巨磁电阻传感器
       

           磁传感器主要用来检查磁场的存在、强弱、方向和变化等。磁传感器的品种很多，磁电阻传感器是其中的一类。传统磁电阻传感器主要有半导体(In，Sb)及软磁合金两种，半导体磁电阻元件具有MB大及线性度好的优点，但所需磁场较高，温度稳定性较差；软磁合金薄膜元件饱和场低，故低场灵敏度高，但其MR数值不高。GMR元件具有巨大的GMR值和较大的磁场灵敏度等特点，用来替代传统磁电阻传感器，可大大提高传感器的分辨率、灵敏度、精确性等指标。特别是在微弱磁场的传感器方面，则显示出了更大的优越性。在GMR传感器以前，人们使用的磁电阻传感器主要是利用AMR效应材料。AMR材料制成的传感器，具有体积小、灵敏度高、阻抗低、抗恶劣环境、价格低廉等优点。但由于AMR磁电阻率变化小，在检测微弱磁场时受到限制。利用GMR效应的传感器继承了AMR传感器的优点，并且，由于GMR磁电阻变化率大，使它能传感微弱磁场，扩大了磁电阻传感器的测量范围和应用面，呈现出广阔的应用前景。采用GMR材料制作磁性旋转编码器，除具有灵敏度高、准确性好的特点外，还具有耐高温、耐腐蚀等恶劣环境的能力，可替代耐恶劣环境能力差的光电式编码器，被广泛用于汽车电子技术、机电一体化控制等领域。当今在家用电器、汽车和自动控制方面涉及到的角度、转速、加速度、位移等物理量均可以利用GMR磁传感器制成的高灵敏度、高分辨率的磁传感器件来控制。由于磁传感器灵敏度不受物体变化速度的影响，再加上抗恶劣环境和长寿命的优点，使其在各类运动传感器中有极大的竞争力。如在先进的录象机中，采用磁电阻传感器精密地控制其转速的变化，如录象机精密齿节MB传感器(FPM)，采用GMR材料后，其灵敏度提高6倍，可分辨15μm的磁齿节。在汽车工业中使用磁传感器监控转速，以改变汽车刹车的抱死系统(ABS)，为此，著名的福特和丰田公司均投入巨资支持GMR的研究。GMR传感器也可用于公路上无人驾驶系统、收费系统和卫星定位系统。GMR还可以制成安全检查设备、电子罗盘等。最近开发了一种对磁标记的生物样本进行检测的GMR生物传感器。把磁性颗粒表面包一层合适的抗体，这种抗体只与特定的被分析物(如病毒，细菌等)结合，则这些磁性颗粒可被用作生物示踪。把由磁性颗粒组成的检测溶液分散到装有GMR传感组件的集成电路芯片上，GMR传感器组件本身也包上同样的抗体。溶液中的被分析物就会与传感器结合，并带上磁标记。磁标记的磁边缘场对GMR组件产生作用并改变其电阻。通过检测这些GMR组件的电性能，就能够直接进行检测溶液中的被分析物的浓度等方面的分析。GMR传感器有广阔的应用领域和开发前景。