PL61577B1 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
PL61577B1
PL61577B1 PL132135A PL13213569A PL61577B1 PL 61577 B1 PL61577 B1 PL 61577B1 PL 132135 A PL132135 A PL 132135A PL 13213569 A PL13213569 A PL 13213569A PL 61577 B1 PL61577 B1 PL 61577B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
current
layer
electrodes
coil
ferromagnetic layer
Prior art date
Application number
PL132135A
Other languages
English (en)
Inventor
Gontarz Romuald
Kwiatkowski Waldemar
Lebson Stefan
Ratajczak Henryk
ZenonSczaniecki
Original Assignee
Polska Akademia Nauk
Filing date
Publication date
Application filed by Polska Akademia Nauk filed Critical Polska Akademia Nauk
Priority to DE2009972A priority Critical patent/DE2009972B2/de
Priority to CS145970A priority patent/CS150907B2/cs
Priority to AT207170A priority patent/AT312738B/de
Publication of PL61577B1 publication Critical patent/PL61577B1/pl

Links

Description

Zastosowanie rdzeni ferromagnetycznych lub ferrytowych wprowadza uchyby mnozenia spowodowane miedzy inymi nie¬ liniowa zaleznoscia miedzy natezeniem pola a in¬ dukcja, stratami na prady wirowe i histereze itp.Uzycie cewki bezrdzeniowej zmniejszajacej te uchyby, uniemozliwia mnozenie malych wartosci pradu lub napiecia. Oprócz tego, urzadzenia mno¬ zace z hallotronami posiadaja uchyby zwiazane ze stosunkowo duzym wspólczynnikiem temperaturo¬ wym. Wszystkie wymienione czynniki sprawiaja ze mnozone wielkosci nie moga byc mniejsze niz prad od kilkunastu miliamperów, a napiecie od kilku woltów.Porównujac dane mnozników hallotronowych z mnoznikami opartymi na innych zasadach mozna stwierdzic, ze ich wlasnosci sa zblizone.Celem wynalazku jest umozliwienie mnozenia dwu wielkosci elektrycznych o malych wartosciach na przyklad napiec rzedu kilkunastu miliwoltów i pradów od kilku mikroamperów, zas zadaniem wynalazku jest opracowanie odpowiedniego ukla¬ du elektrycznego przeznaczonego do osiagniecia tego celu. £el ten zostal osiagniety przez skonstruowanie urzadzenia do mnozenia dwu wielkosci elektrycz¬ nych, opartego na wykorzystaniu efektu magneto- rezystancyjnego, które zawiera cienka warstwe ferromagnetyczna pojedyncza lub wielokrotna, po- 6157761 3 siadajaca anizotropie magnetyczna najlepiej jed¬ noosiowa. Warstwa ta naniesiona jest wraz z dwo¬ ma parami elektrod na podloze izolacyjne na przy¬ klad szklane, przy czym jedna para elektrod zwa¬ nych pradowymi, usytuowana jest tak ze prad ste¬ rujacy przeplywa wzdluz warstwy, natomiast dru¬ ga para elektrod, zwanych napieciowymi, umiesz¬ czona jest poprzecznie do kierunku pradu. Urza¬ dzenie zawiera równiez cewke zwiazana na sztyw¬ no z warstwa, a w szczególnosci nawinieta bez¬ posrednio na podlozu z warstwa tak ze prad prze¬ plywajacy przez cewke daje skladowa pola ma¬ gnetycznego w plaszczyznie warstwy.Na skutek oddzialywania pola proporcjonalnego do pradu w cewce na warstwe ferromagnetyczna przez która plynie prad, na elektrodach napiecio¬ wych pojawia sie sygnal wyjsciowy wprost propor¬ cjonalny do iloczynu pradów sterujacego i magne¬ sujacego w postaci napiecia lub pradu. Cienka warstwa ferromagnetyczna wraz z elektrodami, umieszczone na podlozu izolacyjnym, oraz z cewka magnesujaca, zaleznie od potrzeby znajduja sie w obrebie oddzialywania pola magnetycznego otrzy¬ mywanego z dodatkowej cewki podmagnesowuja- cej lub z magnesu trwalego. Cewka ta, podobnie jak i magnes sa tak usytuowane wzgledem war¬ stwy, ze pole magnetyczne ma skladowa lezaca w plaszczyznie warstwy ferromagnetycznej. Po¬ miedzy podlozem izolacyjnym i cienka warstwa ferromagnetyczna, zaopatrzona w dwie pary ele¬ ktrod — pradowa i napieciowa — zaleznie od po¬ trzeby, znajduje sie cienka warstwa przewodzaca, zaopatrzona w pare elektrod wprowadzajacych prad podlegajacy mnozeniu — czyli magnesujacy.Zaleznie od potrzeby, calosc znajduje sie w ob¬ rebie oddzialywania pola magnetycznego otrzyma¬ nego z dodatkowej cewki podmagnesowujacej lub z magnesu trwalego. Ustawione sa one tak wzgle¬ dem cienkiej warstwy ferromagnetycznej, ze pole magnetyczne ma skladowa lezaca w plaszczyznie warstwy ferromagnetycznej.Urzadzenie wedlug wynalazku charakteryzuje sie bardzo duza czuloscia w porównaniu ze znanymi urzadzeniami do mnozenia dwóch wielkosci elek¬ trycznych, to znaczy * dziala ono juz przy malych wartosciach pradu sterujacego i natezenia pola magnetycznego, nie wymaga wiec stosowania kon¬ centratorów pola, co umozliwia jego miniaturyza¬ cje, oraz znacznie rozszerza zakres zastosowania praktycznego w ukladach pomiarowych, automa¬ tyki i sterowania.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia cienka war¬ stwe ferromagnetyczna zaopatrzona w elektrody, fig. 2 — zasadniczy uklad urzadzenia do mnozenia dwu wielkosci elektrycznych, fig. 3 — urzadzenie wedlug wynalazku, zawierajace dodatkowa cewke podmagnesowujaca, fig. 4 — urzadzenie wedlug wynalazku zawierajace magnes staly, fig. 5 — urzadzenie zawierajace dodatkowa warstwe prze¬ wodzaca wytwarzajaca pole przemagnesowujace. .Na fig. 1 przedstawiono cienka warstwe ferroma¬ gnetyczna 2 z anizotropia najlepiej jednoosiowa, naniesiona wraz z elektrodami pradowymi 4 i na¬ pieciowymi 3 na izolacyjne 'podloze 1. Warstwa 577 4 ferromagnetyczna 2 moze byc pojedyncza lub wie¬ lokrotna, to znaczy moze sie skladac z kilku warstw ferromagnetycznych rozdzielonych prze¬ kladkami nieferromagnetycznymi, na przyklad z 5 tlenku krzemu SiO, przy czym grubosc kazdej z warstw moze sie zawierac w granicach od 5 do 2000 nanometrów, podloze natomiast moze stano¬ wic plytka szklana.W wyniku dzialania energii anizotropii magne- 10 tycznej, w warstwie takiejv mozna wyróznic dwa kierunki: latwego namagnesowania L i trudnego T. W nieobecnosci zewnetrznego pola magnetycz¬ nego wektor namagnesowania J jest skierowany wzdluz osi L. Polozenie wektora namagnesowania 15 J zmienia sie pod dzialaniem zewnetrznego pola , magnetycznego H, a wraz z ta zmiana ulega zmia¬ nie os anizotropii oporu elektrycznego warstwy i miedzy elektrodami napieciowymi 3 pojawia sie napiecie. Ta zmiana osi anizotropii oporu pod 20 wplywem zmiany namagnesowania nosi nazwe efektu magnetooporowego lub inaczej magnetore- zystancyjnego.Jezeli do elektrod pradowych 4 cienkiej war¬ stwy ferromagnetycznej przelozyc napiecie Us, po- 25 wodujace przeplyw pradu sterujacego 1^, to na ele¬ ktrodach napieciowych 3 wystapi napiecie wyjscio¬ we, zalezne od polozenia wektora namagnesowania J. Zmiane polozenia tego wektora wywoluje zew¬ netrzne pole magnetyczne. 30 Przykladowe rozwiazanie urzadzenia wedlug wynalazku jest przedstawione na fig. 2. Do zaci¬ sków cewki magnesujacej 5 doprowadzone jest napiecie Um lub prad Im podlegajacy mnozeniu z napieciem Us lub pradem Is doprowadzonym do 35 elektrod pradowych 4.Prad magnesujacy Im plynacy przez cewke 5 wywoluje pole magnetyczne H, które powoduje zmiane polozenia wektora namagnesowania J w warstwie ferromagnetycznej 2, w wyniku czego na 40 elektrodach napieciowych 3 pojawia sie napiecie U proporcjonalne do iloczynu napiecia Um lub pradu Im przez napiecie Us lub. prad I,. Wyjscio¬ wy sygnal w postaci napiecia U^ lub pradu 1^. do¬ prowadzony jest bezposrednio do przyrzadu mie- 45 rzacego 6 lub tez poddany jest wzmocnieniu za po¬ moca wzmacniacza 7.Fig. 3 przedstawia rozwiazanie urzadzenia we¬ dlug wynalazku, zawierajace dodatkowa cewke podmagnesowujaca 8, przez która przepuszczany 50 jest staly prad o okreslonym natezeniu, wytwarza¬ jacy stale pole magnetyczne H= skierowane pro¬ stopadle do pola H cewki 5. Dzieki takiemu usy¬ tuowaniu cewki 8 wzgledem warstwy ferromagne¬ tycznej, otrzymuje sie skladowa pola magnetycz- 55 nego lezaca w plaszczyznie warstwy ferromagne¬ tycznej. Skladowa pola H=lezaca w plaszczyznie warstwy oddzialywuje na wektor namagnesowania J, co pozwala na zmiane charakterystyki sygnalu wyjsciowego urzadzenia mnozacego oraz umozli- 60 wia zmiane jego czulosci a tym samym rozszerza zakres pomiarowy.Figr 4 przedstawia rozwiazanie urzadzenia wed¬ lug wynalazku, w którym warstwa ferromagne¬ tyczna 2 z elektrodami, umieszczona na podlozu 65 izolacyjnym 1 oraz cewka magnesujaca 5, znajdu-61 5 ;3e sie w obrebie dzialania pola magnetycznego otrzymanego z magnesu stalego 9. Magnes 9 tak jest usytuowany wzgledem warstwy ferromagne¬ tycznej 2, ze pole magnetyczne ma skladowa leza¬ ca w plaszczyznie warstwy 2. Takie rozwiazanie urzadzenia nie wymaga stosowania dodatkowego zródla pradu stalego zasilajacego cewke podmagne- sowujaca 8, a zmiane charakterystyki uzyskuje sie przez zmiane polozenia magnesu 9 wzgledem cien¬ kiej warstwy 2.Fig. 5 przedstawia rozwiazanie urzadzenia we¬ dlug wynalazku, gdzie pomiedzy warstwa izolacyj¬ na 1 i warstwa ferromagnetyczna 2 znajduje sie cienka warstwa przewodzaca 10, zastepujaca w swym dzialaniu dzialanie cewki magnesujacej 5.W rozwiazaniu tym prad magnesujacy Im, podle¬ gajacy mnozeniu z pradem sterujacym Is, prze¬ puszczany jest przez warstwe przewodzaca 10, a powstale w okól niej pole magnetyczne zmienia polozenie wektora namagnesowania J w warstwie ferromagnetycznej 2. Zastapienie cewki magnesu¬ jacej 5 cienka warstwa przewodzaca 10, zmniej¬ sza znacznie wymiary urzadzenia oraz upraszcza technologie jego wytwarzania. Rozwizanie to zalez¬ nie od potrzeby, zaopatrzone jest w dodatkowa cewke 8 lub magnes trwaly 9 w celu skorygowa¬ nia jego charakterystyki lub zmiany zakresu po¬ miarowego.W podstawowych urzadzeniach, mnozeniu podle¬ gaja zarówno napiecia i prady przemienne, jak i stale. Efekt mnozenia zachodzi takze, gdy jedna z wielkosci podlegajacych mnozeniu jest stala a druga przemienna.Urzadzenie do mnozenia dwu wielkosci elek¬ trycznych wedlug wynalazku, charakteryzuje sie dobrymi wlasnosciami metrologicznymi. Umozli¬ wia przeprowadzenie mnozenia dwu wielkosci ele¬ ktrycznych o malych wartosciach, przy czym ^wplyw czynników zaklócajacych wynik mnozenia jest maly. Samo urzadzenie jest miniaturowe co zwieksza jego mozliwosci zastosowan. PL

Claims (4)

  1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do mnozenia dwu wielkosci ele- 577 6 ktrycznych oparte na wykorzystaniu efektu mag- netorezyst'ancyjnego w cienkich warstwach ferro¬ magnetycznych, znamienne tym, ze zawiera cienka warstwe ferromagnetyczna (2) pojedyncza lub wie- 5 lokrotna, o anizotropii magnetycznej najlepiej je¬ dnoosiowej, naniesiona wraz z dwoma parami ele¬ ktrod (3 i 4) na podloze izolacyjne (1), przy czym elektrody pradowe (4) usytuowane sa tak, ze prad sterujacy (Ig) przeplywa wzdluz warstwy, nato- 10 miast elektrody napieciowe (3) -ustawione sa po¬ przecznie do kierunku pradu w warstwie, zas cew¬ ka magnesujaca (5) zwiazana jest na sztywno z warstwa ferromagnetyczna, w szczególnosci nawi¬ nieta bezposrednio na podloze z warstwa tak, aby 15 prad plynacy przez cewke (5) dawal skladowa pola magnetycznego (H) w plaszczyznie warstwy, a sy¬ gnal wyjsciowy w postaci napiecia (Ug) lub pradu (I,,), beclacy iloczynem pradu sterujacego (I5) i magnesujacego (Im), zbierany jest z elektrod na- 20 pieciowych (3).
  2. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze cienka warstwa ferromagnetyczna (2) wraz z. elektrodami (3 i ,4), umieszczone na podlozu izola¬ cyjnym (1), oraz z cewka magnesujaca (5), zaleznie 25 od potrzeby, znajduja sie w obrebie oddzialywania pola magnetycznego otrzymywanego z dodatkowej cewki podmagnesowujacej (8) lub z magnesu trwalego (9), przy czym cewka (8) lub magnes (9) sa tak usytuowane wzgledem warstwy, ze pole 30 magnetyczne ma skladowa lezaca w plaszczyznie warstwy ferromagnetycznej (2).
  3. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zaleznie od potrzeby, pomiedzy podlozem izo¬ lacyjnym (1) i cienka warstwa ferromagnetyczna 35 (2) zaopatrzona w dwie pary elektrod (3 i 4), znaj¬ duje sie cienka warstwa przewodzaca (10) zaopa¬ trzona w pare elektrod wprowadzajaca prad ma¬ gnesujacy (I ) podlegajacy mnozeniu, przy czym zaleznie od potrzeby calosc znajduje sie w obrebie 40 oddzialywania pola magnetycznego otrzymanego z dodatkowej cewki podmagnesowujacej (8) lub z magnesu trwalego (9) ustawionych tak wzgledem cienkiej warstwy ferromagnetycznej (1), ze pole magnetyczne ma skladowa lezaca w plaszczyznie 45 warstwy ferromagnetycznej (2). fig I fig 2KI. 21 e, 19/10 61577 MKP G 01 r, 19/1 ^ i t_ H= 3 8 , li. 21 \ rrm^ m Ug fig 3 Us Urn Von—L P X3 W m 2\l (§)e Jig.4 3s 4' M . i Jm ^ i i l r ^^^^ r* V ^M^^H ^^^™
  4. 4. . -2 -10 -1 fig-5 Bltk 3099/70 r. 230 egz. A4 PL
PL132135A 1969-03-05 1969-03-05 PL61577B1 (pl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2009972A DE2009972B2 (de) 1969-03-05 1970-03-03 Einrichtung zur Multiplikation zweier elektrischer Größen
CS145970A CS150907B2 (pl) 1969-03-05 1970-03-04
AT207170A AT312738B (de) 1969-03-05 1970-03-05 Einrichtung zur Multiplikation zweier elektrischer Größen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL61577B1 true PL61577B1 (pl) 1970-10-25

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4385273A (en) Transducer for measuring a current-generated magnetic field
US4309655A (en) Measuring transformer
EP3524991B1 (en) Bipolar chopping for i/f noise and offset reduction in magnetic field sensors
US3286161A (en) Magneto-resistive potentiometer
US4414510A (en) Low cost sensing system and method employing anistropic magneto-resistive ferrite member
EP0195217A1 (en) Magnetic reluctance sensing apparatus and method
KR960018612A (ko) 자계 센서, 브리지 회로 자계 센서 및 그 제조 방법
EP2995962A1 (en) Magnetic current sensor and current measurement method
KR20050012774A (ko) 자기장 측정용 센서, 전류 측정 방법 및 보호 스위치 장치
KR19990022160A (ko) 자기 저항성 브리지 소자의 브리지 회로를 포함하는자장 센서
JP2000035343A (ja) 巨大磁気抵抗効果素子を備えたエンコーダ
US4525671A (en) Apparatus for sensing two components of a magnetic field
CN110857952B (zh) 电流传感器
GB2090985A (en) Arrangements for measuring electrical power or energy
PL61577B1 (pl)
US3634794A (en) Current level sensor
US2346683A (en) Ratio meter
US4214220A (en) Wide range magnetically biased reed switch
US4083025A (en) Windings for magnetic latching reed relay
US3315204A (en) Galvanomagnetic semiconductor device
JP2000091664A (ja) 磁気デバイス
US730698A (en) Electrical measuring instrument.
US751015A (en) Lewis t
JP2514338B2 (ja) 電流検出器
Barlow et al. An experimental impedance relay using the Hall effect in a semiconductor