1988年，Baibich等首次公布了GMR（Giant Magneto-Resistive）效应，发现最初磁化方向不平行的“三明治”多层结构经过强磁场磁化后，其电阻降低了50％以上。因为电阻的降低非常大，所以把这种效应称为巨磁阻（GMR）效应。

图10-23　GMR基本结构示意图

图10-23所示为GMR的基本结构示意图，至少由上、下两层铁磁薄膜和中间一层非铁磁材料构成。这种“三明治”结构的电阻取决于铁磁膜磁化方向的相对关系。当薄膜的磁场方向相互反向平行时，电阻最大；当薄膜的磁场方向相互同向平行时，电阻最小。磁场方向的改变是由外加磁场引起的。试验证明，电流方向可以平行或垂直于膜内磁场方向，即GMR效应是各向同性的。

图10-24给出了GMR传感器工作示意图。R1、R4被置于由高磁导率制作的方形聚磁器两相对平面之间。两个磁电阻R2、R3上覆盖高磁导率材料，使它们被屏蔽，不受外界磁场的影响。置于桥路中的被动磁电阻起到温度补偿器的作用，来消除温漂。当加上5 V的供电电压时，灵敏度可达62 mV/（kA·m），可用作梯度传感器，也可以通过用角度测量来探测齿轮的轮齿。

图10-24　GMR传感器工作原理示意图(www.daowen.com)

（a）结构示意图；（b）电路原理示意图

GMR传感器可探测磁场范围较大，在同样面积和供电电压的情况下，其输出信号比磁阻传感器（MR）大得多，在灵敏度、线性度、温度和时间稳定性方面均有显著优势，且体积可以做到很小。GMR传感器的工作频率很宽，为0～100 MHz。

GMR传感器是直接检测磁场，且对磁场的微小变化很敏感，因此常与磁性材料配合精确测量位置或位移。同时，其还可以构成电流传感器或检测器，通过对载流导体周围磁场的测量来检测流经导体的电流强度。