CN1394284A - 薄膜磁传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供结构简单、具有高的检测灵敏度而且减少因温度变化等引起测量误差的薄膜磁传感器。在本发明的薄膜磁传感器中，将巨磁阻薄膜两侧配置软磁性薄膜并设置电气端子的元件5、以及巨磁阻薄膜两侧配置导体膜并设置电气端子的元件10作为电桥电路的2个桥臂。元件10的电阻值对于磁场的灵敏度在小磁场中实质上为零，而对磁场以外的原因引起的电阻值变化与元件5相等。由于电桥电路的输出正比于元件5与元件10的电阻值之差，因此从电桥电路的输出使磁场以外的变化因素抵消，所以能够正确测量磁场的值。

Description

薄膜磁传感器
技术领域
本发明涉及测量空间磁场的薄膜磁传感器，涉及采用巨磁阻薄膜、例如纳米颗粒巨磁阻效应薄膜精密测量磁场大小及方向用的薄膜磁传感器。
背景技术
图1所示为日本专利特开平11-87804号公报及特开平11-274599号公报所述的磁传感器。图中写着巨磁阻薄膜的部分是金属-绝缘体纳米颗粒巨磁阻薄膜，它对于所加的10KOe的磁场，显示出约10％的电阻变化，如该例所示，在巨磁阻薄膜的情况下，与一般的磁阻效应材料相比，其电阻值的变化幅度大。但是，如前所述，要使电阻产生变化，所加的磁场要大，因此仅仅单独用巨磁阻薄膜时，不能希望在作为一般磁传感器利用的约1000e左右以下弱磁场情况下产生电阻值变化。
图1的结构是为弥补这一缺点。即软磁性薄膜的作用是集中磁通，通过选定适当的软磁性薄膜的尺寸，原理上能够不管软磁性薄膜周围磁场的大小如何，对巨磁阻薄膜部分无论如何都可以加上软磁性薄膜饱和磁通密度以内的大的磁通密度。另外，若以电阻的观点来看图1的结构，则软磁性薄膜间的电阻值为软磁性薄膜部分与巨磁阻薄膜部分的电阻之和，但由于巨磁阻薄膜的电阻系数的值比软磁性薄膜的电阻系数的值要大100倍以上，因此实质上软磁性薄膜间的电阻值等于巨磁阻薄膜部分的电阻值，即软磁性薄膜间的电阻值中直接表现了巨磁阻薄膜的电阻值。图2所示为这样的图1结构中的电阻变化的例子，在几个Oe的弱磁场中，实现了约6％的电阻值变化，与以往材料的各向异性磁阻效应材料相比，大2倍以上。
但是，在实现根据巨磁阻薄膜的电阻测定值来测量磁场绝对值的磁传感器时，利用图1的结构表明存在很大的问题。这问题是巨磁阻薄膜因温度而引起磁阻值变化。如前所述，在图1结构的情况下，对于想检测的磁场大小有选择的余地。但是，即使如何提高灵敏度，那也是对产生的磁场的选择，要得到巨磁阻薄膜具有的电阻变化以上的变化幅度，在原理上是不可能的。实际上图1结构的情况下的电阻变化值，包含其它因素还要减少，大致为6％左右，对于该6％左右的电阻值变化，若巨磁阻薄膜因温度而变化，则该电阻值变化部分在推测所加的磁场时，成为不确定因素。图3所示的温度特性实例。如该图所知，巨磁阻薄膜因温度产生的电阻值变化，比起因所加磁场产生的电阻变化还要大，若保持图1的结构不变，很难用作测量磁场绝对值的磁传感器。
另外，对于图1所示的以往的薄膜磁传感器，在实现测量所加磁场的绝对值及方向的磁传感器时，表明也存在很大的问题。那是由于巨磁阻薄膜的电阻变化与磁场方向无关，具有各向同性的特性。即如图2所示，利用图1的结构，对于磁场正负两个方向显示相同的电阻变化，不能确定磁场方向。因而，若保持图1的结构不变，虽然可以用作仅检测磁场大小的传感器，但不能用于需要确定磁场方向的传感器，例如读取地磁场方向的方位传感器、读取与充磁的磁性体之间的相对角度的传感器等。
因此，本发明的课题是提供构造简单、具有高的检测灵敏度、减少因温度变化等而引起的测量误差、能够测量磁场强度及方向的薄膜磁传感器。
发明内容
第1，本发明包含薄膜磁传感器，其特征在于，包含第1桥臂及第2桥臂，所述第1桥臂包括利用具有规定气隙长的气隙一分为二并且具有规定膜厚及与气隙接触的规定宽度的软磁性薄膜、埋入该软磁性薄膜的气隙中形成的巨磁阻薄膜、以及与一分为二的各软磁性薄膜电气连接的端子，所述第2桥臂包括利用具有实质上与所述气隙长相等的气隙长的气隙一分为二并且具有实质上与所述膜厚相等的膜厚及实质上与和所述气隙接触的宽度相等的宽度的导体膜、埋入该导体膜的气隙中形成的巨磁阻薄膜、以及与一分为二的各导体膜电气连接的端子，这些桥臂分别形成电桥电路的2个桥臂。
具体来说，在本发明中，在巨磁阻薄膜具有的电阻值变化中，除了因温度、湿度及时效性的原因引起的变化以外，通过仅抽取因磁场引起的变化，以实现高精度的磁传感器。即利用巨磁阻薄膜及结构相同的2套元件形成电桥，其中的一个元件是在巨磁阻薄膜两侧配置软磁性薄膜，通过这样提高对磁场的灵敏度，而另一个元件是只采用巨磁阻薄膜，通过这样对磁场的灵敏度实质上为零。由于电桥的输出电压与这些元件的电阻值之差成正比，结果巨磁阻薄膜具有的温度变化以及其它的湿度和对效变化等变化因素从输出电压中去除，在输出中仅出现因磁场引起的电阻值变化，因此能够实现高精度的磁场绝对值的检测，另外同时也能够检测极弱的磁场。
另外，各采用2个在巨磁阻薄膜两侧配置软磁性薄膜的第1桥臂、以及在巨磁阻薄膜两侧配置导体膜的第2桥臂，构成电桥电路，通过这样电桥输出电压能够比第1发明的结构大2倍，能够实现更高精度，而且更高磁场灵敏度的薄膜磁传感器。
另外，本发明从利用的材料的观点以更提高薄膜磁传感器的精度。也就是说，即使构成电桥元件中的巨磁阻薄膜部分的材料及结构完全相同，但在夹住巨磁阻薄膜的材料不同时，也会出现因接触电位差或热电动势等引起微小的电阻值差异的情况。根据第3发明的结构，在严格意义上来说能够抵消包含这些问题在内的因两个结构所加磁场引起电阻变化以外的原因引起的巨磁阻薄膜的电阻变化，这样能够实现更高精度的薄膜磁传感器。
另外，本发明从结构方面实现更小型、高精度的薄膜磁传感器。为了提高作为磁传感器的灵敏度，而且形状上实现小型化，在巨磁阻薄膜两侧配置软磁性薄膜的结构中，必须在使软磁性薄膜的有效面积为一定的基础上，力图使软磁性薄膜部分小型化，根据第4发明的结构，能够实现高灵敏度、而且形状上小型化的磁传感器。
另外，本发明从剩磁方面更提高薄膜磁传感器的精度。即在所加的磁场测量结束、外部磁场取消后，在软磁性薄膜中有剩磁存在时，该剩磁对巨磁阻薄膜产生与外部所加磁场同样的作用，将导致磁场检测精度下降。因此，通过使软磁性薄膜在与巨磁阻薄膜检测磁场垂直的方向磁化，能够减少软磁性薄膜中的剩磁，以更高精度测量磁场。
第2，本发明还包含薄膜磁传感器，其特征在于，具有磁传感器元件及对该磁传感器元件加上偏置磁场的磁场发生部分，所述磁传感器元件包括利用具有规定气隙长的气隙一分为二并且具有与该气隙两侧接触的规定厚度及宽度的软磁性薄膜、以及埋入该气隙中形成的巨磁阻薄膜。
具体来说，通过加上偏置磁场，使电阻变化曲线的磁场为零的点任意移动，根据想要测量的磁场的正负方向(极性)的不同，使电阻变化也产生正负的不同。这样，根据磁场方向的不同，传感器输出也产生不同，因此能够判断磁场的方向。另外，通过加上相当于电阻变化曲线变化最大的磁场的偏置磁场，与不加偏置磁场的情况相比，能够提高传感器的灵敏度。
另外，若采用线圈，通过调整流过线圈的电流，能够很容易控制偏置磁场的大小。另外，对于传感器很小、难以形成线圈的器件，也可以将具有所希望大小的矫顽力的硬磁性膜与软磁性薄膜层叠，利用该硬磁性膜对磁传感器元件加上偏置磁场。
另外，在本发明的薄膜磁传感器中，在成膜状态下残存有内部变形及应力。因此产生的问题是，不能发挥原来的性能，或者噪声增加等。该问题通过成膜后以50℃以上、500℃以下的温度进行热处理，能够除去内部变形及应力，改善特性。但是，若温度小于50℃，不能充分去除内部变形及应力，而在大于500℃的情况下，由于软磁性薄膜或巨磁阻薄膜的特性恶化，因此都是不适当的。
特别是，磁场发生部分也可以是包围软磁性薄膜及巨磁阻薄膜的线圈。利用该空心线圈中流过的电流生成的磁场，是仅按照毕奥—萨伐尔定律，只要线圈形状稳定，则包含温度及时效变化在内，能够产生恒定的磁场作用。根据该正确数值的磁场，能够参照它决定周围的磁场强度，在这种情况下，线圈也可以是线状导体或薄膜状导体。在线圈的情况下，通过改变流过电流的正负方向，能够选择作用于软磁性薄膜和巨磁阻薄膜的磁场方向。参照它能够判断周围磁场的方向。
另外，设置包围软磁性薄膜及巨磁阻薄膜的线圈的本发明薄膜磁传感器，作为电气端子间电阻值的测量手段，不是直接测量电阻值，而是将该电气端子置于电桥电路的一个桥臂，通过测量电桥输出电压，能够将电阻的测量转换为更容易进行的电压测量。
作为包围软磁性薄膜及巨磁阻薄膜的线圈的实现方法，是采用包围软磁性薄膜及巨磁阻薄膜卷绕的导体薄膜技术。通过采用这样的导体薄膜技术，能够以靠近软磁性薄膜及巨磁阻薄膜的形式实现线圈。由于线圈中流过一定电流时产生的磁场强度与到线圈的距离成反比，因此对软磁性薄膜及巨磁阻薄膜作用规定磁场强度所需要的电流值，随着线圈越接近，则只要少量电流即可。作为传感器的功耗，由于流过线圈的电流是主要因素，因此利用该线圈技术，能够实现功耗少、小型的磁传感器。
作为包围软磁性薄膜及巨磁阻薄膜的线圈流过的电流值，选择其绝对值实质上相等、方向为正方向及负方向的两个电流值，其绝对值是所述软磁性薄膜及巨磁阻薄膜未达到饱和范围的绝对值。根据流过这些电流时的电阻值之差，决定磁场强度及方向。通过采用这样的结构，利用电阻值之差能够去除电阻值的绝对值的变化，另外，由于该电阻值之差的符号与从外部所加的磁场的符号一致。因此能够容易实现磁场的方向判断。
另外，通过使包围软磁性薄膜及巨磁阻薄膜的线圈流过的电流为实质上使软磁性薄膜及巨磁阻薄膜饱和时的电流，由于剩磁的值能够作为强制规定的磁化的值，因此能够消除因剩磁引起的测量误差。
本发明还给出决定外部磁场的正确数值及方向、同时消除因剩磁引起的误差的具体结构。即在线圈中，首先使软磁性薄膜及巨磁阻薄膜实质上饱和的正方向电流流过线圈。通过该操作，在软磁性薄膜及巨磁阻薄膜中消除已存在的磁化，强制性地给予一个方向的磁化。接着，连续使电流从所述饱和的电流值减少至未达到饱和范围的规定的正电流值，设该状态的端子之间电阻值为Rpp。接着，使电流连续变化为规定的负电流值，测量该状态下的端子之间电阻值Rpm。然后，流过软磁性薄膜及巨磁阻薄膜实质上饱和的负方向电流。通过该操作，在软磁性薄膜及巨磁阻薄膜中消除前述磁化，强制性地给予反方向的磁化，接着，供给未达到饱和范围的规定的负电流，测量该状态下的端子之间电阻值Rmm。再连续使电流值变化为规定的正电流，测量该状态下的端子之间电阻值Rmp。根据由这些电阻值得到的((Rpm+Rmm)/2-(Rpp+Rmp)/2)，决定磁传感器周围的磁场强度绝对值及极性，通过这样能够去除磁化的影响，另外能够决定外部磁场的正确数值及方向。
附图简单说明
图1为以往的薄膜磁传感器的立体图。
图2所示为图1的以往薄膜磁传感器中电阻变化率与所加磁场的关系的曲线图。
图3所示为图1的以往薄膜磁传感器中巨磁阻薄膜的电阻与所加磁场的关系的曲线图，将温度作为参数。
图4为本发明第1实施形态的薄膜磁传感器的电路图，是由电阻11、14、用软磁性薄膜夹住巨磁阻薄膜的夹层元件5、以及用导体膜夹住巨磁阻薄膜的夹层元件10这4个桥臂构成的电桥电路。
图5所示为本发明第1实施形态的薄膜磁传感器的元件5具有的电阻变化率与所加磁场的关系的曲线图。
图6所示为本发明第1实施形态的薄膜磁传感器的元件5及元件10具有的电阻值温度变化率的曲线图。
图7所示为本发明第1实施形态的薄膜磁传感器的元件10具有的电阻变化率与所加磁场的关系的曲线图。
图8为本发明第1实施形态的薄膜磁传感器的等效电路图。
图9为本发明第2实施形态的薄膜磁传感器的电路图，是由用软磁性薄膜夹住巨磁阻薄膜的夹层元件5及25、以及用导体膜夹住巨磁阻薄膜的夹层元件10及30这4个桥臂构成的电桥电路。
图10为本发明第3实施形态的薄膜磁传感器的电路图。
图11为本发明第4实施形态的薄膜磁传感器的电路图。
图12为本发明第5实施形态的薄膜磁传感器的电路图。
图13为本发明第6实施形态的薄膜磁传感器的电路图。
图14为具有磁场发生源的本发明第7实施形态的薄膜磁传感器立体图。
图15所示为第7实施形态的薄膜磁传感器中电阻变化率与外部磁场的关系的曲线图。
图16为磁传感器元件外部具有磁场发生部分的本发明薄膜磁传感器的立体图。
图17所示为第8实施形态的薄膜磁传感器中电阻变化率与外部磁场的关系的曲线图。
图18为第9实施形态的具有线圈的薄膜磁传感器立体图。
图19所示为第9实施形态的薄膜磁传感器中电阻变化率与外部磁场的关系的曲线图。
图20为第10实施形态的具有包围软磁性薄膜及巨磁阻薄膜卷绕的线圈的薄膜磁传感器立体图。
图21为第11实施形态的包含薄膜线圈的本发明薄膜磁传感器元件立体图。
图22为第12实施形态的具有线圈、电气端子形成电桥电路的桥臂的薄膜磁传感器立体图。
图23所示为在图20的结构中线圈电流为零时电阻值随外部磁场强度如何变化的一个例子的曲线图。
图24所示为外部磁场强度为零时线圈中流过电流时的电阻值变化的曲线图。
图25所示为置于外部磁场强度1Oe中流过电流时的电阻值变化曲线图。
图26所示为第13实施形态中ΔR＝Rm-Rp与外部磁场强度的关系的曲线图。
图27为第15实施形态中说明去除剩磁的影响能够测量纯粹的外部磁场强度的方法用的曲线图。
实施发明的最佳形态
(第1实施形态)
图4所示为本发明第1实施形态。在第1到第13图中，用点表示巨磁阻薄膜部分，用斜线表示软磁性薄膜，用白色表示导体薄膜部分。
5表示包含软磁性薄膜1、巨磁阻薄膜2及电气端子3和4的元件，与公知技术的图1的结构相同。关于元件5的作用，由于已在背景技术栏中叙述，因此这里避免重复，仅叙述本发明的具体内容。
1为软磁性薄膜，是具有15KG以上高饱和磁通密度及0.5Oe以下低矫顽力的坡莫合金。表1所示为包含其它材料在内的软磁性薄膜1的代表性材料及其特性。
                                  表1
  材料名     矫顽力(Oe)     饱和磁通密度(KG)     电阻率(μΩcm)
  坡莫合金(Fe66Ni34)     0.4     17     82
  Co77Fe6Si9B8     0.07     12     130
软磁性薄膜1的厚度为1μm。在软磁性薄膜1中形成以气隙长g表示的气隙。气隙长g为1μm。与气隙接触的软磁性薄膜1的宽度W为100μm。形成巨磁阻薄膜2，使其埋入该软磁性薄膜1的气隙。巨磁阻薄膜2的材料为Co39Ti4O47。表2所示为包含该材料在内的能作为巨磁阻薄膜2的代表性材料及其特性。
                              表2
    材料名   电阻变化率(10KOe，％)   相对磁导率(无)     电阻率(μΩcm)
    Co-Al-O     9     12     5×105
    C039Y14O47     7     11     1.4×105
    Fe-Mg-F     8     10     9×108
    (Fe-Co)-Mg-F     14     30     2×109
关于这里的软磁性薄膜1的厚度t、气隙长g及靠近气隙的软磁性薄膜1的宽度W的尺寸，必须进行选择，使得从磁性条件及电气条件这两方面满足所要求的特性，而本发明的特征在于得到以大范围为目的特性。即尺寸的选择范围非常大。作为磁性条件，在气隙长g过宽时，例如是软磁性薄膜1的厚度t的几倍以上时，软磁性薄膜1集中周围的磁通，不能使磁通充分集中在气隙部分。另外，关于软磁性薄膜1的厚度t，无论怎样厚也将发挥本发明的功能，但由于形成软磁性薄膜1的装置所具有的单位时间的淀积能力，或由于基板上形成软磁性薄膜1时的应力而引起软磁性薄膜1从基板剥离等，由于这些实际的限制条件，决定了厚度界限。反之，在软磁性薄膜1的厚度t为10nm以下时，由于软磁性薄膜1的磁特性变差，因此实际上10nm是厚度的下限。作为电气条件，对于软磁性薄膜1的宽度W，必须考虑到磁传感器的小型化及作为电阻绝对值是在周边电路容易处理的值例如几十KΩ至几百MΩ的范围内进行设定。由于电阻的绝对值与巨磁阻薄膜2的电阻率及气隙长g成正比，而与软磁性薄膜1的宽度W及厚度t成反比，因此设计的自由度较大，软磁性薄膜的宽度W能够在最大几mm至小到几μm的很大的范围内确定。
当中夹有气隙而一分为二的两侧软磁性薄膜1，分别连接由Cu制成的电气端子3及4。该电气端子部分的材料，由于对磁性能没有大的影响，因此可以主要根据导电性能来决定，也可以利用软磁性薄膜1相同的材料，另外也可以仅在实际上与外部连接的部分的表面形成Cu膜。
图5所示为以软磁性薄膜1的长度L为参数、元件5的所加磁场与电阻值变化的关系的一个例子，由图可知，通过增加长度L，能够检测更小的磁场。另外，所加磁场与电阻值的关系，若取所加磁场的绝对值，则在达到某一大小的磁场之前，基本上为线性关系。
图6所示为元件5的因温度而引起的电阻值变化。如图6所示，电阻在室温附近，相对于温度可以看成是线性变化。
因此，若设所加磁场为零且温度为25℃时的电阻值为Ro，所加磁场的绝对值为H，温度为T，则电气端子3与4之间的电阻值Ra可用式(1)表示。
Ra＝Ro(1+rMH+rT(T-25))            (1)
式中，rM为电阻值因所加磁场而变化的系数，rT为电阻值的温度系数。
表3所示为相对于软磁性薄膜的长度L的rM的值及式(1)成立的磁场H的范围。
                                   表3
  长度L(mm)   rM(1/Oe) 线性成立的磁场强度范围(Oe)
    0.5   -2.94×10-2     2.2
    1.0   -5.26×10-2     1.2
    4.0   -1.94×10-1     0.4
6为具有与软磁性薄膜1实质上相同厚度的导体膜。导体膜为Cu。Cu显示出弱的反磁性，在磁性能上可看成是几乎透明的。在导体膜6中形成与软磁性薄膜1的气隙长g实质上相等的气隙长g’。与气隙接触的导体膜6的宽度W’实质上与软磁性薄膜的宽度W相同，元件10的长度是任意的。形成巨磁阻薄膜7，使其埋入该导体膜6的气隙中，巨磁阻薄膜7的材料与巨磁阻薄膜2相同。当中夹有气隙而一分为二的两侧导体膜6分别连接电气端子7、电气端子8及9。10表示包含这些电气端子的元件。电气端子8与9之间的电阻用Rb表示。
关于元件10，由于导体膜6不具有磁性作用，因此对巨磁阻薄膜7所加的磁通密度是所加磁场直接在巨磁阻薄膜7中产生的磁通密度。
图7是表示由元件10所加磁场而引起的电阻值变化，Rb的变化实质上可看成为零。另外，相对于温度的电阻值如图6所示变化。因而，与式(1)对应的元件10的电阻值Rb用式(2)表示。
Rb＝Ro(1+rT(T-25))           (2)
11为具有电阻值Rc第1电阻器，电气端子12及13与第1电阻器11连接。14为具有电阻值Rd的第2电阻器。电气端子15及16与第2电阻器14连接，关于第1电阻器及第2电阻器利用它们之间的电阻值及其温度系数精确一致的电阻器。与式(1)及式(2)相同，若设电阻温度系数为r’，则得到式(3)及式(4)
Rc＝Ro(1+rT’(T-25))         (3)
Rd＝Ro(1+rT’(T-25))         (4)
端子4、8与20之间，端子3、12与17之间，端子9、16与18之间，端子13、15与19之间互相电气连接。图8是将图4的结构以等效电路表示，整体形成一个电桥电路。元件5及10形成电桥电路的2个桥臂。在端子17与18之间加上驱动电压，在端子19与20之间出现电桥的输出电压。
在图8的电路中，在端子17与18之间加上电压Vo时，在端子19与20之间出现的电压V2用下式(5)表示。
V2＝(RaRd-RbRc)Vo/((Ra+Rb)·(Rc+Rd))    (5)
将各式(1)、式(2)、式(3)及式(4)代入式(5)的Ra、Rb、Rc及Rd，若省略2次方的微小量，则V2的有关温度的项全部抵消，得到式(6)
V2＝rTHVo/4                        (6)
式中，Vo及rT为能够预先决定的常数，若得到V2的测量值，则作为目标的磁场H就能够如式(7)所示决定。
H＝4V2/(VorT)
作为电桥输出V2，相对于Vo能够达到怎样程度的稳定检测，由电桥电路输出电压的放大器的稳定性等决定，而一般能够容易实现V2/Vo＝1×10-5，因而，若将V2/Vo＝1×10-5及巨磁阻薄膜2的rT的值代入式(7)，则利用本发明将得到可能的磁场分辨率。结果如表4所示。
               表4
    长度L     磁场检测精度(mOe)
    (mm)     图4结构     图9结构
    0.5     1.4     0.7
    1.0     0.8     0.4
    4.0     0.2     0.1
表4的分辨率能与以往技术的FluxGaTe传感器的分辨率媲美。该FluxGaTe传感器是利用磁性材料饱和特性的传感器，作为传感器的结构也是相当复杂而且大型。本发明的结构与这些磁传感器相比，极其简单，而且小型、重量轻。
(第2实施形态)
图9所示为本发明的第2实施形态。图中，元件25与图4所示的元件5相同，元件30与图4所示的元件10相同。作为整个电路的形式，是用元件25置换第1电阻器11，用元件30置换第2电阻器14。若用等效电路表示图9，则作为整体上是与图8所示的电路相同，但在图9中，Rd＝Ra，Rc＝Rb。因而，若将式(1)及式(2)代入式(5)，则能够得到式(8)。
V2＝rTHVo/2          (8)
这里，式(8)的值达到式(6)的2倍。因而，根据图9的结构，与图4的结构相比，能够更正确推定磁场的大小，能够将可检测的磁场的分辨率再提高至2倍。
(第3实施形态)
图10所示为本发明第3实施形态。在图10中，元件5与元件25平行配置，在它们之间配置元件10及元件30，通过这样力图有效利用整个专用面积。另外，端子4与端子8、端子24与端子28、端子3与端子29、端子23与端子9分别公用，省略这些端子之间的连接，力图使结构简化，对于与外部电路的连接端子17、18、19及20，不直接与端子3及端子9、端子23及端子29、端子4及端子8、端子24及端子28连接，而是通过元件5及元件25进行电气连接，具有与图8相同的功能。在图10的情况下，对于巨磁阻薄膜放置的角度是，元件5与元件10垂直，元件25与元件30垂直，对于元件10及元件30，如图7所示，对磁场的灵敏度近似为零，通过如图10所示的配置，对于元件5及元件25在长度方向所加的磁场，可以更严格地使元件10及元件30的电阻变化为零。
(第4实施形态)
图11所示为本发明的第4实施形态。在该第4实施形态中，使用与软磁性薄膜1相同的材料作为图4所示的第1实施形态的导体膜6。在第1实施形态中，元件5及元件10的电阻变化中必须尽可能使因磁场而导致变化的以外的部分相等，使其置于电桥电路中抵消。为此，首先在于使巨磁阻薄膜的材料及结构相同，但是即使巨磁阻薄膜相同，也有可能因与其接触的材料而导致电阻值的微小差异。构成其原因是接触电位差或热电动势等。在第4实施形态中，对于与巨磁阻薄膜接触的材料在元件5及元件35中是采用相同的软磁性薄膜，通过这样来避免该问题。但是，若增大元件35的软磁性薄膜31的尺寸，必然也增大巨磁阻薄膜32所加的磁通密度，使得作为元件5与元件35的电阻值之差的磁传感器灵敏度下降。在第4实施形态中，使元件35的软磁性薄膜31的面积为元件5的软磁性薄膜1的1/10以下，通过这样来避免该问题。根据该结构，对于元件35的导体部分是非磁性体时的电桥输出电压，可以确保至少90％的输出电压，能够实现高精度的薄膜磁传感器。
(第5实施形态)
图12所示为本发明的第5实施形态。在第1实施形态中，对于元件5，通过增加软磁性薄膜的长度L，以提高磁场灵敏度。软磁性薄膜1的功能在于集中周围的磁通，使其集中于巨磁阻薄膜部分，而该功能近似与软磁性薄膜的面积成正比。因而，在图4所示结构的情况下，为了使其具有对于弱磁场的灵敏度，无论如何必须增大L，不可避免导致磁传感器整体尺寸增大。因此，如图12所示，使软磁性薄膜的宽度变化，设置比软磁性薄膜与巨磁阻薄膜接触的宽度W要大的宽度WX的部分，通过这样力图有效利用软磁性薄膜的占有面积，能够实现整体小型化而且磁场灵敏度高的磁传感器。
(第6实施形态)
图13所示为本发明的第6实施形态。对软磁性薄膜即使加上外部磁场，在去掉外部磁场后，也很难有剩磁，但在矫顽力Hc的范围有可能产生剩磁，由于该剩磁成为检测出的磁场的直接误差，因此最好是尽可能没有剩磁的材料。如表1所示，Co77Fe6Si9B8与坡莫合金相比，具有1/6左右低的Hc。虽然在难磁化轴方向及易磁化轴方向都具有该低的Hc值，但在难磁化轴方向的情况下特别显著。一般，具有单轴各向异性的磁性材料在难磁化轴方向的磁化过程是由于磁化旋转产生的，因此几乎不产生磁滞，Hc近似为零。因而，在难磁化轴方向的剩磁极小，在第6实施形态中，由于将具有单轴各向异性的材料的难磁化轴方向作为磁场检测方向，因此在从外部所加的磁场去掉后，软磁性薄膜中的剩磁也很小，所以能够正确测量磁场。
根据以上说明的第1至第6实施形态，得到下列的效果。
由于巨磁阻效应薄膜的电阻值因温度变化等不是因加上磁场而导致的电阻值变化，在电桥电路中全部抵消，不包含在电桥输出中，因此能够排除在以往技术中成为问题的巨磁阻薄膜因温度等引起的电阻值变化，可以检测出纯粹由于所加磁场而引起的变化量。
由于能够利用电桥电路具有的微小电阻值变化的检测功能，因此能够对应于极小的变化以高的分辨率进行磁场检测。
为了避免由于配置在两个巨磁阻薄膜两侧的材料不同而产生的微小电阻值的差异，使配置在两个巨磁阻薄膜两侧的材料相同，通过这样能够更严格抵消由于磁场以外的原因而引起的电阻值变化。
通过减少配置在巨磁阻薄膜两侧的软磁性薄膜的长度，代之以增加宽度，能够不降低磁传感器的灵敏度，作为磁传感器实现小型化。
通过使用具有单轴各向异性、剩磁小的材料作为配置在巨磁阻薄膜两侧的软磁性薄膜，能够防止由于去掉要检测的磁场后的剩磁而导致的磁场检测精度的下降。
(第7实施形态)
图14为具有磁场发生部分的本发明的薄膜磁传感器立体图。在图14至图19中，用斜线表示软磁性薄膜，用点表示巨磁阻薄膜，用白色表示硬磁性膜或反强磁性膜。
另外，矫顽力大的硬磁性膜是具有与矫顽力小的软磁性膜不同的磁特性的磁性薄膜。在本实施形态中，软磁性薄膜、巨磁磁阻薄膜及硬磁性薄膜(或反强磁性薄膜)是采用溅射法在Ar气的气氛中制成，制成后以200℃进行2小时的热处理。
软磁性薄膜的厚度t1为1μm。在软磁性薄膜中形成以气隙长g表示的气隙。气隙长g为1μm。靠近气隙的软磁性薄膜的宽度W为100μm。这里，软磁性薄膜采用具有15kG以上高饱和磁通密度及0.5Oe以下小矫顽力的坡莫合金。表5所示为包含其它材料的软磁性薄膜的代表性材料及其特性。作为软磁性薄膜，最好是矫顽力为5Oe以下、饱和磁通密度为3KG以上的材料。
                               表5
    材料名     矫顽力(Oe) 饱和磁通密度(KG)
    坡莫合金(Fe66Ni34)     0.4     17
    非晶态合金(Co77Fe6Si9B8)     0.07     12
    铁硅铝磁合金(Fe74Si9Al17)     0.02     10
    ハ-ドパ-ム(Fe12Ni82Nb6)     0.03     8
    纳米颗粒合金(Co70Al10O20)     0.1     10
    フアインメツト(Fe76Si13B8Nb2Cu1)     0.1     14
    ナノマツクス(Fe83Hf6C11)     0.1     17
巨磁阻薄膜为Co39Y14O47合金薄膜，形成巨磁阻薄膜，使其埋入软磁性薄膜的气隙中。作为巨磁阻薄膜，最好是因磁场引起的电阻变化率大的材料。表2所示为包含该材料在内的能作为巨磁阻薄膜的材料及其代表特性。
在软磁性薄膜1的下层形成硬磁性薄膜99。硬磁性薄膜99为矫顽力大的Fe50Pt50合金薄膜，其厚度t2为0.1μm。该硬磁性薄膜99具有与矫顽力小的软磁性薄膜1进行磁耦合、对软磁性薄膜1加上偏置磁场的作用。硬磁性薄膜99具有任意的单轴各向异性磁场及大的矫顽力，通过改变其厚度及磁特性，能够将任意大小的偏置磁场加在软磁性薄膜1上。在本实施形态中，硬磁性薄膜99是配置在软磁性薄膜1的下层，但也可以配置在软磁性薄膜1的上层，或夹在软磁性薄膜1的上下层的中间，再有也可以将多层软磁性薄膜1及硬磁性薄膜99交替层叠。
这里的硬磁性薄膜99也可以用反强磁性薄膜或块状反强磁性体构件。表6所示为包含Fe-Pt合金薄膜在内的能作为硬磁性薄膜99的代表性材料。
                            表6
    材料名     矫顽力(KOe)     最大磁能积(MGOe)
    Fe50Pt50     1.6     20.0
    Co50Pt50     2.6     10.0
    铝镍钴系磁性合金(Al12Ni22Co5Fe61)     0.6     5.0
    Ba-铁氧体     1.9     1.0
    Sr-铁氧体     2.8     3.0
    SmCo5     9.0     20.0
    Nd15Fe77B8     12.4     35.0
    Ni25Mn75(反强磁性体)     -     -
电阻变化利用所示例子的电气端子50及51进行检测。
图15所示为第7实施形态的薄膜磁传感器中电阻变化率与外部磁场的关系的曲线图。在这里所示的例子中，加上约-3.5KOe的偏置磁场。电阻相对于外部磁场的正负变化呈现非对称变化，能够判断外部磁场的正负方向。
(第8实施形态)
图16为在磁传感器元件外部具有磁场发生部分的本发明薄膜磁传感器的立体图。图16中的硬磁性薄膜99是为了加上偏置磁场用的矫顽力大的硬磁性薄膜。软磁性薄膜、巨磁阻薄膜2及硬磁性薄膜99的制造方法与第7实施形态相同。另外，软磁性薄膜1及巨磁阻薄膜2的材料、气隙长g、宽度W及软磁性薄膜1的厚度t1等也与第7实施形态相同。硬磁性薄膜99为厚度1μm的Fe50Pt50合金薄膜，具有对矫顽力小的软磁性薄膜1加上偏置磁场的作用。硬磁性薄膜99具有任意的单轴各向异性磁场及矫顽力，通过改变其厚度及磁特性，能够对软磁性薄膜1加上任意的偏置磁场。能作为硬磁性薄膜99的材料例如有表6所示的硬磁性薄膜或反强磁性薄膜。
电阻变化利用所示例子的电气端子50及51进行检测。
图17所示为第8实施形态的薄膜磁传感器中电阻变化率与外部磁场的关系的曲线图。在这里所示的例子中，加上约-3.5Oe的偏置磁场。电阻相对于外部磁场的正负变化呈现非对称变化，能够判断外部磁场的正负方向。
在本实施形态中，是将一对硬磁性体薄膜或块状硬磁性体构件隔着气隙平行配置，使其夹住软磁性薄膜及巨磁阻薄膜，但也可以配置在与气隙成直角的方向。另外，一对硬磁性薄膜或块状硬磁性体构件的一方或两方可以与软磁性薄膜接触，也可以分离。这样，通过改变硬磁性薄膜或块状硬磁性体构件的配置或形状，能够任意控制偏置磁场的大小。
(第9实施形态)
图18为具有线圈的本发明薄膜磁传感器的立体图。图18的软磁性薄膜及巨磁阻薄膜的制造方法与第7实施形态相同。另外，软磁性薄膜及巨磁阻薄膜的材料、气隙长g、宽度W及软磁性薄膜的厚度t1等也与第7实施形态相同，导电体以直径20μm及圈数20匝形成线圈，通过对该线圈导电体流过任意电流，对软磁性薄膜及巨磁阻薄膜构成的磁传感器元件加上偏置磁场。另外，根据需要调整圈数多少，来调整偏置磁场。
电阻变化利用所示例子的电气端子50及51进行检测。
图19所示为第9实施形态的薄膜磁传感器中电阻变化率与外部磁场的关系的曲线图。在这里所示的例子中，加上约+3.5Oe的偏置磁场。电阻相对于外部磁场的正负变化呈现非对称变化，能够判断外部磁场的正负方向。
在本实施形态中，导电体形成了线圈，但通过紧贴磁传感器元件或在其附近配置直线状或曲线状导电体，也能够对该磁传感器元件加上偏置磁场。另外，导电体不限于线材，也可以是利用溅射法或真空蒸镀法等形成的导电体薄膜。
根据以上说明的第7至第9实施形态，能够得到下列的效果。
通过对磁传感器元件加上规定的偏置磁场，能够同时检测磁场的大小及极性。本发明的薄膜磁传感器可以用于需要确定磁场方向的方位传感器及角度传感器，而且能够提高这些传感器的性能。
(第10实施形态)
图20为第10实施形态的具有包围软磁性薄膜及巨磁阻薄膜卷绕的线圈的薄膜磁传感器立体图。
1为具有例如Co77Fe6Si9B8组成的软磁性薄膜。该材料具有的特性在于，饱和磁通密度极大，为12KG，另外矫顽力极小，为0.07Oe。在该软磁性薄膜之间设置细的缝隙，形成具有例如Co39Y14O47成分的巨磁阻薄膜2，使其埋入在该缝隙中。将软磁性薄膜1及巨磁阻薄膜2构成的部分称为传感器基本元件5。由于软磁性薄膜1的电阻率的值比巨磁阻薄膜2的电阻率的值要低，为百分之一以下，因此软磁性薄膜1上的端子55、55’之间测量的电阻值实质上等于巨磁阻薄膜2的电阻值。60为该电阻值的测量部分，通过流过恒定电流时测量端子之间产生的电压进行测量。
包围传感器基本元件5形成线圈70。线圈70的两端与端子80及80’连接。90为流过规定电流用的电流发生器(恒流源)。
(第11实施形态)
图21为第11实施形态的包含薄膜线圈的本发明薄膜磁传感器立体图。利用2个软磁性薄膜1夹住巨磁阻薄膜2，形成传感器基本元件5。包围传感器基本元件5形成例如铜的导体薄膜70。此等通过一连串的薄膜处理过程形成。例如，在基板100上，首先采用适当的光刻及溅射，形成枕木状的传感器基本元件5的下侧部分导体薄膜70。再利用溅射形成例如SiO2的绝缘膜，使其埋入枕木之间以及覆盖在枕木的上面。在形成SiO2的状态下，由于SiO2的上表面保留着枕木图形那样的凹凸，因此利用研磨使SiO2表面平坦。在其上利用光刻及溅射形成软磁性薄膜1及巨磁阻薄膜2。在导体薄膜70的端部利用溅射淀积柱状导体膜。再在其上溅射形成导体薄膜70的上面部分。
(第12实施形态)
图22为第12实施形态的薄膜磁传感器元件立体图。在这种情况下，用2个传感器基本元件5。在该传感器基本5的端子之间，隔着导体膜形成巨磁阻薄膜120。端子130、140、150及160与各软磁性薄膜连接。在这些端子中，端子130与150之间加上恒定电压作为输入端，在端子140与160之间测量电压作为输出端。也就是说，将传感器基本元件5及用导体膜110夹住巨磁阻薄膜120的元件在电气上作为桥臂形成电桥电路。巨磁阻薄膜120在磁路上与软磁性薄膜1分离，传感器基本元件之间的电阻值变化直接表现作为输出端140与160之间的电压变化。包围这些传感器基本元件形成线圈70和端子80及80’。
(第13实施形态)
图23为在图20的结构中线圈电流为零时电阻值如何随外部磁场强度变化的一个例子的曲线图。
在图23的例子中，磁场强度为零时的电阻值约为250KΩ，随着磁场强度增加，电阻值逐渐减少，在5Oe时约为240KΩ。
另外，图24所示为外部磁场强度为零时线圈中流过电流情况下的电阻值变化的曲线图。图23与图24若将横轴按1Oe＝5mA置换，则近似完全一致。即从外部产生的磁场变化与线圈中流过电流产生的磁场近似是等效的。
这里，图25所示为置于外部磁场强度1Oe中流过电流时的电阻值变化的曲线图。根据该曲线图，电流为-5mA时产生的磁场强度为-1Oe。这种情况所示的是正好抵消从外部产生的磁场。因而，如图25所示，可以说是具有-5mA偏置的形式。这里，假设流过正方向及负方向的电流Im(这时为8mA)，则电阻值分别为Rp及Rm。若取该Rm与Rp之差，则在从外部所加的磁场强度处于某一限度内的情况下，该Rm与Rp的差值与磁场强度具有正比关系。
例如，图26所示为ΔR＝Rm-Rp与外部磁场强度的关系的曲线图，线性关系保持到±2Oe。特别要说明的是，在H为±2Oe时，与H为正负对应，Rm-Rp也为正负，成为还包含符号在内的线性关系。即本发明的目标在于能够检测磁场强度的绝对值及磁场方向。
这里，关于选择检测磁场强度时流过的电流值，在图24中，若选中电流值及电阻值线性变化部分的近似中间部分，则能够使磁场强度测量范围的线性部分为最大。
(第14实施形态)
本实施形态是关于在软磁性薄膜由于某种原因剩余有剩磁时的处理方法，通过线圈中流过实质上使软磁性薄膜饱和那样的电流，有意识地使软磁性材料向某一方向磁化，就能够处于一个稳定状态。假设即使剩余某些剩磁，通过线圈中强制流过使得实质上向某一磁化方向饱和那样的电流，也将处于一个稳定状态。另外，若反向流过实际上使其饱和那样的电流，则将处于另一个反向磁化的稳定状态。即流过使其饱和的电流，具有将过去的经历全部忘记的效果。
(第15实施形态)
图27为说明去除剩磁的影响能够测量纯粹的外部磁场强度的方法用的曲线图。首先，流过实质上使软磁性薄膜饱和的电流值Is。流过Is以后，在该状态下使电流连续减少至未达到饱和的电流值+Im。这意味着在图27中，从Is向Im沿着箭头移动。在这里，进行电阻值Rpp的测量。接着，使电流值从+Im连续变化至-Im。设这里的电阻值为Rpm。然后，反方向流过实质上使其饱和的电流值Is。现在慢慢使电流值从-Is向零减少，设-Im电流值时的电阻值为Rmm。再使电流从-Im连续变化至+Im，测量Rmp。在该操作中，由于相当于正好在所谓BH曲线的磁滞回线的边界线上移动，因此软磁性材料在此以前保留的剩磁影响全部去除。对于这样得到的电阻值，通过取得(Rpm+Rmm)/2与(Rpp+Rmp)/2之差，就能够去除残留磁化的影响，测量纯粹的外部磁场强度。
根据上述说明的第10至第15实施形态，能够消除剩磁引起的测量误差，并能够正确测量磁场的大小及方向。
产业上的利用领域
根据上述说明的本发明，由于从电桥电路输出仅仅由于磁场引起的电阻值变化，因此能够高精度测量磁场的大小。
另外，由于对磁传感器部分加上偏置磁场，因此在测量磁场大小的同时，还能够判别磁场的方向。特别是，具有包围软磁性薄膜及巨磁阻薄膜的线圈、电气端子形成电桥电路的一部分的本发明薄膜磁传感器，根据这样的薄膜磁传感器，能够排除因软磁性薄膜及巨磁阻薄膜的剩磁引起的测量误差，高精度测量磁场的大小及方向。
另外，本发明的薄膜磁传感器，由于结构简单，容易实现小型化，因此能够用作高精度、高分辨率的磁传感器，以及还需要确定磁场方向的方位传感器及角度传感器。

Claims (19)

1.一种薄膜磁传感器，其特征在于，
具有第1元件及第2元件，
所述第1元件包括利用具有规定气隙长的气隙一分为二并且以规定膜厚及规定宽度与所述气隙接触的软磁性薄膜、埋入该软磁性薄膜的气隙中形成的巨磁阻薄膜、以及与一分为二的各软磁性薄膜电气连接的第1及第2端子，
所述第2元件包括利用具有实质上与所述气隙长相等的气隙长的气隙一分为二并且以实质上与所述膜厚相等的膜厚及实质上与所述宽度相等的宽度与该气隙接触的导体膜、埋入该导体膜的气隙中形成的巨磁阻薄膜、以及与一分为二的各导体膜电气连接的第1及第2端子，
将所述第1元件的第1端子与第1电阻的一端连接，
将所述第1电阻的另一端与第2电阻的一端连接，
将所述第2电阻的另一端与所述第2元件的第1端子连接，
将所述第2元件的第2端子与所述第1元件的第2端子连接，从而形成电桥电路，
在所述第1元件的第1端子与所述第2元件的第1端子之间加上规定的电压，根据所述第1元件的第2端子与所述第1电阻的所述另一端之间的电压检测磁场。
2.如权利要求1所述的薄膜磁传感器，其特征在于，
所述第1电阻是第3元件，所述第3元件包括利用具有实质上与所述气隙长相等的气隙长的气隙一分为二并且以实质上与所述膜厚相等的膜厚及实质上与所述宽度相等的宽度与该气隙接触的导体膜、埋入该导体膜的气隙中形成的巨磁阻薄膜、以及与一分为二的各导体膜电气连接的第1及第2端子。
所述第2电阻是第4元件，所述第4元件包括利用具有实质上与所述气隙长相等的气隙长的气隙一分为二并且以实质上与所述膜厚相等的膜厚及实质上与所述宽度相等的宽度与该气隙接触的软磁性薄膜、埋入该软磁性薄膜的气隙中形成的巨磁阻薄膜、以及与一分为二的各导体膜电气连接的第1及第2端子，
将所述第1元件的第1端子与所述第3元件的第1端子连接。
将所述第3元件的第2端子与所述第4元件的第1端子连接，
将所述第4元件的第2端子与所述第2元件的第1端子连接，
将所述第2元件的第2端子与所述第1元件的第2端子连接形成电桥电路，
在所述第1元件的第1端子与所述第2元件的第1端子之间加上规定的电压，根据所述第1元件的第2端子与所述第3元件的第2端子之间的电压检测磁场。
3.如权利要求1所述的薄膜磁传感器，其特征在于，
所述导体膜的材料与所述软磁性膜的材料相同，
所述导体膜的平面上的面积与软磁性薄膜的平面上的面积相比，为1/10以下。
4.如权利要求1所述的薄膜磁传感器，其特征在于，沿与气隙接触的线平行的线测量的所述软磁性薄膜的宽度尺寸的至少一部分大于所述软磁性薄膜与气隙接触的线的宽度。
5.如权利要求1所述的薄膜磁传感器，其特征在于，所述软磁性薄膜的磁特性是单轴各向异性，其易磁化轴方向实质上是与所述气隙接触的线平行的方向。
6.一种薄膜磁传感器，其特征在于，
具有磁传感器元件及对所述磁传感器元件加上偏置磁场的磁场发生部分，
所述磁传感器元件包括利用具有规定气隙长的气隙一分为二并且具有与该气隙的两侧接触的规定厚度及宽度的软磁性薄膜，埋入该气隙中形成的巨磁阻薄膜、以及与一分为二的各软磁性薄膜电气连接的电气端子，
所述磁传感器元件利用所述偏置磁场，从所述电气端子同时检测外部磁场的大小及极性。
7.如权利要示6所述的薄膜磁传感器，其特征在于，所述磁场发生部分是软磁性膜与硬磁性膜构成的多层膜中的该硬磁性膜。
8.如权利要求6所述的薄膜磁传感器，其特征在于，所述磁场发生部分是软磁性膜与反强磁性膜构成的多层膜中的该反强磁性膜。
9.如权利要求6所述的薄膜磁传感器，其特征在于，所述磁场发生部分是配置在磁传感器元件外部的硬磁性体构件或反强磁性体构件。
10.如权利要求6所述的薄膜磁传感器，其特征在于，所述磁场发生部分是配置在磁传感器元件外部的硬磁性膜或反强磁性膜。
11.如权利要求6所述的薄膜磁传感器，其特征在于，所述磁场发生部分是与磁传感器元件紧贴或配置在附近的导电体构件，或者是由与磁传感器元件紧贴或配置在附近的导电体构件构成的线圈。
12.如权利要求6所述的薄膜磁传感器，其特征在于，所述磁场发生部分是与磁传感器元件紧贴或配置在附近的导电体膜，或者是由与磁传感器元件紧贴或配置在附近的导电体膜构成的线圈。
13.如权利要求6所述的薄膜磁传感器，其特征在于，所述磁场发生部分包含由包围所述磁传感器元件的所述软磁性薄膜及巨磁阻薄膜卷绕的导体薄膜构成的线圈。
14.如权利要求6所述的薄膜磁传感器，其特征在于，以50℃以上、500℃以下进行热处理。
15.如权利要求13所述的薄膜磁传感器，其特征在于，电气端子形成电桥电路的一个桥臂，通过测量电桥输出电压，进行电气端子之间的电阻值的测量。
16.如权利要求13所述的薄膜磁传感器，其特征在于，线圈由包围软磁薄膜及巨磁阻薄膜卷绕的导体薄膜构成。
17.如权利要求13所述的薄膜磁传感器，其特征在于，流过线圈的电流是绝对值实质上相等且方向为正方向及负方向的两个电流，所述绝对值是软磁性薄膜的磁化未达到饱和范围的绝对值，根据流过正方向电流时的该电气端子之间的电阻值Rp与流过负方向电流时的电气端子之间的电阻值Rm之差(Rm-Rp)，决定磁传感器周围的磁场强度的绝对值及极性。
18.如权利要求13所述的薄膜磁传感器，其特征在于，流过线圈的电流值包含实质上使软磁性薄膜的磁化饱和的电流值。
19.如权利要求13所述的薄膜磁传感器，其特征在于，线圈中首先流过实质上软磁性薄膜的磁化饱和的正方向电流，然后测量流过未达到饱和范围的规定正电流时的端子间电阻值Rpp及流过规定负电流时的端子间电阻值Rpm，接着流过实质上软磁性薄膜的磁化饱和的负方向电流，再测量流过未达到饱和范围的规定负电流时的端子间电阻值Rmm及供给规定正电流时的端子间电阻值Rmp，根据由这些电阻值得到的((Rpm+Rmm)/2-(Rmp+Rpp)/2)决定磁传感器周围的磁场强度绝对值及极性。
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