磁场传感器在医学、探测、导航等领域有着广泛的应用。谐振式磁传感器是一种基于微机电系统（MEMS）技术的磁场传感器,有体积小、重量轻、成本低、灵敏度高、分辨率高等优点,具有较好的应用前景。本文采用Fe Ga合金与石英音叉复合,构成“磁-力-频率”转换的谐振式磁场传感器,磁场作用下产生的磁致伸缩力传递至音叉谐振器纵向,引起其频率变化,即磁-力-频率转换实现磁测量。但是该传感器在低磁场存在响应“死区”,需要施加偏置使其工作在线性区和灵敏度最大位置。大多传感器采用一对永磁体施加偏置磁场,结构不够紧凑且体积大,故本文为该谐振式磁传感器设计了结构紧凑、体积小,具有磁汇聚能力的磁路结构以施加偏置磁场。并且该传感器易受温度波动影响,故设计了差分磁路以解决温度漂移问题。通过理论分析,和有限元仿真和实验测试对磁路进行了研究。主要工作如下:首先对比了常用的磁致伸缩材料、软磁材料和永磁体的特性以及种类,选择强度高、可塑性好、滞后小的Fe Ga合金、磁性较强的稀土永磁材料和磁导率高的坡莫合金软磁材料作为磁路元件。其次,结合磁致伸缩材料的非线性本构方程与石英音叉的力-频率特性,构建了谐振式磁传感器的磁-力-频率转换模型,从理论上分析磁路设计需求。介绍了三种永磁偏置磁路方案的设计思路,最终选择体积小的方案一（单边平行磁路）和可提升传感器灵敏度的方案三（具有磁汇聚能力的对称磁路）磁路结构进行建模分析。并使用有限元软件对沿Fe Ga长度方向的磁感应强度分布进行仿真,通过仿真并对比分析Fe Ga处于匀强磁场中和处于磁路中的两种情况,确定了磁路结构各元件的尺寸参数以及预测了偏置磁路可施加的偏置磁场值。最后,制作了具有永磁偏置磁路的谐振式磁传感器并测试。实验结果与理论及仿真分析结果较吻合,方案一偏置磁路可提供140Oe的偏置磁场,在±50Oe的线性区中,传感器的灵敏度为2.6Hz/Oe,分辨率为6m Oe,Q值为3772。方案三偏置磁路可提供150Oe的偏置磁场,在±40Oe的线性区中,传感器灵敏度提高了1.26倍,为3.8Hz/Oe。设计了一种采用双磁致伸缩单元磁路结构的差分谐振式磁传感器,有效抑制了传感器的温度漂移。磁路结构可以提供大小相等,方向相反的偏置磁场,使得待测磁场反对称地发生作用,温度波动的干扰起对称作用,故差分后可提高传感器灵敏度且抑制温漂。建立了该传感器差分原理数学模型并进行了理论和仿真分析。该传感器的测试结果表明,磁路结构可提供大小为160Oe,方向相反的偏置磁场。在±100Oe的线性区中,传感器灵敏度为4.4Hz/Oe,可分辨3m Oe,线性度明显好于单个敏感单元。测试了差分谐振式磁传感器的温度特性,结果显示差分谐振式磁传感器的非线性温度系数相比于单个敏感单元的非线性温度系数小了一个数量级,有效抑制了温漂。