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TMR/超導復合式磁傳感器

1995 年，由美國麻省理工學院和日本東北大學的兩個研究小組獨立發現，將兩個磁性電極層之間用極薄的絕緣層分開會產生很大的磁電阻效應(室溫下達到11%)。這種由磁性層/絕緣層/磁性層構成的結構，稱為磁性隧道結(MTJ)。在MTJ 中，中間的絕緣層很薄(幾個納米)，使得可以有大量電子隧穿通過。通過隧道結的電流依賴于兩個磁性層的磁化強度矢量的相對取向。這種隧穿電流隨外磁場變化的效應被稱為隧道磁電阻(TMR)效應。隧道磁電阻效應可以由Julliere 雙電流模型解釋。假定電子在隧穿過程中自旋不發生翻轉，并且隧穿電流正比于費米面附近電子的態密度。當MTJ兩側鐵磁層處于平行排列時，左側的少子電子向右側的少子空態隧穿，左側的多子電子向右側的多子空態隧穿，MTJ 處于低阻態；當MTJ兩側鐵磁層處于反平行排列時，左側的少子電子向右側的多子空態隧穿，而左側的多子電子向右側的少子空態隧穿，MTJ 呈現高阻態。

由于貼合TMR器件與超導磁放大器的低溫膠過厚導致TMR—超導磁放大器間距過大(50 μm)，使得TMR/超導復合式磁傳感器的靈敏度、探測精度較GMR/超導復合式磁傳感器、SQUID 等器件仍有明顯差距。理論計算表明，減小TMR—超導磁放大器間距將使得磁場放大倍數呈指數形式上升；若能將TMR—超導磁放大器間距降低至0.5 μm以內，磁場放大倍數可接近1000 倍。今后可通過熱壓印等技術減小TMR—超導磁放大器間距，從而提高器件的靈敏度。

一種新型的高靈敏度磁探測器

磁電阻/超導復合式磁傳感器作為一種新型的高靈敏度磁探測器， 其探測精度目前已接近SQUID器件并已達到fT 量級。同時這類傳感器又具有體積小、結構簡單、工藝成熟、便于大規模生產等優勢，使其在未來發展潛力巨大。就該復合式磁傳感器而言，進一步提升器件的探測精度是其未來研究發展的主要方向。

一方面，繼續減小超導磁場放大器的狹窄區域寬度至1 μm以下，同時增大磁場放大器的有效面積都可以將磁場放大倍數繼續提升至幾千甚至上萬倍，但是同時會對傳感器的工作區間以及小型化造成影響。另一方面，使用靈敏度更高的磁電阻傳感器件(TMR、巨磁阻抗器件(GMI)等[35])，將有望使得該復合式傳感器的磁場探測精度達到1fT，甚至0.1 fT 的量級。

汽車一般有幾種傳感器？

在種類繁多的傳感器中，常見的有∶

1、進氣壓力傳感器：反映進氣歧管內的壓力大小的變化，是向ECU（發動機電控單元）提供計算噴油持續時間的基準信號。

2、空氣流量計：測量發動機吸入的空氣量，提供給ECU作為噴油時間的基準信號。

3、節氣門位置傳感器：測量節氣門打開的角度，提供給ECU作為斷油、控制燃油/空氣比、點火提前角修正的基準信號。

4、曲軸位置傳感器：檢測曲軸及發動機轉速，提供給ECU作為確定點火正時及工作順序的基準信號。

5、氧傳感器：檢測排氣中的氧濃度，提供給ECU作為控制燃油/空氣比在（理論值）附近的的基準信號。

汽車傳感器過去單純用于發動機上，已擴展到底盤、車身和燈光電氣系統上了。這些系統采用的傳感器有100多種。

擴展資料

傳感器通常由敏感元件、轉換元件和測量電路三部分組成。

1、敏感元件是指能直接感受（或響應）被測量的部分，即將被測量通過傳感器的敏感元件轉換成與被測量有確定關系的非電量或其它量。

2、轉換元件則將上述非電量轉換成電參量。

3、測量電路的作用是將轉換元件輸入的電參量經過處理轉換成電壓、電流或頻率等可測電量，以便進行顯示、記錄、控制和處理的部分。