出于多種原因，磁場傳感器是位置傳感器的流行選擇。它們是非接觸式傳感器，這意味著沒有零件磨損。

了解磁傳感器技術(shù)，我們從常見的霍爾元件開始。

霍爾元素

霍爾元件是使用霍爾效應的設備。“霍爾”源自霍爾博士的名字，用于發(fā)現(xiàn)霍爾效應。基于這樣的現(xiàn)象，即，當將垂直于電流的磁場施加于流過的物體時，電動勢會在與電流和磁場正交的方向上出現(xiàn)。

當將電流施加到薄膜半導體時，通過霍爾效應輸出與磁通密度及其方向相對應的電壓。霍爾效應用于檢測磁場（如下圖所示）。

霍爾元件原理圖

霍爾元件即使在靜磁場的情況下也可以檢測到磁場，而磁通密度沒有變化。因此，霍爾元件用于各種應用中，例如與磁體，角度傳感器和電流傳感器結(jié)合使用的非接觸式開關(guān)。使用霍爾元件的地磁傳感器廣泛用于智能手機和其他應用中。

磁阻元件

一種使用材料檢測磁場的元件，該元件在施加磁力時電阻會發(fā)生變化，稱為磁阻（MR）元件。

除了半導體磁阻元件（SMR），還有三種傳感器作為使用鐵磁薄膜材料的磁阻元件的代表性示例，例如各向異性磁阻元件（AMR），巨磁阻元件（GMR）和隧道磁阻元素（TMR）。

由TDK提供的AMR，GRM和TMR元素的結(jié)構(gòu)

金屬中的各向異性磁阻 效應描述了材料的電阻如何與電流和磁場之間的方向相關(guān)聯(lián)-當電流和磁場彼此成直角時達到最小值。

所述巨磁電阻效應是在由非磁性導體分開的兩個鐵磁層之間的電阻大的變化。當兩層中的磁場平行時，電阻減小，而當磁場反平行時，電阻增大。

這兩種方法的問題在于電阻的變化相對較小，并且需要惠斯通電橋和信號放大器進行檢測。傳感器和惠斯通電橋中的熱噪聲被放大并降低了設備的整體靈敏度。在傳感器的整個工作范圍內(nèi)，溫度變化也會對傳感器產(chǎn)生重大影響。

考慮到這一點，一些傳感器開發(fā)人員已集中精力通過利用第三種現(xiàn)象（隧道磁阻）來降低噪聲。

隧道磁阻元件（TMR）的工作原理：在鐵磁材料（固定層），絕緣體和鐵磁材料（自由層）的疊層膜的情況下，由于隧穿效應，通過絕緣體的電子比例會發(fā)生變化，并且電阻值會根據(jù)方向的不同而變化被釘扎層和自由層的磁化強度是反平行的（a）或平行的（b）。

TMR原理

TMR傳感器廣泛應用于汽車中，包括加速踏板傳感器，轉(zhuǎn)向角傳感器、BLDC電機的磁性編碼器、發(fā)動機速度（曲軸）傳感器、發(fā)動機相位（凸輪軸）傳感器、變速箱速度傳感器、電子油門傳感器、輪速傳感器等。
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