Przedmiotem wynalazku jest uklad mnoznika pradów i napiec stalych oraz przemiennych majacy zastosowa¬ nie w obwodach automatyki i miernictwa elektrycznego.Znane sq uklady mnozników stosowane do pomiaru mocy czynnej i biernej, które mogq pracowac w sze^ rokim zakresie zmian czestotliwosci. Najczesciej sto¬ sowanymi mnoznikami sq: mnozniki pracujace na za¬ sadzie modulacji amplitudy i szerokosci impulsów, mnozniki kwadratorowe, mnozniki hallotronowe, mnoz¬ niki scalone pracujace na zasadzie zmiany transkonduk- tancji. Stosujac powyzsze mnozniki do pomiaru mocy w sieciach energetycznych nalezy na wejsciach mnoz¬ nika wlaczyc elementy oddzielenia galwanicznego, któ¬ rymi najczesciej sa transformatory pradowe i napie¬ ciowe.Zastosowanie transformatorów na wejsciach mnoz¬ nika ogranicza pasmo mierzonych przebiegów oraz nie pozwala na pomiar mocy w obwodach pradu stalego oraz w obwodach pradu przemiennego o przebiegach odksztalconych.Ponadto transformatory pradu przemiennego wpro¬ wadzaja dodatkowe bledy wynikajace z uchybów ka¬ towych oraz nieliniowosci przetwarzania transforma¬ tora. Bardzo dobre parametry metrologiczne cienko¬ warstwowych elementów magnetycznych w ukladzie mostkowym wedlug polskiego* opisu patentowego nr 64432 pozwalaja na zastosowanie ich jako mnozników analogowych pracujacych poprawnie dla pradu stalego i przemiennego.W cienkich warstwach magnetycznych wedlug po¬ wyzszego patentu wykorzystywany jest podluzny efekt magnetorezystancyjny czyli zmiana spadku napiecia na cienkowarstwowym elemencie magnetycznym wzdluz 5 kierunku przeplywu pradu i liniowej zaleznosci zmian tego napiecia od natezenia pola magnetycznego. Cztery cienkowarstwowe elementy magnetyczne laczy sie w uklad mostkowy i ustawia tak, aby osie latwego mag¬ nesowania tych elementów byly wzajemnie równolegle 10 i tworzyly z kierunkiem pradu katy H/4 oraz tak, aby ze wzrostem natezenia zewnetrznego pola magnetycz¬ nego kat pomiedzy wektorami namagnesowania, a nor¬ malnymi do kierunku pradu dla dwóch przeciwleglych elementów wzrastaly, zas dla pozostalych dwóch ele- 15 mentów malaly. Do jednej przekatnej mostka dopro¬ wadza sie prad, który rozplywa sie równomiernie w obu galeziach mostka, natomiast uzyteczny sygnal wyjs¬ ciowy zbiera sie z drugiej przekatnej mostka.Dla polepszenia parametrów metrologicznych mnoz- 20 nika stosuje sie pole stabilizujace. Zewnetrzne pole magnetyczne dzialajace wzdluz osi trudnej warstwy jest wytwarzane przez prad plynacy przez cewke nawinieta wokól cienkowarstwowego elementu magnetycznego. 25 Stosujac sposób wedlug polskiego opisu patentowego nr 64432 na przekatnej mostka otrzymuje sie sygnal wyjsciowy zalezny liniowo od natezenia pola magne¬ tycznego i natezenia pradu plynacego przez warstwe.Zasadnicza wada cienkowarstwowych elementów 30 magnetycznych w ukladzie mostkowym wedlug po- H1676nu 3 wyzszego patentu jest brak oddzielenia galwanicznego pomiedzy wejsciem bezposrednio na mostek a wyjs¬ ciem.Celem wynalazku jest opracowanie ukladu mnoznika umozliwiajacego mnozenie sygnalów pradowych i na- 5 pieciowych w obwodach pradu stalego i przemiennego zapewniajacego oddzielenie galwaniczne miedzy ob¬ wodami wejsciowymi oraz miedzy kazdym z obwodów wejsciowych i obwodem wyjsciowym, pozbawionego ograniczen i uchybów powodowanych zastosowaniem 10 przekladników prgdu i napiecia przemiennego.Cel ten zostal osiagniety przez opracowanie ukladu zawierajacego dwa cienkowarstwowe elementy magne¬ tyczne w ukladzie mostkowym, z których jeden jest elementem mnozacym a drugi elementem oddzielenia 15 galwanicznego. Uklad na jednym z wejsc ma cewke nawinieta wokól cienkowarstwowego elementu magne¬ tycznego zasilanego ze zródla napiecia lub pradu sta¬ lego. Na wyjsciu cienkowarstwowego elementu mag¬ netycznego jest wzmacniacz majacy w obwodzie wyjs- 20 ciowym cewke kompensujaca oraz cienkowarstwowy element magnetyczny jako element mnozacy. Na dru¬ gim z wejsc jest cewka nawinieta wokól cienkowarstwo¬ wego elementu magnetycznego spelniajacego funkcje mnoznika, który na wyjsciu ma wzmacniacz i filtr doi- 25 noprzepustowy.Uklad wedlug wynalazku pracuje poprawnie zarówno przy pradzie stalym jak i przemiennym zapewniajac oddzielenie galwaniczne pomiedzy wejsciami, jak i po¬ miedzy wejsciami a wyjsciem. 30 Przedmiot wynalazku jest pokazany w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia uproszczony schemat ideowy mnoznika przy mnozeniu dwóch sygnalów pradowych, a fig. 2 — uproszczony schemat ideowy przy mnozeniu dwóch sygnalów na- 35 pieciowych.Wejscie ukladu We1 stanowi cewka L1 nawinieta wokól cienkowarstwowego elementu magnetycznego CEM1. Prad 11 plynacy przez cewke L1 wywoluje stru¬ mien 0 1 skierowany wzdluz osi trudnej elementu CEM1 40 powodujac zrównowazenie ukladu mostkowego cienko¬ warstwowego elementu magnetycznego CEM1 zasilanego ze zródla Z napiecia lub pradu stalego.W celu poprawienia parametrów metrologicznych cien¬ kowarstwowego elementu magnetycznego zastosowano 45 pole stabilizujace 0s skierowane wzdluz osi latwej.Na wyjsciu elementu CEM1 znajduje sie wzmacniacz W1, w którego obwodzie wyjsciowym jest wlaczona 4 cewka kompensujaca Lk oraz cienkowarstwowy ele¬ ment magnetyczny CEM2. Prad 13 plynacy w obwodzie wyjsciowym wzmacniacza W1 jest proporcjonalny do pradu 11. Wejscie We2 stanowi cewka L2 nawinieta wokól cienkowarstwowego elementu magnetycznego CEM2r który jest elementem mnozacym ukladu. Prad 12 plynacy przez cewke L2 wywoluje strumien magne¬ tyczny 0 2. Sygnal wyjsciowy z elementu 'CEM2 jest proporcjonalny do iloczynu pradów 11 • 12 i podawany na wejscie filtru dolnoprzepustowego F i wzmacniacz W2. Na wyjsciu Wy wzmacniacza W2 powstaje sygnal pradowy lub napieciowy zaleznie od konfiguracji wzmacniacza.W celu uzyskania wartosci sredniej z iloczynu pradów 11 «I2 miedzy wyjscierrf elementu CEM2 a wejsciem wzmacniacza W2 stosuje sie filtr dolnoprzepustowy F.Wzmacniacze W1, W2 i zródlo Z sa zasilane ze wspól¬ nego zasilacza Zw.W ukladzie mnoznika do mnozenia dwóch sygnalów napieciowych na wejsciach We1f We2 zastosowano re¬ zystory R1f R2, natomiast w celu skompensowania uchybów katowych mnoznika zastosowano kondensa¬ tory C1, C2.Zastrzezenia patentowe 1. Uklad mnoznika pradów i napiec stalych oraz przemiennych zawierajacy dwa cienkowarstwowe ele¬ menty magnetyczne w ukladzie mostkowym, przy czym jeden,z nich jest elementem mnozacym a drugi stanowi element oddzielenia galwanicznego oraz wzmacniacze, znamienny tymP ze na wejsciu (We1) ma cewke (L1) nawinieta wokól cienkowarstwowego elementu magne¬ tycznego (CEM1) zasilanego ze zródla (Z) napiecia lub pradu stalego a na wyjsciu elementu (CEM1) jest wzmacniacz (W1)r który w obwodzie wyjsciowym ma cewke kompensujaca (Lk) i cienkowarstwowy element magnetyczny (CEM2)r natomiast na wejsciu (We2) ma cewke (L2) nawinieta wokól cienkowarstwowego ele¬ mentu magnetycznego (CEM2) majacego na wyjsciu wzmacniacz (W2). 2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tymr ze na wejs¬ ciach (We1), (We2) ma rezystory ograniczajace (R1), (R2) i kondensatory kompensujace (C1), (C2). 3. Uklad wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze miedzy wyjsciem cienkowarstwowego elementu mag¬ netycznego (CEM2) a wejsciem wzmacniacza (W2) jest wlaczony filtr dolnoprzepustowy (F).111676 Nel J, z^llllll *< HI J2 l2 MtHII He 2 Zh\ Fig. I Mnoznik ~| r(9-2 CZYTELNIA Urzedu Patentoweo fllskii) |m'"r« ? - •¦» PL