磁傳感器在很多領域都有著重要作用，作為一類大家熟知的傳感器類型，縱觀磁傳感器的發(fā)展，可以分為以下幾個階段，從霍爾效應的磁傳感器，到各向異性磁阻效應的AMR磁傳感器，到基于巨磁電阻的GMR磁傳感器，再到基于隧道磁阻的TMR磁傳感器。

巨磁阻效應是指磁性材料的電阻率在有外磁場作用時較之無外磁場作用時存在巨大變化的現(xiàn)象。簡單來說如果某種條件下物質在磁場中電阻率減小的幅度非常大，就稱為巨磁阻效應。GMR傳感一般也采用橋式構造，功耗、響應時間、溫漂等傳感指標和AMR傳感較為相近，但是磁電阻比會比AMR大很多，其磁電阻比ΔR/Rmin一般在15%左右。GMR因為更高的技術門檻，比基于霍爾效應的磁傳感以及基于各向異性磁阻效應的AMR磁傳感更少見。

模擬輸出式GMR角度傳感應用

角度傳感一直是磁性傳感器的重要應用方向，從低端到高端，從標準化到專用于汽車、工業(yè)和消費類，GMR在其中都有很好的應用場景。角度傳感器通過使用單片集成磁阻元件測量正弦和余弦角分量來檢測施加磁場的方向。GMR傳感器非常適合具有寬角度范圍的應用，例如無刷直流電機或轉向傳感器。經(jīng)過預先校準，GMR傳感可以立即使用，不同級別的信號處理集成使設計人員能夠優(yōu)化系統(tǒng)分區(qū)。

GMR角度傳感器在高溫下能否保持穩(wěn)定是應用中常遇到一類問題，電機高溫環(huán)境會導致磁石的磁場強度下降，從而導致傳感器輸出幅值下降。如果角度計算依靠幅值，幅值隨溫度變化而變化后，必然會影響角度精度。模擬輸出式的GMR角度傳感器可以計算通過振幅的比值Sin÷Cos來測算，那么即使高溫下的傳感器輸出幅值下降，但是振幅的比值幾乎不受溫度影響，計算后的角度精度也不會受到影響。

（角度精度不隨溫度變化，ALPSALPINE）

校正計算后的角度誤差和溫度變化帶來的磁場強度變化無關，能夠很好地適用于高溫環(huán)境下的角度應用。

另一方面，高溫兼強磁場工況可能會對器件產生額外的影響。強磁場在角度傳感器的45deg方向施加壓力，導致固定層的磁化方向產生反方向不可逆的變化，輸出相位差變差導致角度精度變差。

（GMR，英飛凌）

上面說到，模擬輸出式的GMR角度傳感器正弦和余弦角度分量來檢測磁場方向，深耕GMR技術的廠商會在模擬輸出式GMR傳感的在固定層上做強化設計，減少正余弦路的相位差，增強對磁場壓力的耐受性，在發(fā)動機，電驅動系統(tǒng)附近等高溫環(huán)境必須使用超強磁場的工作磁石情況下，可以明顯增強對外部雜散磁場的容忍度。另外，模擬輸出式傳感器和磁石之間相對位置更自由，可以增加機械設計的靈活性。

開關式GMR檢測

在高精度ON/OFF檢測上，開關式GMR常與霍爾傳感器來比較。我們以電子鎖應用為例，比較二者在ON/OFF磁滯以及偏移位置最大偏差，GMR在ON/OFF磁滯上大致在0.15mm，霍爾傳感器大概在0.5mm，偏移位置最大偏差相差得會更多一些，GMR在0.4mm左右，霍爾傳感器則為3.7mm。

GMR傳感器在開關式輸出檢測上，靈敏度偏差更小一些，即便工作磁石磁場的變化梯度很陡峭，GMR也能完成高精度的運動位置檢測。同時，機械開關產生的觸點故障在高精度ON/OFF檢測中也總是為人詬病，GMR傳感更遠的檢測距離能夠用于設計非接觸式開關，對于磨損和顫動導致的接觸不良也能起到作用。

磁編碼器式GMR的高速檢測

在高速檢測中，如果傳感器輸出響應速度慢，會導致50%占空比無法實現(xiàn)；50%占空比出現(xiàn)偏差，轉速計算和旋轉方向檢測也會由于時序錯配導致檢測精度惡化。如果僅從傳感器的層面考慮，GMR響應速度是足夠的。

頻率上即便到100KHz，GMR Encoder仍然可以保持50%占空比的輸出。在常規(guī)的10KHz（4極磁石且轉速為100krpm）中，GMR可以保留充足的響應速度余量。在高速旋轉檢測中，輸出響應速度無疑有很好的表現(xiàn)。當然，在高速旋轉檢測中，也必須重點考慮信號處理芯片以及電子回路的響應速度。

小結

這三種GMR傳感應用，開關式GMR因其檢測距離遠以及低磁滯帶來的高精度，非常適合消費電子、白電等領域；編碼器式GMR在各種惡劣環(huán)境下都能保持50%占空比以及90°的A/B相位差，在電機的高精度轉速檢測上效果突出；模擬輸出式GMR則特別適用于高溫強磁場場合，利于更靈活的機械設計。