自旋阀型磁电阻编码器以其高灵敏度、快响应时间、可集成化等优点,在侦测机械速度、角度、距离及计数等领域应用广泛,成为当前国际上研究热点,本论文正是围绕着这一热点方向而展开工作的。本论文以新型的自旋阀薄膜性能和应用基础为研究对象。首先从理论上对自旋阀型(Si/Ta/CoFe/Cu/CoFe/IrMn/Ta)巨磁电阻效应、铁磁／反铁磁双层膜中交换偏置的理论模型进行了分析；其次基于自由层、非磁性层、钉扎层以及反铁磁层各层薄膜的厚度参数对自旋阀的性能影响机理进行了细致的比较研究,经过五次优化后,结构为“Ta(10nm)/CoFe(6nm)/Cu(8nm)/CoFe (4nm)/IrMn(13nm)／Ta(5nm)”的自旋阀薄膜具有最优的性能：GMR=2.53%, Hex=517Oe,同时制备出了无缓冲层磁电阻变化率为4.67%性能优秀的自旋阀薄膜；再者研究了复合自由层中NiFe层厚度对自旋阀磁电阻变化率和矫顽力的影响,制备出了具有低矫顽力、高磁电阻率和交换偏置场的自旋阀薄膜体系；随后基于应用于磁旋转编码器中的高精度传感器件,分析了自旋阀三端传感器和惠斯顿桥传感器的工作原理,设计出了相应的版图,利用微细加工工艺,制作了不同长度、不同线宽尺寸的自旋阀传感器单元,并对制备的传感器进行了磁场响应测试。最后,基于优化参数的自旋阀传感器件,设计制作了传感器件的信号检测电路,该电路系统能实现磁旋转编码器的智能化,包括频率、转速的显示,电机转速可调,传感器供电电流可调,设计的电路可以基本实现所需要的测量转速的功能。测试结果表明：传感器的输出波形比较工整,证明了传感器件的可用性；信号处理电路能非常准确的记录频率,其误差很小仅为0.1%；磁鼓和磁阻传感器的距离、磁鼓转速都对传感器的输出信号有重要的影响；当有一相输出时,每个脉冲代表的角度是3.6°；当有相位差为90度的两相输入信号时,每个脉冲代表的角度是1.8°,精度提高了一倍。