传感技术作为现代信息科学的三大支柱之一,是信息系统赖以生存和发展的技术基础。磁传感技术是现代信息获取过程中的一种重要途径,广泛应用于工业、军事、生命科学、空间探索、智能电网等多个领域。目前磁传感器朝着高灵敏度、高分辨率、微型化、低成本的方向发展,传统磁传感器已不能满足和适应复杂多变的工作环境和测量要求,研究新型磁传感技术具有重要的学术意义和广阔的应用前景。磁电材料可实现无源测量、具有响应频带宽、灵敏度高、线性度好等特点,在磁传感器领域展现出良好的发展潜力。其中磁电叠层复合材料室温下具备优异的磁电性能,且制备工艺简单,是探测微弱磁场的理想器件。目前采用磁电复合材料的磁传感技术尚处于研究阶段,本论文在国家自然科学基金项目(No.51475061)的资助下,以磁电复合材料为研究对象,从理论和实验两个方面研究了复合材料零偏置磁场下的磁电效应及其磁传感应用。论文的具体研究工作如下:(1)分析不同材料,不同工作模式,不同层合方式对磁电叠层复合材料磁电性能的影响,研究磁电层合材料低频和谐振时的磁电输出特性,明确影响磁电层合材料磁传感灵敏度的因素,为设计高性能的自偏置磁电层合材料提供理论依据。(2)针对传统磁致伸缩材料性能易受外加偏置磁场限制,提出采用磁性能差异大的软磁合金和超磁致伸缩材料构造一种新型自偏置复合磁致伸缩材料。两种磁性材料复合后增强了磁致伸缩材料内部的有效磁场,提高了无偏置磁场下材料的性能。揭示了自偏置现象的物理机理,利用理论推导和仿真软件对复合磁致伸缩材料的内部磁场进行了研究。(3)将自偏置复合磁致伸缩材料与压电材料层合,设计了一种五相对称自偏置磁电层合材料,实验研究了自偏置磁电层合材料在无外加偏置磁场作用下低频和谐振态的磁电转换性能,发现相比于传统的磁电复合材料,自偏置磁电材料在零偏置下拥有更优异的磁电转换能力,并研究了软磁合金厚度、激励频率等影响复合材料磁电性能的因素。(4)利用提出的自偏置磁电层合材料设计一种自偏置磁场传感器,用于探测微弱交变磁场,搭建磁传感器测试系统对自偏置磁场传感器的传感性能进行了测试分析。并将该传感器应用于输/供电传输线,能够实现对输/供电线路的有效监测。