磁场传感器与人类的生活息息相关，在消费、工业、军事等方面的应用非常广泛，磁场传感器应用于直接或者间接的测量系统。磁场传感器在磁盘上的应用，使计算机有无限的记忆空间;在航空领域的应用，使飞行更为安全;在航海上的电子磁罗盘应用，使航海更加精确。　　 磁场传感器主要分成两大类，一类主要是测量磁场强度，另一类主要是测量磁场的方向。　　 目前用来测量磁场方向的MEMS传感器需要在传感器制作期间沉积磁性材料，这种传感器制作工艺与MEMS加工工艺不兼容，不利于系统集成，同时也增加了工艺的复杂性。或者通过多个磁场强度测量传感器组合实现方向测量。　　 测量磁场强度的MEMS传感器主要是用磁场力来驱动器件，使其变形或者振动，然后将磁场信号转换成电信号，来达到磁场测量的目的，主要的检测方案有压阻检测、频率检测和电容检测。由于压阻和电容结构对温度敏感，所以压阻检测和电容检测的方法受温度影响较大。　　 本文提出了一种新的测量方法用来测量磁场，主要包含两种结构，一种是中间带有质量块的两端固支梁结构，一种是U型结构的悬臂梁。用MEMS加工工艺在SOI衬底上制备出了磁场传感器。利用两端固支梁结构不同模态下的运动方式，通过测量第一和第二阶模态下的位移，就可以实现测量磁场方向。用电磁感应原理实现的U型梁结构磁场传感器，制作简单，受温度的影响较小。　　 论文的主要工作包括:　　 (1)提出了基于硅MEMS技术的磁场方向传感器结构。这种结构利用不同模态下的振动方式，测量不同模态下的振动位移，可得到磁场方向。制备时不需要使用磁性材料，这种传感器结构简单，制作方便。　　 (2)提出了一种新的磁场测量方法，工作原理是基于金属线在磁场中运动产生感生电动势的电磁感应原理。传感器主要以多层悬臂梁结构上的金属线作为感应检测器件。首先传感器的金属线在磁场中受洛伦兹力作用振动，引起结构中感应金属线振动，从而产生感生电动势，通过测量感生电动势即可测量出磁场。　　 (3)根据Timoshenko梁理论，建立了传感器的机械耦合分析模型，并用ANSYS有限元软件验证了模型的有效性。同时研究了品质因子的影响，并利用品质因子的计算公式，找出品质因子和阻尼系数之间的关系，用ANSYS对传感器的动态特性进行了模拟，并应用建立的模型设计出传感器。　　 (4)为了对传感器的输出信号进行测试，搭建了传感器测试系统，因为所得到的输出信号比较小，所以测试电路主要是针对微弱信号来设计的。测试电路主要包含信号放大电路和滤波电路，并对所设计的电路进行了测试验证。　　 本论文提出了两种MEMS磁场传感器结构，采用CMOS兼容的工艺制作出感应式硅MEMS磁场传感器，对传感器进行光学测试和电学测量。结果表明，加上放大电路以后，所设计的感应式磁场传感器具有较好的灵敏度，为14mV/mT，角度可有10°的分辨率。在制备磁场方向传感器时，没有磁性材料。论文中结果对MEMS磁场传感器的研究具有一定的参考价值。