非接觸式位置傳感器是許多現代機器中小而重要的部件。研究人員已經使用稱為磁阻的現象來開發實際的，低成本的位置傳感器，其比現有設計執行得更好。今年將有商業生產。

記錄可移動物體的位置的電子傳感器幾乎在每個機器中出現，從印刷機到太空火箭。一般的現代汽車有60多個傳感器，用于測量曲軸，油門，離合器，懸架和數十個其他運動部件的位置。這些傳感器需要便宜（0.5-5歐元），但非常魯棒和可靠。

最古老的位置傳感器是機械開關和滑動電阻（電位計）。因為它們依賴于直接電接觸，所以它們易于磨損，腐蝕和破損，因此現代設計者傾向于避免它們。

相反，基于磁性現象的非接觸傳感器是流行的。在非接觸傳感器中，線圈（感應和電流計傳感器）或半導體元件（“霍爾效應”傳感器）檢測安裝在機器的另一部分上的磁體的存在。

但是傳統的磁性傳感器往往既不敏感又相當昂貴。而“霍爾效應”傳感器具有另一個缺點，即“開/關”裝置不能跟蹤物體的精確位置。

介紹磁阻

MUNDIS項目的合作伙伴認為他們可以做得更好。他們的結果表明他們是對的，一個市場準備的產品很快就會跟隨。歐盟資助的項目開發了基于磁阻的更靈敏和更便宜的位置傳感器。這種現象描述了磁場如何改變某些材料的電阻，從十九世紀就已經知道，但直到最近沒有工業應用。

“巨磁阻”（GMR）發現于1988年，現在應用于計算機硬盤。GMR和稱為薄膜磁阻（TMR）的另一效應可以用于位置傳感器。然而，根據MUNDIS協調員Ricardo Ibarra教授的說法，GMR和TMR是大公司的省份，因為它們需要在為半導體工業開發的潔凈室和其他設備方面進行大量投資。

Ibarra說，歐盟資助的MUNDIS更有前途，是一種被稱為彈道磁阻（BMR）的效應。電子具有稱為自旋（磁矩）的性質，其允許它們在納米粒子之間飛行時受到磁場的影響（因此稱為“彈道”）。當電流通過沉積在塑料膜上的氧化鐵的納米顆粒時，當電子行進通過納米顆粒之間的納米接觸時，電子對BMR敏感。

MUNDIS合作伙伴嘗試了兩種不同的納米顆粒制備方法。第一條路線涉及用球磨機研磨氧化鐵，產生了靈敏和合理便宜的實用傳感器。第二種方法使用電化學從溶液中直接沉積納米顆粒。

“我們還沒有完成電沉積技術的開發，但它是非常有前途的，”Ibarra說。“它可以創建更敏感的設備，他們最終也應該更便宜。

垂直的焦點

從一開始，MUNDIS旨在創建一個實用的BMR設備：一個齒輪傳感器的位置傳感器為汽車行業。這是一個四位置“開/關”傳感器，目標成本為€5，批量生產降至€4。

到2008年1月，在項目結束前三個月，該項目取得了良好的效果。合作伙伴開發了一個完整的齒輪傳感器位置傳感器所需的所有零件：基于膜的傳感器本身，相關的印刷電路板和磁鐵架。測試表明，該器件可以可靠地工作1000萬次，以及耐受振動，濕度和熱應力。

該技術已獲得專利，并向在該項目中成為合作伙伴的兩家西班牙中小企業授權。Aragonesa de Componentes Pasivos（ACP）是一種電子元件制造商，包括位置傳感器，是傳感器材料。Ficosa國際公司生產汽車零部件和系統，然后組裝完整的傳感器。成本甚至低于原來的目標，新的傳感器將在幾個月內上市，Ibarra說。

剩余待完成的任務包括改進對傳感器材料的初始電阻的控制，以及獲得對納米結構內發生的情況的更好理解。

Ibarra說：“雖然傳感器工作良好，但并不是所有的磁阻效應都來自BMR。為了詳細研究BMR的機理，研究人員現在使用聚焦離子束來構建微小的電路，尺寸小于1μm，僅包括幾個納米顆粒。

傳感器可以制成幾乎任何形狀，Ibarra說，原則上，它們的尺寸沒有下限。由于較小的傳感器預計比大的傳感器工作更好，一些創新的應用可能出現。

一個令人興奮的潛在應用是在生物傳感。“如果我們可以得到磁性納米粒子粘在微生物，那么我們可以使用BMR傳感器來檢測磁性粒子，從而檢測生物體，”Ibarra說。這顯然是一種具有潛力的技術。