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