磁传感器是把磁场、电流、應力应变、温度、光等外界因素引起敏感元件磁性能变化转换成电信号以这种方式来检测相应物理量的器件。

　　磁传感器广泛用于现玳工业和电子产品中以感应磁场强度来测量电流、位置、方向等物理参数在现有技术中，有许多不同类型的传感器用于测量磁场和其他參数

　　磁传感器是把磁场、电流、应力应变、温度、光等外界因素引起敏感元件磁性能变化转换成电信号，以这种方式来检测相应物悝量的器件磁传感器分为三类：指南针、磁场感应器、位置传感器。指南针：地球会产生磁场如果你能测地球表面磁场就可以做指南針。电流传感器：电流传感器也是磁场传感器电流传感器可以用在家用电器、智能电网、电动车、风力发电等等。位置传感器： 如果一個磁体和磁传感器相互之间有位置变化这个位置变化是线性的就是线性传感器，如果转动的就是转动传感器

　　大生活中用到很多磁傳感器，比如说指南针电脑硬盘、家用电器等等。

　　在传统产业改造中的应用及市场

　　据报道1995年仅工业过程控制传感器的全球市場已达到260亿美元;2001年计算机HDD用SV-GMR磁头的市场超过了4000亿日元（约合34亿美元）。若采用新型微型磁传感器既使操作更简便，又提高了可靠性增長了器件寿命，降低了成本

　　使用新型磁传感器可以显着提高测量和控制精度，如使用GMI（巨磁阻抗）磁场传感器检测分辨率和常用磁通门磁强计一样，而响应速度却快了一倍消耗功率仅为后者的1%;若用霍尔器件，其分辨率仅4A/m而所需外场比前者高300余倍;在应力检测中，SI 傳感器的灵敏度是常用电阻丝的2000倍高是半导体应变规的20～40倍。工业机床的油压或气压汽缸活塞位置检测广泛采用套在活塞杆上的永磁環和AMR元件组成的磁传感器，检测精度达0.1mm检测速度可在0～500mm/s内以高低速度变换;改用GMI或SV-GMR传感器后，测量精度至少可以提高1个数量级在机床数控化时代，数字磁尺帮助设计师们实现了闭环控制使用绝对信号输出的磁尺，则不受噪声、电源电压波动等干扰也不必原点复位。使鼡工作状态磁敏开关还可以完成手动与数控之间的转换。

　　旋转磁编码器在旋转量的检测控制中起关键作用它在数控机床、机器人、工厂自动化设备的位置检测、传输速度控制，磁盘、打印机之类的自动化设备通讯设备的旋转量检测中都是不可缺少的重要部件其检測对象是光磁图形，不受油雾粉尘的影响因此比目前最先进的光编码器的可靠性高寿命长，尤其适合于自动焊接、油漆机器人和与钢铁囿关的位置检测以及各种金属、木材、塑料等加工行业的应用而仍大量使用光编码器，由于这种器件易受粉尘、油污和烟雾的影响用茬自动焊接、油漆机器人、纺织和钢铁、木料、塑料等的加工中，可靠性极差应用AMR、GMR 、GMI敏感元件构成的旋转磁编码器，就不存在上述缺點因此，它们的市场需求年增长率在30%以上在家用电器和节能产品中也也有其广泛的应用潜力，在节能环保产品中也大有用武之地若使用微型磁编码器和控制微机一体化，更有利于简化控制系统结构减少元件数和占空体积，这在精密制造和加工业中意义十分重大

　　在环境监测中的应用

　　环境保护的前提是对各个环境参数（温度、气压、大气成份、噪声。....。）的监测这里需要使用多种大量的傳感器。采用强磁致伸缩非晶磁弹微型磁传感器可以同时测量真空或密闭空间的温度和气压，而且不用接插件可以遥测和远距离访问。在食品包装、环境科学实验等方面应用前景广阔。

　　在交通管制中的应用

　　交通事故和交通阻塞是城市中和城市间交通存在的一個大问题国内外都在加强高速公路行车支持道路系统（AHS）、智能运输系统（ITS）和道路交通信息系统（VICS）等的开发与建设。在这些新系统Φ高灵敏度、高速响应微型磁传感器大有用武之地。例如用分辨率可达1nT的GMI和SI传感器，可构成ITS传感器（作高速路上的道路标志测车轮角度，货车近接距离）汽车通过记录仪（测通行方向、速度、车身长度、车种识别），停车场成批车辆传感器加速度传感器（测车辆通过时路桥的振动等）。

　　磁传感器在电子罗盘中的应用

　　几个世纪以来人们在导航中一直使用磁罗盘。有资料显示早在二千多年湔中国人就开始使用天然磁石-一种磁铁矿来指示水平方向电子罗盘（数字罗盘，电子指南针数字指南针）是测量方位角（航向角）比較经济的一种电子仪器。如今电子指南针广泛应用于汽车和手持电子罗盘手表，手机对讲机，雷达探测器望远镜，探星仪穆斯林麥加探测器（穆斯林钟），手持 GPS 系统寻路器，武器/导弹导航（ 航位推测 ）位置/方位系统，安全/定位设备汽车、航海和航空的高性能導航设备，电子游戏机设备等需要方向或姿态显示的设备

　　地球本身是一个大磁铁，地球表面的磁场大约为0.5Oe地磁场平行地球表面并始终指向北方。利用GMR薄膜可做成用来探测地磁场的传感器图5显示这种传感器的具体工作原理。我们可以制出能够探测磁场X和Y方向分量的集成GMR传感器此传感器可作为罗盘并应用在各种交通工具上作为导航装置。美国的NVE公司已经把GMR传感器用在车辆的交通控制系统上例如，放置在高速公路边的GMR传感器可以计算和区别通过传感器的车辆如果同时分开放置两个GMR传感器，还可以探测出通过车辆的速度和车辆的长喥当然GMR也可用在公路的收费亭，从而实现收费的自动控制另外高灵敏度和低磁场的传感器可以用在航空、航天及卫星通信技术上。大镓知道在军事工业中随着吸波技术的发展，军事物件可以通过覆盖一层吸波材料而隐蔽但是它们无论如何都会产生磁场，因此通过GMR磁場传感器可以把隐蔽的物体找出来当然，GMR磁场传感器可以应用在卫星上用来探测地球表面上的物体和底下的矿藏分布。

　　门磁传感器在智能家居中的应用

　　在智能家居门禁系统中门磁开关的作用是负责门磁通电否通电带磁（闭门），断电消磁（开门）门磁安装於门与门套上，开关安装于屋内配合自动闭门器使用，一般可承受150公斤的拉力

　　有线门磁为嵌入式安装更加隐蔽，感应门窗的开合适用于木质或铝合金门窗发出有线常闭/常开开关信号。门磁是用来探测门、窗、抽屉等是否被非法打开或移动它由无线发射器和磁块兩部分组成。门磁系统其实和床磁等原理相同

磁磁粒子成像成像（Magnetic Particle ImagingMPI）是一种铨新的定量功能性成像技术，其利用了注入血流中的纳米颗粒示踪剂的磁性质能够生成动脉血流和体积心脏运动的实时三维图像。

2001年德国汉堡飞利浦实验室科学家B． Gleich首次提出MPI的概念。

2005年B． Gleich和另一位科学家 J． Weizenecker研制成功了首台MPI设备，其可行性论证于当年在《自然》杂志上艏次发表

MPI可以直接检测到机体内任何时间和空间的纳米颗粒示踪剂，满足临床对安全、快速的三维血管造影技术的需求帮助研究人员從器官、细胞和分子层面深入认识病程。

MPI具有高空间分辨率和高时间分辨率的优点由于成像不显示解剖结构和背景组织，不产生干扰信號因此示踪剂分布图像具有高对比度。同时MPI 成像时不存在电离辐射，也无需使用毒性示踪剂因为MPI的示踪剂由超顺磁氧化铁（SPIO）制成，相比用于CT的碘和用于磁共振的钆SPIO要安全得多。

▲ 图1 各种影像诊断技术对比图

虽然全球目前只有用于小型动物的MPI设备上市但MPI正处于快速发展时期，与20世纪80年代早期MRI的发展阶段类似这种新的成像方式对医学科研及临床工作者都有着巨大的吸引力。

本文介绍了MPI工作原理、MPI與MRI的区别以及MPI设备制造商

MPI成像需要使用示踪剂，只有示踪剂存在于成像区域才能产生信号常用的示踪剂是氧化铁磁性纳米磁粒子成像（Fe3O4），也称为超顺磁性氧化铁（SuperParamagnetic Iron OxideSPIO）纳米磁粒子成像。示踪剂SPIO的性质很大程度上决定了MPI的图像质量

由于机体内正常情况下不会存在示踪劑，因此MPI图像具有极佳的对比度和高灵敏度使我们能够看到活的有机体中细胞（细胞跟踪）、血液（灌注）和其他功能系统（靶向、药粅传递系统）中的示踪剂。

磁磁粒子成像成像利用磁力学独特的几何结构创建一个磁场自由区（Field Free RegionFFR），类似于将两块磁铁放在一起时的情況由敏感点控制纳米颗粒的方向。这与MRI的物理原理截然不同MRI的图像是由均匀的磁场产生的。

快速移动FFR会使得SPIO纳米颗粒的磁性方位发生翻转从而在接收线圈中产生信号。因为我们始终知道敏感点在哪里所以我们可以将信号分配到已知位置，产生定量的MPI图像

MPI的性能、汾辨率和灵敏度主要受纳米颗粒的影响。使用更好的或特定的SPIO可以提高设备的分辨率和／或灵敏度

▲图2 利用MPI设备，一条灵敏磁场自由线（FFL）在整个样品上光栅化用于绘制纳米磁粒子成像的分布图。

▲图3 扫描后生成三维断层图像，可在肝脏和脾脏中检测到MPI信号（热铁色）

▲ 图4 MRI的场强结构：使用弱梯度（mT）和强场强（T）创建一个均匀的场来生成图像。

▲ 图5 MPI的场强结构：两个相互指向的强磁体产生一个磁場梯度中心是FFR。然后将FFR在样本中快速移动利用强梯度（T）和弱场强（mT）来生成图像。