GMR效應(yīng)

　　一、GMR效應(yīng)的簡(jiǎn)介

　　2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)分別授予來(lái)自德國(guó)于利希亥姆霍茲研究中心的彼得·格林貝格爾(Peter Gruenberg)和來(lái)自法國(guó)巴黎第十一大學(xué)的阿爾貝·費(fèi)爾(Albert Fert)教授。這兩位獲獎(jiǎng)?wù)咴谏鲜兰o(jì)80年代獨(dú)立進(jìn)行巨磁阻（GMR）研究，因相繼發(fā)現(xiàn)巨磁阻效應(yīng)而雙雙榮獲本年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。外部磁場(chǎng)通過(guò)巨磁阻效應(yīng)可使磁性材料薄層的電阻發(fā)生巨大變化。GMR效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)為結(jié)構(gòu)緊湊的計(jì)算機(jī)硬盤(pán)的全新讀取磁頭的開(kāi)發(fā)鋪平了道路，可將個(gè)人計(jì)算機(jī)、便攜式音樂(lè)播放器（MP3播放器）和攝像機(jī)的硬盤(pán)存儲(chǔ)容量提高至數(shù)吉字節(jié)。

　　GMR效應(yīng)是由幾納米厚的多層金屬膜的磁場(chǎng)產(chǎn)生的電阻變化導(dǎo)致的。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，該金屬膜由具備固定的穩(wěn)定磁化方向（參考方向）的參考層和磁化方向由外部磁場(chǎng)決定（如指南針）的傳感層構(gòu)成。傳感層和參考層通過(guò)僅為幾個(gè)原子厚的銅層隔開(kāi)，從而產(chǎn)生GMR效應(yīng)。施加的磁場(chǎng)和傳感器參考層之間的角度決定了金屬膜的電阻變化。

　　二、GMR效應(yīng)的發(fā)展?fàn)顩r

　　巨磁電阻效應(yīng)自發(fā)現(xiàn)以來(lái)即引起各國(guó)企業(yè)界及學(xué)術(shù)界的高度重視，GMR效應(yīng)已成為當(dāng)前凝聚態(tài)物理5個(gè)熱點(diǎn)之一。1994年，美國(guó)的NVE公司首先實(shí)現(xiàn)巨磁電阻（GMR）效應(yīng)的產(chǎn)業(yè)化，并銷(xiāo)售巨磁電阻磁場(chǎng)傳感器。1998年，美國(guó)的IBM公司成功地把GMR效應(yīng)應(yīng)用在計(jì)算機(jī)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器上，研制出巨磁電阻（GMR）磁頭。巨磁電阻（GMR）磁頭的應(yīng)用帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，打破了信息高速公路圖像傳遞存儲(chǔ)的瓶頸，目前存儲(chǔ)密度已高達(dá)56GB/平方英寸。世界GMR磁頭的市場(chǎng)總額每年400億美元。更令人可喜的是，2001年美國(guó)的摩托羅拉公司宣布成功研制出GMR磁隨機(jī)讀取存儲(chǔ)器，這種存儲(chǔ)器將預(yù)示1000億美元的市場(chǎng)容量。隨著人們對(duì)GMR效應(yīng)深入的研究和開(kāi)發(fā)利用，一門(mén)以研究電子自旋作用為主同時(shí)開(kāi)發(fā)相關(guān)特殊用途器件的新學(xué)科—自旋子學(xué)逐漸興起起來(lái)。最近，美國(guó)自然科學(xué)基金會(huì)（NSF）提出：自旋子學(xué)科的發(fā)展及應(yīng)用將預(yù)示著第四次工業(yè)革命的到來(lái)。通過(guò)香山科學(xué)會(huì)議，我國(guó)制定了GMR高技術(shù)研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃，并把GMR效應(yīng)的研究及應(yīng)用開(kāi)發(fā)列為我國(guó)將要重點(diǎn)發(fā)展的七個(gè)領(lǐng)域之一。但是由于技術(shù)、資金及設(shè)備等諸多因素，GMR的研究在國(guó)內(nèi)還局限于實(shí)驗(yàn)室的水平。

GMR磁場(chǎng)傳感器的優(yōu)勢(shì)所在

　　GMR磁場(chǎng)傳感器和光電等傳感器相比，具有功耗小、可靠性高、體積小、能工作于惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。這些都是現(xiàn)有傳統(tǒng)傳感器所不能相比的。另一方面，在制造成本上，GMR磁場(chǎng)傳感器并不高于其它普通傳感器，甚至大大低于某些傳感器。

GMR磁場(chǎng)傳感器的工作原理

　　磁電阻（GMR）效應(yīng)是1988年發(fā)現(xiàn)的一種磁致電阻效應(yīng)，由于相對(duì)于傳統(tǒng)的磁電阻效應(yīng)大一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，因此名為巨磁電阻(Giant Magnetoresistanc)，簡(jiǎn)稱(chēng)GMR。　　1. 巨磁電阻（GMR）原理，見(jiàn)圖一。

　　巨磁電阻（GMR）效應(yīng)來(lái)自于載流電子的不同自旋狀態(tài)與磁場(chǎng)的作用不同，因而導(dǎo)致的電阻值的變化。這種效應(yīng)只有在納米尺度的薄膜結(jié)構(gòu)中才能觀測(cè)出來(lái)。賦以特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這種效應(yīng)還可以調(diào)整以適應(yīng)各種不同的性能需要。

　　反鐵磁耦合時(shí)（外加磁場(chǎng)為0）處于高阻態(tài)的導(dǎo)電輸出特性，電阻：R1/2

　　外加磁場(chǎng)使該磁性多層薄膜處于飽和狀態(tài)時(shí)（相鄰磁性層磁矩平行分布），而電阻處于低阻態(tài)的導(dǎo)電輸出特性，電阻：R2*R3/（R2+R3），R2>R1>R3

　　圖1、利用兩流模型來(lái)解釋GMR的機(jī)制

　　2. 巨磁電阻（GMR）傳感器原理，見(jiàn)圖二。

　　巨磁電阻（GMR）傳感器將四個(gè)巨磁電阻（GMR）構(gòu)成惠斯登電橋結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以減少外界環(huán)境對(duì)傳感器輸出穩(wěn)定性的影響，增加傳感器靈敏度。工作時(shí)圖中“電流輸入端”接5V~20V的穩(wěn)壓電壓，“輸出端”在外磁場(chǎng)作用下即輸出電壓信號(hào)。

　　圖2（1）：惠斯凳電橋在磁場(chǎng)傳感器應(yīng)用中的原理

　　圖2（2）：惠斯凳電橋中R1和R2在外加磁場(chǎng)作用下的變化情況

　　3. 巨磁電阻（GMR）傳感器性能，見(jiàn)圖三，表一。

　　圖三所示為巨磁電阻（GMR）傳感器在外場(chǎng)中的性能曲線(xiàn)，表明該傳感器在±200Oe的磁場(chǎng)范圍類(lèi)有較好的線(xiàn)性。

　　圖3：巨磁電阻（GMR）在外加磁場(chǎng)下的性能曲線(xiàn)

　　表一 各公司巨磁電阻（GMR）傳感器性能對(duì)照

　　4.產(chǎn)品使用說(shuō)明

　　a . 巨磁電阻（GMR）傳感器作為一種有源器件，其工作必須提供5~20V的直流電源。而且該電源的穩(wěn)定性直接影響傳感器的測(cè)試精度，因此要求以穩(wěn)壓電源提供；使用中也應(yīng)避免過(guò)電壓供電；

　　b .巨磁電阻（GMR）傳感器作為一種高精度的磁敏傳感器，對(duì)使用磁環(huán)境也有一定的要求，其型號(hào)選用應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境的磁場(chǎng)大小來(lái)決定；

　　c. 巨磁電阻（GMR）傳感器對(duì)磁場(chǎng)的靈敏度與方向有關(guān)。其外形結(jié)構(gòu)上標(biāo)注的敏感軸為傳感器對(duì)磁場(chǎng)最為靈敏的方向，

　　參見(jiàn)圖四。當(dāng)不平行時(shí)，靈敏度降低，其關(guān)系為

　　Sθ=S0COSθ

　　其中Sθ為磁場(chǎng)方向與傳感器敏感軸間的夾角為θ時(shí)的靈敏度，S0為磁場(chǎng)方向與傳感器敏感軸平行時(shí)的靈敏度。

　　圖4 巨磁電阻（GMR）傳感器外形結(jié)構(gòu)及接線(xiàn)圖

　　d. 對(duì)于輸出特性相對(duì)于外磁場(chǎng)為偶函數(shù)時(shí)，則將傳感器作為測(cè)量使用時(shí)需要外加偏置磁場(chǎng)。理想情況偏置磁場(chǎng)的大小為傳感器保持線(xiàn)性范圍磁場(chǎng)的1/2。

GMR磁場(chǎng)傳感器的應(yīng)用分析

　　1、GMR磁場(chǎng)傳感器可用來(lái)導(dǎo)航及用于高速公路的車(chē)輛監(jiān)控系統(tǒng)　　地球是一個(gè)大磁鐵，地球表面的磁場(chǎng)大約為0.5Oe，地磁場(chǎng)平行地球表面并始終指向北方。利用GMR薄膜可做成用來(lái)探測(cè)地磁場(chǎng)的高級(jí)羅盤(pán)。當(dāng)可以同時(shí)探測(cè)平面內(nèi)磁場(chǎng)X和Y方向分量的GMR磁場(chǎng)傳感器固定在交通工具上，瞬間航向與地球北極的夾角可通過(guò)GMR傳感器的X和Y方向的電壓相對(duì)改變而確定下來(lái)。圖3顯示這種傳感器的具體工作原理。GMR磁場(chǎng)傳感器隨輪船的方向改變而改變其和地磁場(chǎng)的夾角，相對(duì)來(lái)說(shuō)，也可以等效為地磁場(chǎng)的方向在改變。我們已研制出能夠探測(cè)磁場(chǎng)X和Y方向分量的集成GMR傳感器。此傳感器可作為羅盤(pán)并應(yīng)用在各種交通工具上作為導(dǎo)航裝置。美國(guó)的NVE公司已經(jīng)把GMR傳感器用在車(chē)輛的交通控制系統(tǒng)。我們知道，各種不同的車(chē)輛（物體）在外界都有其自身特征的磁場(chǎng)分布。通過(guò)用GMR弱場(chǎng)傳感器可探測(cè)各種車(chē)輛的磁場(chǎng)分布進(jìn)而確定該車(chē)輛的型號(hào)。利用GMR傳感器不僅可探測(cè)靜止車(chē)輛的狀況進(jìn)而用在交通燈處的交通控制和停車(chē)場(chǎng)處停車(chē)位置的監(jiān)控，而且也可探測(cè)移動(dòng)車(chē)輛的情況。具體來(lái)說(shuō)，放置在高速公路邊的GMR傳感器可以計(jì)算和區(qū)別通過(guò)傳感器的車(chē)輛。如果同時(shí)分開(kāi)放置兩個(gè)GMR傳感器，還可以探測(cè)出通過(guò)車(chē)輛的速度和車(chē)輛的長(zhǎng)度，當(dāng)然GMR也可用在公路的收費(fèi)亭，從而實(shí)現(xiàn)收費(fèi)的自動(dòng)控制。另外高靈敏度和低磁場(chǎng)的傳感器可以用在航空、航天及衛(wèi)星通信技術(shù)上。大家知道，在軍事工業(yè)中隨著吸波技術(shù)的發(fā)展，軍事物件可以通過(guò)覆蓋一層吸波材料而隱蔽，但是它們無(wú)論如何都會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，因此通過(guò)GMR磁場(chǎng)傳感器可以把隱蔽的物體找出來(lái)。當(dāng)然，GMR磁場(chǎng)傳感器可以應(yīng)用在衛(wèi)星上，用來(lái)探測(cè)地球表面上的物體和底下的礦藏分布。

　　磁場(chǎng)傳感器的導(dǎo)航原理

　　2、GMR磁場(chǎng)傳感器可來(lái)探測(cè)DC、AC電流及用作隔離器和電子線(xiàn)路中的反饋系統(tǒng)（開(kāi)關(guān)電源）

　　眾所周知，通電導(dǎo)線(xiàn)周?chē)鷮a(chǎn)生磁場(chǎng)，其磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與通電電流的大小成正比。若將GMR磁場(chǎng)傳感器及環(huán)形軟磁集磁通器放置在通電導(dǎo)線(xiàn)附近，則由GMR傳感器的輸出電壓可以測(cè)量導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)的電流。我們已利用反鐵磁耦合的FeNi/FeCo/Cu的多層膜和集成的永磁薄膜作為偏場(chǎng)，并研制出線(xiàn)性測(cè)量范圍正負(fù)200Oe的惠斯通電橋傳感器。利用這種傳感器可探測(cè)電流高達(dá)10,000安培的直流和交流。目前有三種辦法可用來(lái)探測(cè)電流：電阻短路的辦法，其缺點(diǎn)在于引入一電壓降和這種方法不能提供上下級(jí)的隔離。電流轉(zhuǎn)換器則基于安培定理，但是其僅僅用來(lái)探測(cè)直流。GMR磁場(chǎng)傳感器不僅可用來(lái)探測(cè)直流和交流而且還可保證上下級(jí)隔離。隨著半導(dǎo)體集成技術(shù)的發(fā)展，目前已把GMR薄膜傳感器和集成線(xiàn)路板結(jié)合在一起，從而實(shí)現(xiàn)了小型化、集成化，提高了靈敏度和降低了成本。另外電流探測(cè)原理，目前已經(jīng)用作隔離器、開(kāi)關(guān)電源和無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)。隔離器主要是把高電壓及高電流情況下的初級(jí)信號(hào)通過(guò)電壓/頻率轉(zhuǎn)換并傳給下一級(jí)，在下一級(jí)再通過(guò)頻率/電壓轉(zhuǎn)換成為電壓或電流信號(hào)，因此上下級(jí)而不相互干擾。這種探測(cè)電流大小的隔離器已被葡萄牙的一家公司所采用。至于開(kāi)關(guān)電源，我們利用兩次沉積自旋閥多層膜的辦法，已研制出可探測(cè)微安級(jí)的交直流及探測(cè)磁場(chǎng)范圍在正負(fù)20Oe的GMR磁場(chǎng)傳感器。并且與西班牙的一所大學(xué)合作，成功地把這種傳感器用在開(kāi)關(guān)電源線(xiàn)路中作為反饋系統(tǒng)，可改善其頻率輸出特性高達(dá)1MHz。至于在無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用：大家知道，有刷直流電機(jī)是用接觸碳刷或金屬片做整流子供電，使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。這種接觸式整流子因摩擦給電機(jī)帶來(lái)非常不好的影響，比如使用壽命短、噪音大、有火花、產(chǎn)生干擾電磁波等。如果用GMR傳感器代替電機(jī)的摩擦整流子，那么就可以避免因電刷摩擦而帶來(lái)的影響，而且還可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)及其調(diào)速和穩(wěn)速的目的。因此，它的穩(wěn)定性和可靠性都非常高。另外，這種無(wú)刷電機(jī)轉(zhuǎn)矩-重量比較大，速度轉(zhuǎn)矩特性的線(xiàn)性度比較好。圖.給出了測(cè)量電流的原理圖。

　　3、GMR傳感器可用來(lái)測(cè)量微小的位移及其相關(guān)的應(yīng)用

　　磁場(chǎng)傳感器來(lái)探測(cè)被測(cè)物體的位移的原理是通過(guò)利用一永磁鐵作為參照物，參照物相對(duì)于磁傳感器的運(yùn)動(dòng)可等效為磁敏器件在均勻梯度的磁場(chǎng)中的移動(dòng)，因此磁場(chǎng)傳感器的輸出則反映著磁場(chǎng)傳感器或永磁鐵的位移量。下圖給出一圓柱磁鋼及其周?chē)拇艌?chǎng)分布。我們已研制出一種能同時(shí)探測(cè)X—Y方向位移的磁場(chǎng)傳感器。由于采用集成技術(shù)，可使該磁場(chǎng)傳感器小型化，同時(shí)提高了精度。這種傳感器已成功運(yùn)用在機(jī)器人及機(jī)械手的控制系統(tǒng)，并使其智能化和拿取、放置物體。另外也使機(jī)器人具有識(shí)別物體的功能。這種位移傳感器也可用在電梯及相應(yīng)的升降系統(tǒng)作為控制系統(tǒng)。此外，可以用GMR位移傳感器改造某些傳統(tǒng)的工業(yè)儀表，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。例如，浮子流量計(jì)是一種得到廣泛應(yīng)用的非電量?jī)x表，如果改用磁性浮子和外配一個(gè)GMR磁位移傳感器，就能制成一個(gè)有電壓輸出的數(shù)字型位移傳感器。在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中，為了實(shí)現(xiàn)電子點(diǎn)火，往往需要精密堅(jiān)固的位移傳感器來(lái)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)主軸的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)角，決定點(diǎn)火時(shí)間。以前多用霍爾元件，現(xiàn)在完全可以用GMR替代，從而提高工作溫度范圍和降低磁場(chǎng)觸發(fā)磁場(chǎng)的強(qiáng)度。GMR位移傳感器也可用在精密機(jī)床上來(lái)提高機(jī)械加工的精度。活塞在氣缸中的運(yùn)動(dòng)情況也可以通過(guò)GMR位移傳感器給探測(cè)出來(lái)。

　　4、GMR角度位移及角速度傳感器和相關(guān)應(yīng)用

　　為了測(cè)量一物體的轉(zhuǎn)動(dòng)角度的大小，往往可以通過(guò)探測(cè)磁鋼因轉(zhuǎn)動(dòng)而造成其磁場(chǎng)的方向相對(duì)于固定的GMR磁場(chǎng)傳感器的改變，我們研制出的可探測(cè)平面內(nèi)磁場(chǎng)方向和大小的GMR磁場(chǎng)傳感器可以探測(cè)相對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)的磁鋼的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。當(dāng)一塊磁鐵固定在轉(zhuǎn)動(dòng)輪子的邊沿而GMR磁場(chǎng)傳感器固定在輪子的旁邊并保持一定的距離時(shí)，參考磁鐵隨輪子而轉(zhuǎn)動(dòng)，每當(dāng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，就會(huì)使產(chǎn)生一電壓脈沖輸出。下圖給出角速度傳感器的原理圖。我們利用集成技術(shù)已研制出專(zhuān)用來(lái)測(cè)量角速度即轉(zhuǎn)速的數(shù)字式自旋閥GMR磁傳感器。該磁敏傳感器可探測(cè)各種情況下的角速度。該類(lèi)GMR磁場(chǎng)傳感器可用在各種遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，在這里包括了煤氣、水、電表的數(shù)字式的處理。隨著自動(dòng)化水平的提高，對(duì)于數(shù)字式的各種儀表的需求量越來(lái)越大。我們已與遼寧萬(wàn)恒科技有限公司建立了聯(lián)系。該公司需要大量數(shù)字式GMR磁傳感器應(yīng)用在遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)。在汽車(chē)（摩托）工業(yè)中，GMR磁場(chǎng)傳感器可用在剎車(chē)系統(tǒng)（ABS），通過(guò)探測(cè)角速度進(jìn)而起到制動(dòng)作用。不久我國(guó)將加入世貿(mào)組織（WTO），因此汽車(chē)（摩托車(chē)）的防爆剎車(chē)系統(tǒng)的研制和利用的確是勢(shì)在必行。至于電機(jī)馬達(dá)行業(yè)，為了得到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的工作狀態(tài)，轉(zhuǎn)速的測(cè)量和控制需要用GMR傳感器來(lái)測(cè)量角速度并通過(guò)反饋系統(tǒng)可得到穩(wěn)定的角速度輸出。同時(shí)，GMR角速度傳感器也可用在洗衣機(jī)行業(yè)。隨著機(jī)算機(jī)的存儲(chǔ)密度的提高，對(duì)伺服系統(tǒng)的要求也在提高，對(duì)于磁盤(pán)轉(zhuǎn)速的控制的精度也在提高，因此磁場(chǎng)角速度傳感器將會(huì)應(yīng)用在該領(lǐng)域。另外，利用GMR薄膜材料可研制出各種用途的磁性編碼器。磁性編碼器的優(yōu)點(diǎn)在于不易受塵埃、結(jié)露、影響、對(duì)潮濕氣體和污染不敏感，同時(shí)其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，可高速運(yùn)轉(zhuǎn)，而且其響應(yīng)速度快（納秒級(jí)），體積比光學(xué)式編碼器小，而成本更低，且易將多個(gè)元件精確地集成，比用光學(xué)元件和半導(dǎo)體霍爾磁敏元件更容易構(gòu)成新功能器件和多功能器件。由于磁性編碼器具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)，因而近年來(lái)在高精度測(cè)量控制領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷增加，其市場(chǎng)需求量每年以20-30%的速度增長(zhǎng)。在高速度、高精度、小型化、集成化及長(zhǎng)壽命的要求下，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，磁性編碼器以其突出特點(diǎn)而獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，成為發(fā)展高技術(shù)的關(guān)鍵。

　　5、GMR醫(yī)用及生物磁場(chǎng)傳感器

　　人體之中存在著各種形式的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，它們是機(jī)體完成必要的生理功能的前提和保證，因此檢測(cè)這些生物機(jī)械運(yùn)動(dòng)，無(wú)論對(duì)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)還是對(duì)臨床醫(yī)學(xué)來(lái)講，都具有十分重要的意義。以前，由于必須利用體積大和功率高、價(jià)格貴的超導(dǎo)量子磁強(qiáng)計(jì)而局限在方面醫(yī)學(xué)的發(fā)展。高靈敏度及集成化的GMR磁敏傳感器的出現(xiàn)為這些機(jī)械運(yùn)動(dòng)和病變部位的非接觸式的探測(cè)提供了方便，并推動(dòng)其發(fā)展。下面介紹幾種特殊在此方面的應(yīng)用。磁性生物傳感器的原理如下圖所示：首先各種各樣的細(xì)胞、蛋白質(zhì)、抗體、病原體、病毒、DNA可以用納米級(jí)的磁性小顆粒來(lái)標(biāo)記，也就是首先是這些被探測(cè)的對(duì)象磁性化，進(jìn)而在用高靈敏度的GMR磁場(chǎng)傳感器來(lái)探測(cè)它們的具體位置。這種也可用于醫(yī)學(xué)及臨床分析、DNA分析、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。高靈敏度的GMR傳感器也可用在用來(lái)腦電圖、心機(jī)圖等的高精度的儀器設(shè)備上，來(lái)診斷類(lèi)似于腦腫瘤病變的問(wèn)題。利用GMR磁場(chǎng)傳感器可以檢測(cè)眼球運(yùn)動(dòng)、眼瞼運(yùn)動(dòng)的方法，這有助于定量評(píng)價(jià)和研究困倦、視力疲勞現(xiàn)象，和診斷某些眼科疾病。

　　6、GMR磁敏傳感器在磁性介質(zhì)的探測(cè)和在磁性油墨鑒偽點(diǎn)鈔機(jī)中的應(yīng)用

　　磁場(chǎng)傳感器可以探測(cè)不同的磁性介質(zhì)。在這種應(yīng)用中，磁性介質(zhì)攜帶著要被探測(cè)的信息。磁性介質(zhì)是有非磁性的基體和磁性材料組成，磁性材料放置在基體內(nèi)或基體的表面。當(dāng)攜帶著信息的磁性介質(zhì)掃過(guò)GMR磁場(chǎng)傳感器時(shí)，則特有的信息被探測(cè)出來(lái)。傳感器的輸出依賴(lài)于磁性介質(zhì)的性能、工作縫隙的距離和傳感器的靈敏度。目前主要用在磁性墨跡的識(shí)別、磁性編碼的讀出、細(xì)小磁性微粒的探測(cè)、介質(zhì)磁性簽字的鑒別。

　　7、GMR磁敏加速度傳感器

　　加速度傳感器是通過(guò)測(cè)量被加速運(yùn)動(dòng)物體的慣性力來(lái)確定加速度的測(cè)量裝置。根據(jù)牛頓定律，被加速物體有一種慣性力，其大小等于它的質(zhì)量和加速度的乘積，而其方向與加速度方向相反。由于這種慣性力的存在，使被加速系統(tǒng)中懸掛的彈性片發(fā)生彎曲，其彎曲量可由GMR磁敏器件進(jìn)行測(cè)量，從而得到系統(tǒng)的加速度。

GMR磁場(chǎng)傳感器的發(fā)展?fàn)顩r

　　GMR磁場(chǎng)傳感器由于其靈敏度高、熱穩(wěn)定性好、探測(cè)磁場(chǎng)范圍寬而完全可取代霍爾及磁阻（AMR）元件，進(jìn)而廣泛應(yīng)用在信息、電機(jī)、電子電力、能源管理、汽車(chē)、磁信息讀寫(xiě)及工業(yè)自動(dòng)控制等領(lǐng)域。　　磁場(chǎng)傳感器通過(guò)探測(cè)交直流磁場(chǎng)，交直流電流，位移及角速度等物理量而運(yùn)用于信息、自動(dòng)化控制及電力電子等行業(yè)。信息產(chǎn)業(yè)部“十五”規(guī)劃和二00五年遠(yuǎn)景目標(biāo)明確指出：“加入世貿(mào)（WTO）后，對(duì)于我國(guó)基本上還是‘外殼產(chǎn)業(yè)’的信息產(chǎn)品制造業(yè)來(lái)說(shuō)，將面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)和挑戰(zhàn)”。如何擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，掌握核心技術(shù)是每個(gè)企業(yè)急需解決的問(wèn)題。

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