DD241983A1

DD241983A1 - Einrichtung zur impulsbreitenaenderung mit einem hall-schaltkreis

Info

Publication number: DD241983A1
Application number: DD28195385A
Authority: DD
Inventors: Hans Bergmann
Original assignee: Zwickau Ing Hochschule
Priority date: 1985-10-22
Filing date: 1985-10-22
Publication date: 1987-01-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umwandlung einer Wegstrecke bzw. eines Winkels oder/und eines elektrischen Stromes bzw. eines magnetischen Feldes in eine Impulsbreite. Weiterhin kann sie zur Erzeugung einer Rechteckimpulsfolge mit stellbarer Impulsbreite dienen. Dies erfolgt erfindungsgemaess dadurch, dass nach Anlegen eines Impulses an den Freigabeeingang eines Hall-Schaltkreises, vorteilhafterweise in Dreieckform und Aenderung der Staerke des einwirkenden Magnetfeldes, am Ausgang des Hall-Schaltkreises ein Rechteckimpuls entsteht, dessen Breite eine Funktion des Eingangsimpulses und dessen Breitenaenderung eine Funktion der Weg- oder Winkel- oder Stromaenderung darstellt. Die Magnetfeldaenderung kann durch die Abstandsaenderung der Pole von Permanentmagneten vom Hall-Schaltkreis, durch die Stromaenderung in Elektromagneten oder konstruktiv durch einen magnetischen Nebenschluss erfolgen.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Impulsbreitenänderung mit einem Hall-Schaltkreis, der sich in einem zur Aktivierung des Ausgangssignals ausreichend starkem Magnetfeld befindet und einen elektrisch ansteuerbaren Freigabeeingang besitzt, der das Ausgangssignal beeinflussen kann, vorzugsweise für die Meßtechnik in der Kraftfahrzeugelektronik.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Wie aus der Informations- und Applikationsschrift „Mikroelektronik" Heft 9 des VEB Halbleiterwerk Frankfurt (Oder) bekannt ist, wird ein Hall-Schaltkreis bei den unterschiedlichsten Anwendungsfällen als kontaktloser, magnetisch betätigter Schalter für binäre Signale eingesetzt.

Wege oder Winkel werden in der Elektronik mit inkrementalen Maßstäben ermittelt. Diese enthalten meist ein gegen Umwelteinflüsse und Erschütterungen, wie sie z. B. im PKW auftreten, empfindliches optisches Abtastsystem. Die Meßgenauigkeit ist von der Feinheit der Maßstabsteilung abhängig.

Durch zusätzliche Impulsvervielfacherschaltungen bei Mehrfachabtastsystemen ist zwar eine elektronische Maßstabsunterteilung möglich, doch steigt damit der Aufwand erheblich.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, eine robuste, zuverlässige und einfache Einrichtung zur Ermittlung der Lage beweglicher Bauteile zu schaffen, bei der durch die elektronische Auswerteschaltung jederzeit die Maßstabsaufteilung festgelegt werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einem Hall-Schaltkreis eine Impulsbreitenänderung zu erzeugen und die analoge Weg-, Winkel- oder Stromänderung zu erfassen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach Anlegen eines nicht rechteckförmigen Impulses an den Freigabeeingang eine Wegstrecke bzw. Winkel oder/und ein elektrischer Strom in einen Rechteckimpuls am Ausgang des Hall-Schaltkreises umgewandelt wird und daß die Impulsbreite sich proportional der Weg-, Winkel- oder Stromänderung verhält. Des weiteren ist die Breite des Impulses, die an den Freigabeeingang angelegt wird, frei wählbar. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Änderung einer Wegstrecke, eines Winkels oder eines Stromes in eine Änderung der Stärke des auf den Hall-Schaltkreis einwirkenden Magnetfeldes erfolgt.

Weiterhin sieht die erfindungsgemäße Lösung vor, daß die Breite des Rechteckimpulses von der Form des Eingangsimpulses und die Impulsbreitenänderung von der Magnetfeldänderung abhängig ist.

Die dargelegte Einrichtung eignet sich auch zur Umformung einer nicht rechteckförmigen Impulsfolge in eine Rechteckimpulsfolge gleicher Frequenz, bei der die Impulsbreite durch die konstant eingestellte Magnetfeldstärke festgelegt ist. Die Breite des Impulses am Freigabeeingang ist frei wählbar. Unterschreitet das veränderbare Magnetfeld den für den Hall-Schaltkreis zulässigen Minimalwert, so kann das Ausschalten des Ausgangssignales für eine zusätzliche Informationsauswertung genutzt werden.

Ausführungsbeispiel

An einigen charakteristischen Beispielen soll die Erfindung näher beschrieben werden. Es stellen dar:

Fig. 1: Seitenansich eines ersten Prinzips der Änderung des Magnetfeldes für den Hall-Schaltkreis mit axial magnetisierten

Permanentmagnete Fig. 2: Draufsicht eines zweiten Prinzips der Änderung des Magnetfeldes mit einem rotierenden diamitral magnetisierten

Permanentmagnet Fig.3: Draufsicht eines dritten Prinzips der Änderung des Magnetfeldes mit einem schraubbaren axialen magnetisierten

Permanentmagnet Fig.4: Umformung eines definierten Eingangsimpulses in Rechteckimpulse am Ausgang eines Hall-Schaltkreises

Fig. 1 stellt eine Möglichkeit der Magnetfeldänderung auf den Hall-Schaltkreis dar.

Die Permanentmagnete 1.1. und 1.2. werden vorteilhafterweise gleichzeitig vom Hall-Schaltkreis 2 weg oder auf ihn zu bewegt. Diese Bewegungsänderung kann entweder aus einer geradlinigen Wegänderung als Eingangsparameter oder aber aus einer Winkeländerung abgeleitet sein. Denkbar ist auch die Möglichkeit, daß beide Magnete unabhängig voneinander als Funktion zweier Eingangsparameter bewegt werden.

Werden die Magnete 1.1. und 1.2. einzeln oder zusammen durch Elektromagnete mit konstanter oder veränderlicher magnetischer Induktion ersetzt, so können diese mit einer oder mehreren Wicklungen versehen stationär oder auch beweglich angeordnet sein.

Fig. 2 stellt eine weitere Möglichkeit der Magnetfeldänderung durch das Verdrehen eines Permanentmagneten 1.3, dar. Der ferromagnetische Ring 3 dient dabei als magnetischer Nebenschluß zur gezielten Führung des Magnetfeldes und zur Veränderung der Beziehung zwischen Drehwinkel des Magneten 1.3. und der Änderung des Magnetfeldes auf den Hall-Schaltkreis 2. In Fig. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, die sich besonders für größere Winkeländerungen oder für das Einstellen einer bestimmten Impulsbreite am Ausgang des Hall-Schaltkreises eignet. Durch Verdrehen des mit einem Außengewinde versehenen Magneten 1.4. wird sein Abstand zum Hall-Schaltkreis 2 verändert. Das Einzelteil 4 ist aus nichtmagnetisierbarem Material, besitzt eine Gewindebohrung zur Aufnahme des Magneten und dient zu seiner Führung und Fixierung.

In Fig.4 ist die Entstehung des Ausgangsimpulses 5.1. für ein starkes Magnetfeld und des Ausgangsimpulses 5.2. für ein schwaches Magnetfeld aus dem Eingangsimpuls 6 dargestellt. Mit Verminderung der Magnetfeldeinwirkung im Hall-Schaltkreis 2 steigen die Schaltschwellen 7.3., 7.4 des Freigabeeinganges an, mit Vergrößerung des Magnetfeldes fallen sie 1. B. auf die Punkte 7.1., 7.2. ab.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Einrichtung zur Impulsbreitenänderung mit einem Hall-Schaltkreis, der sich in einem zur Erzeugung des Ausgangssignals ausreichend starkem Magnetfeld befindet und einen elektrisch ansteuerbaren Freigabeeingang besitzt, der das Ausgangssignal des Schaltkreises beeinflussen kann, dadurch gekennzeichnet, daß nach Anlegen eines nicht rechteckförmigen Impulses an den Freigabeeingang eine Wegstrecke bzw. ein Winkel oder/und ein elektrischer Strom in einen Rechteckimpuls am Ausgang des Hall-Schaltkreises umgewandelt wird, und daß die Impulsbreite sich proportional der Weg-, Winkel-oder Stromänderung verhält.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Impulses, die an den Freigabeeingang angelegt wird, frei wählbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung einer Wegstrecke, eines Winkels oder eines Stromes in eine Änderung der Stärke des auf den Hall-Schaltkreis einwirkenden Magnetfeldes erfolgt.
4. Einrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Rechteckimpulses von der Form des Eingangsimpulses und die Impulsbreitenänderung von der Magnetfeldänderung abhängig ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Impulsfolge, die nicht rechteckförmig ist, in eine Rechteckimpulsfolge mit stellbarer Impulsbreite umgewandelt wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterschreiten des minimal zulässigen Magnetfeldes als zusätzliche Information genutzt werden kann.
7. Einrichtung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetfeldänderung durch die Abstandsänderung der Pole von Magneten vom Hall-Schaltkreis oder/und durch die Stromänderung in Elektromagneten oder/und konstruktiv durch einen magnetischen Nebenschluß erfolgen kann.