图4 差动形式的构成方式（1）
图5 差动形式的构成方式（2）
在MEMSMag中采用第一种差动结构形式。这样做的用意主要是考虑到线圈的对称性。如图6所示，顺时针的把十二个线圈分别标记为X1、X2、
'''''X3、Y1、Y2、Y3、X1、X'2、X3、Y1、Y'2、Y3。这样X1和X1就构成一
组线圈，其余同理。通过这种形式，十二个线圈组成六组线圈对，具有相同的结构参数和电气参数，至于利用哪一组线圈作为励磁、检测和补偿线圈，可以根据应用需要在使用时决定，而不是在设计和加工时就确定，扩大了使用的灵活性。磁芯的形状是方形的环状结构，具有对称性，选用各向同性的软磁材料，这样四条边的电磁参数都相同。线圈的旋向相同，匝数相同，也具有对称性。x方向的两条边构成一组双磁芯的磁探头，用于X方向磁场分量的测量；同样，Y方向的两条边构成另一组双磁芯的磁探头，用于Y方向磁场分量的测量。由于磁芯和线圈是对称的，又具有差动结构，使得这种结构很容易形成一个两轴的磁敏感器，也可以形成一个一轴的磁敏感器，这主
'要是由于线圈具有柔性的连接性能。如果把线圈对X1和X1正向串联作为激
'磁线圈，X3和X3正向串联作为补偿线圈，X2和X'2反向串联作为检测线圈，
就可形成一个检测Y轴方向的一轴磁敏感器。对另外三组线圈也进行同样的连接，也形成一个检测x轴方向的一轴磁敏感器。这样整个就形成了一个两轴的磁敏感器，可用于测量磁场强度在x和Y轴两个正交轴方向上的分量。
图6 MEMSMag的连结方式示意图
除上述连接方式之外，这种结构形式通过不同的连接方式还可以形成一轴磁通门磁敏感器结构，如表2所示。
表2 MEMSMag中线圈的不同连结方式
（2）、MEMS谐振式磁强计[9]、[11、[]
基本原理：谐振式磁强计基本工作原理是利用通电导线在磁场中产生的洛仑兹力来检测磁场强度的大小。在悬臂梁中通过一定频率的交变电流，其频率等于悬臂梁的谐振频率，这样，当外界有磁场时， 悬臂梁中的电流将受到洛仑兹力的作用使悬臂梁产生振动，其振幅和外界磁场强度的大小成正比关系，通过检测振幅的大小，即可得到磁场强度的信息。由于其工作在谐振状态下，因此其振幅可以被放大 Q 倍，从而使检测精度和灵敏度得到大幅提高。
谐振式磁强计按照其结构基本可以分为扭摆式和水平式两种。 扭摆式谐振式MEMS磁强计： 单位：清华大学精密仪器与机械学系 作者：任大海,阎梅芝, 尤政
结构：图7所示是结合国内MEMS 加工条件设计的基于扭摆结构的谐振式磁强计,它采用电容检测方式, 扭摆式结构靠差动力矩驱动扭梁扭转,灵敏度高. 另外, 由于谐振式磁强计要求具有高 Q 值,若不考虑谐振器在空气中的阻尼, 则Q 值主要取决于通过支撑结构将谐
振器能量传递到基底所损失的能量及由于机械结构阻尼所损失的能量. 扭摆式结构能够有效地减小上述 2个方面的能量损失. 同时, 在实际应用中, 由于机械结构总是有一定的质量, 所以必须考虑加速度对检测输出信号的影响. 而扭摆由于其具有对称式结构,能够有效抑制重力及加速度产生的惯性力与磁场通过线圈产生的洛伦兹力之间的耦合,所以采用扭摆式谐振磁强计方案.两端固支梁在加工过程中产生的应力较大,将严重影响器件的成品率,且当扭转角较大时,弹性系数随扭转角做非线性变化, 所以设计了“ L”形梁, 能够有效释放应力, 且当扭摆尺寸较大时,“L”形梁有利于系统稳固支撑.。
图7 谐振式磁强计的测量原理 水平式磁强计的结构运动方向与结构平面平行。
如1999年Robert Bosch公司的Emmerich H等人研制的水平谐振式磁强计，在谐振梁中通以交变电流并通过电容方式进行检测，如图8所示