR两种磁阻传感器都可以作为测量器件，市场上比较成熟的电流传感器多为霍尔电流传感器。磁阻传感器的优势在于灵敏度高，温度特性好，线性度好，GMR和TMR磁阻传感器都可以进行精密电流或者是小电流的测量。但是目前使用磁阻传感器测量电流的产品目前还没有成熟方案，也没有相应产品问世。

（5）速度、位移传感器：

磁阻位移传感器是利用永磁体作为参照物，测量磁阻传感器和永磁体相对的位置变化来测量位移。目前GMR和TMR两种磁阻传感器都可以作为测量工具。利用GMR的特性制造的精密位移传感器可以应用于汽车电子点火系统、机器人以及机器手智能控制系统、精密车床的位置控制系统。

磁阻测速只要是利用永磁体经过磁阻传感器的变化来测量旋转物体的速度。操作方式主要是在旋转物体上安装一个永磁体，利用磁阻传感器来测量永磁体的位置变化。从而得到旋转物体的速度。磁阻可以应用的测速领域主要分两大类。第一类是民用仪表，主要实现水表、电表、热量表等民用仪表的测量，同时使用多个磁阻传感器可以实现智能抄表或者远程抄表的功能。第二类主要是用于与车辆或者精密转速的测量。GMR和TMR传感器都具有很好的灵敏度和温度特性，可以完全替代现在使用的霍尔传感器进行速度测量。并且它们良好的温度特性和精度测量都会有很巨大的市场前景。

（6）医用和生物传感器方面的应用：

医用和生物传感器方面主要是应用于细胞、抗体或者病毒等微小物体的探测。应用方式是先将被测物体磁化，然后使用巨磁阻传感器来检测被测物体的位置。可以应用于医学以及临床分析、DNA分析、环境污染监控等等。高灵敏度的GMR磁场传感器也可以应用于心电图、脑电图等高精密仪器上，来诊断肿瘤等病变位置等等。

（7）在磁介质探测和磁性油墨鉴伪点钞机上应用：

磁介质探测和磁性油墨主要是将一些特定信息写于测介质上，然后利用磁阻传感器将这些特有的信息读出，进行探测和真伪鉴别。目前主要用在磁性墨迹的识别、磁性编码的读出、细小磁性微粒的探测、介质磁性签字的鉴别。目前该项技术可以使用巨磁阻传感器实现。

三、总结

目前磁阻测量正好是一个方兴未艾的产业。目前感觉正处于研究阶段，磁阻传感器在非接触类测量上具有精度高、灵敏度高、线性度好、温度特性好等优势，它的应用前景应该是非常广阔的。配合现在的高速高精度运算器，可以在智能测量，智能管理系统上会有很大的市场前景。