随着巨磁阻抗(Giant Magneto-impedance,简称GMI)效应被发现,利用巨磁阻抗效应设计的磁敏传感器凭借灵敏度高、响应快等突出优势,在弱磁测量领域表现出广阔的应用前景。本文通过对GMI效应的理论研究与实际测试,再结合传感器数字化的发展需求,设计了一种数字式的GMI弱磁传感器。首先,本文对GMI效应的产生机理和测试方法进行了研究,并对不同的GMI材料进行了比较与讨论。在此基础上,选择Fe基非晶带作为敏感材料,设计并制作了基于纵向激励的GMI敏感线圈,并通过一系列实验确定了敏感线圈的各项参数,包括线圈匝数、非晶带长度和激励频率等。然后,利用敏感线圈的阻抗值随外加磁场变化的特性,将敏感线圈作为一个振荡器件,组建相应的方波振荡电路,使得振荡电路的输出参数随被测磁场的变化而变化。所设计的数字式GMI弱磁传感器包括频率调制型和脉宽调制型两种,其中着重对频率输出型传感器进行了设计,包括振荡电路设计、单片机采集电路设计以及通信接口设计,还设计了相应的软件来完成采集、计算和输出等功能。最后,对所设计的传感器进行了完整的静动态标定,并根据标定结果进行了非线性软件修正设计,从而进一步提高传感器的性能指标。实验结果表明,所设计的数字式GMI弱磁传感器在±20e的量程范围内,能够达到较好的测量精度。同时,由于传感器振荡电路的输出都为数字量,可以直接被单片机读取,和常规的GMI传感器先输出电压、再经过A/D转换的方式相比,更有利于使传感器向体积小、速度快、抗干扰能力强、成本低的方向发展。