DE10062292A1 - Meßanordnung, insbesondere zur Erfassung von Magnetfeldern - Google Patents

Abstract

Es ist eine Meßanordnung, insbesondere zur Erfassung von Magnetfeldern, angegeben, welche eine Parallelschaltung eines Niederfrequenz-Meßsystems (NF) und eines Hochfrequenz-Meßsystems (HF) umfaßt, welche jeweils einen Sensor (HS1, HS2) zur Erfassung eines zu messenden Signals aufweisen. Die vom Niederfrequenz-Meßsystem (NS) bereitgestellten, niederfrequenten Signalanteile und die vom Hochfrequenz-Meßsystem (HF) bereitgestellten, hochfrequenten Signalanteile des zu messenden Signals werden in einem Verknüpfungsglied (SG) zusammengeführt. Ausgangsseitig stellt die Meßanordnung ein Ausgangssignal (A) bereit, welches über einen großen Frequenzbereich hinweg ein hochpräzises Abbild des zu erfassenden Signals darstellt. Dabei ermöglicht die beschriebene Meßanordnung eine hohe Nullpunktgenauigkeit, geringe Drifts, geringes Rauschen bei kleinen Frequenzen sowie eine große Signalbandbreite und eine kleine Einschwingzeit. Die beschriebene Anordnung ist bevorzugt zur Magnetfelderfassung mit Hall-Sensoren geeignet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Meßanordnung, insbe­ sondere zur Erfassung von Magnetfeldern.

Zur kontaktlosen Messung eines Stroms, der durch einen strom­ durchflossenen Leiter fließt, werden üblicherweise Magnet­ feldsensoren, insbesondere integrierte Magnetfeldsensoren eingesetzt, welche das vom stromdurchflossenen Leiter hervor­ gerufene Magnetfeld erfassen.

Als integrierte Sensoren zur Magnetfeldmessung eignen sich beispielsweise Hall-Generatoren oder Feldplatten. Während Feldplatten magnetfeldabhängige Halbleiterwiderstände sind, ruft bei Hall-Generatoren ein Magnetfeld in Folge des Hall- Effektes eine Hall-Spannung durch Ablenkung von Ladungsträ­ gern eines Steuerstromes hervor.

Insbesondere Hall-Sensoren, aber auch andere integrierte ma­ gnetische Sensoren haben den Nachteil, daß sie üblicherweise fertigungsbedingte Nullpunktfehler aufweisen. Zudem treten bei Hall-Sensoren üblicherweise Temperaturdrifts sowie Drifts über die Lebensdauer bezüglich des Nullpunktes auf, die schlecht reproduzierbar und nur unter großem Aufwand korri­ gierbar sind.

In dem Dokument US 4,037,150 ist eine Methode und eine Vor­ richtung zur Vermeidung von Offsetfehlern bei Hall-Gene­ ratoren angegeben. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Hall- Plättchen in zyklisch wechselnder Richtung vom Steuerstrom durchflossen wird. Das Ausgangssignal, das heißt die Hall- Spannung, wird dabei jeweils orthogonal zur Stromrichtung ab­ gegriffen. Bei einer derartigen, zerhackt beziehungsweise ge­ taktet betriebenen Hall-Sonde muß eine vorzeichenrichtige Summation der in verschiedenen Phasen eines Taktes abgreifba­ ren Hall-Spannungen erfolgen, was zu einer weitgehenden Eli­ mination des Offsets des Hall-Sensors führt. Zur Erfassung hoher Frequenzen eines zu messenden Signals sind hohe Analog­ bandbreiten derartiger Meßvorrichtungen erforderlich. Dem steht jedoch die Forderung entgegen, daß insbesondere bei hochpräzisen Sensoren eine niedrige Taktfrequenz eines Chop­ per-Signals erforderlich ist, damit ein das Meßsignal ver­ stärkender Signalverstärker ausreichend Zeit zum genauen Ein­ schwingen hat.

Aufgrund des zunehmenden Bedarfes der kontaktlosen Strommes­ sung über große Frequenzbereiche hinweg sowie mit hoher Prä­ zision und Driftfreiheit besteht vermehrt die Forderung nach Meßanordnungen, welche beide genannten Forderungen erfüllen. Beiden Forderungen kann bisher lediglich in sehr aufwendiger Weise dadurch entsprochen werden, daß eine Temperaturdrift eines Offsetfehlers unter Zuhilfenahme empirisch ermittelter Korrekturtabellen bereinigt, eine Lebensdauerdrift des Null­ punktfehlers hingegen durch aufwendiges, beispielsweise jähr­ liches Kalibrieren der Meßsysteme erzielt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Meßanordnung, insbesondere zur Erfassung von Magnetfeldern, anzugeben, wel­ che eine Messung mit geringem Offset, geringen Temperatur- und Lebensdauerdrifts der Anordnung sowie das Messen über große Frequenzbereiche hinweg ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe von einer Meßanordnung, ins­ besondere zur Erfassung von Magnetfeldern gelöst, aufweisend

• - ein Niederfrequenz-Meßsystem, welches ein erstes Ausgangs­ signal bereitstellt, mit einem ersten Sensor zur Erfassung von niederfrequenten Anteilen eines zu messenden Signals und mit einer Offset-Kompensationsschaltung, die mit dem ersten Sensor gekoppelt ist,
• - ein Hochfrequenz-Meßsystem, welches ein zweites Ausgangs­ signal bereitstellt, mit einem zweiten Sensor zur Erfassung von hochfrequenten Anteilen des zu messenden Signals und
• - ein Verknüpfungsglied mit einem ersten Eingang, der mit dem Niederfrequenz-Meßsystem gekoppelt ist, mit einem zweiten Eingang, der mit dem Hochfrequenz-Meßsystem gekoppelt ist und mit einem Ausgang, an dem ein Ausgangssignal bereitgestellt ist.

Das getrennte Erfassen von niederfrequenten und hochfrequen­ ten Anteilen eines zu messenden Signals in jeweils einem Meß­ system mit jeweils einem Sensor sowie die anschließende Ver­ knüpfung deren Ausgangssignale miteinander zu einem einzigen Ausgangssignal ermöglicht die präzise Erfassung eines zu mes­ senden Signals über einen sehr großen Frequenzbereich hinweg bei geringen Temperatur- und Lebensdauerdrifts.

Dabei kann das Niederfrequenz-Meßsystem beispielsweise so ausgelegt sein, daß es einen besonders geringen Offsetfehler aufweist. Die Kompensation kann so ausgelegt sein, daß Offsetfehler sowohl des ersten Sensors als auch des Nieder­ frequenz-Meßsystems insgesamt ausgleichbar sind.

Bei dem Hochfrequenz-Meßsystem kann in einfacher Weise, bei­ spielsweise mit einem Hochpaß-Filter, ein wirksames Unter­ drücken von Offsetfehlern erreicht sein.

Die Sensoren sowie insgesamt die beiden Meßsysteme können je nach Anforderungen getrennt voneinander angepaßt sein.

Die Erfindung ist dabei nicht auf die Anzahl zwei der Meßsy­ steme beschränkt. Es liegt vielmehr im Rahmen der Erfindung, erforderlichenfalls weitere Teil-Meßsysteme für weitere, zu erfassende Frequenzbereiche einzufügen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung weist das Niederfrequenz-Meßsystem ein Tiefpaß-Filter auf, das eingangsseitig mit dem ersten Sensor und ausgangs­ seitig mit dem ersten Eingang des Verknüpfungsgliedes gekop­ pelt ist, und das Hochfrequenz-Meßsystem weist ein Hochpaß- Filter auf, das eingangsseitig mit dem zweiten Sensor und ausgangsseitig mit dem zweiten Eingang des Verknüpfungsglie­ des gekoppelt ist. Die Filter sind dabei so zu dimensionie­ ren, daß sich ein insgesamt flacher Frequenzverlauf nach der Verknüpfung der Ausgangssignale der Meßsysteme ergibt. Wenn beispielsweise das Tiefpaß-Filter eine komplexe Übertragungs­ funktion H₁(s) und das Hochpaß-Filter eine Übertragungsfunk­ tion H₂(s) hat, so soll die Summe der Übertragungsfunktionen, wenn beispielsweise das Verknüpfungsglied ein Summierglied ist, einen über die Frequenz konstanten Verlauf, unabhängig von der unabhängigen Variablen s haben.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verknüpfungsglied ein Summierglied. Das Summierglied addiert erstes und zweites Ausgangssignal der Meßsysteme zum Ausgangssignal der Meßanordnung.

In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung weist das Niederfrequenz-Meßsystem einen Modulator auf, der eingangsseitig am ersten Sensor angeschlossen ist, einen Demodulator, der ausgangsseitig am ersten Sensor angeschlos­ sen ist und einen Taktgenerator zur Bereitstellung eines Taktsignals, der mit je einem Steuereingang von Modulator und Demodulator verbunden ist.

Zur Bereitstellung eines getaktet betriebenen Niederfrequenz- Meßsystems, beispielsweise als sogenanntes Chopped-Hall- System, kann mit dem Modulator beispielsweise eine periodi­ sche Umschaltung eines Steuerstromes des ersten Sensors be­ wirkt sein, während der Demodulator, angesteuert vom gleichen Taktsignal wie der Modulator, eine vorzeichenrichtige Additi­ on der am ersten Hall-Sensor ausgangsseitig bereitgestellten Teil-Meßsignale durchführt. Die Frequenz des Taktsignals, die beispielsweise eine Chopperfrequenz sein kann, kann dabei an die Erfordernisse der jeweiligen Anwendung angepaßt sein.

Weiterhin kann eine programmierbare Gleichspannungsquelle vorgesehen sein, welche eine beliebige Einstellung des Null­ punktes der Meßkennlinie des Niederfrequenz-Meßsystems bewir­ ken kann. Wenn im Niederfrequenz-Meßsystem ein Tiefpaß-Filter vorgesehen ist, so kann dieses zugleich eventuell durch die Taktung hervorgerufene, hochfrequente Spektralanteile fil­ tern.

Ein getaktet betriebenes Niederfrequenz-Meßsystem weist einen besonders geringen Offset auf, sowie eine hohe Temperatur- und Langzeitstabilität der Messung eines zu messenden Sig­ nals. Zudem kann die Messung rauscharm ausgeführt sein, ins­ besondere bei geringen Frequenzen.

Der Demodulator kann als Sample-Hold-Schaltung ausgeführt sein. Die Sample-Hold-Schaltung kann einen Integrator aufwei­ sen. Die Sample-Hold-Schaltung kann von dem Taktsignal ange­ steuert sein und hierzu einen Steuereingang aufweisen, der mit dem Taktgenerator verbunden ist.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung weist das Hochfrequenz-Meßsystem eine Gleich­ stromquelle auf, die eingangsseitig an den zweiten Sensor zu dessen Stromversorgung angeschlossen ist. Ein derartiger, zeitkontinuierlicher Betrieb des Hochfrequenz-Meßsystems er­ möglicht eine hohe Signalbandbreite, das Entfallen von Pha­ senjittern, sowie eine besonders geringe Einschwingzeit beim Einschalten des Meßsystems.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind erster und zweiter Sensor je ein Magnetfeldsensor. Die Magnetfeldsensoren können beispielsweise über das Magnetfeld einen Strom erfassen, der durch einen Leiter fließt. Die Ma­ gnetfeldsensoren können beispielsweise Hall-Sensoren oder Feldplatten sein.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführung der Erfindung sind erster und zweiter Sensor jeweils als Hall-Sensor ausgebil­ det.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind erster und zweiter Sensor auf dem gleichen Chip inte­ griert.

Insbesondere dann, wenn die beiden Sensoren als Hall-Sensoren ausgebildet sind, ist ein gutes Matching, das heißt eine ge­ naue Übereinstimmung der Sensoren, insbesondere deren Emp­ findlichkeiten miteinander, erforderlich. Besonders wichtig ist dabei die Frequenz- und Temperaturunabhängigkeit der Emp­ findlichkeit der Hall-Sensoren. Ein derart gutes Matching kann beispielsweise durch Anordnen der Sensoren auf dem glei­ chen Chip erzielt sein.

Die Sensoren können jedoch auch als diskrete Sensoren ausge­ bildet sein.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind erster und zweiter Sensor zueinander benachbart angeord­ net. Beispielsweise bei Anordnung des ersten und zweiten Sen­ sors in Nachbarschaft auf einem Halbleiterplättchen ergibt sich bei der Fertigung ein besonders gutes Matching der Sen­ soren miteinander. Dies ist um so besser, je näher die Senso­ ren benachbart sind. Gegebenenfalls sind die Sensoren jedoch mit einer Isolationseinrichtung voneinander zu beabstanden, welche ein kapazitives oder induktives Übersprechen von einem Sensor auf den anderen verhindert. Eine enge Nachbarschaft der Sensoren ermöglicht zugleich, daß die Sensoren einem na­ hezu identischen Magnetfeld ausgesetzt sind, was die Präzisi­ on der Messung weiter verbessert.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt ein Blockschaltbild einer beispielhaften Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Meßanordnung.

Die Figur zeigt ein Niederfrequenz-Meßsystem NF, ein Hochfre­ quenz-Meßsystem HF sowie ein Verknüpfungsglied SG, welches als Summierglied ausgebildet ist. Während das Niederfrequenz- Meßsystem NF als getaktet betriebenes Meßsystem ausgeführt ist, ist das Hochfrequenz-Meßsystem HF als zeitkontinuierlich arbeitendes Meßsystem ausgebildet.

Das Niederfrequenz-Meßsystem NF weist einen ersten Sensor HS1 auf, welcher als Hall-Sensor, genauer als Spinning-Current Hall Probe ausgebildet ist. Dabei wird ein Steuer- oder Erre­ gerstrom in 90-Grad-Schritten periodisch umlaufend dem Hall- Sensor HS1 zugeführt. Zur Zuführung des Steuerstromes ist ein Modulator M1, M2 vorgesehen. Der Modulator stellt dabei einen Steuerstrom bereit, welcher im Takt eines Taktsignals TS, welches von einem Taktgenerator TG bereitgestellt wird, in 90-Grad-Schritten umgeschaltet wird, das heißt seine Strom­ richtung ändert. Jeweils orthogonal zum Steuerstrom ist eine Hall-Spannung am Hall-Sensor HS1 ableitbar, welche zunächst in einem ebenfalls zu seiner Steuerung an den Taktgenerator TG angeschlossenen Modulatorblock M3 moduliert und anschlie­ ßend in einem Chopper-Verstärker V1 verstärkt wird, der an ein Klemmenpaar am Hall-Sensor HS1 über den Modulatorblock M3 angekoppelt ist. Dem Chopper-Verstärker V1 ist ebenfalls das Taktsignal TS zuführbar. Hierfür ist der Chopper-Verstärker V1 mit einem Steuereingang an den Taktgenerator TG ange­ schlossen. An einen Ausgang des Chopper-Verstärkers V1 ist eine Abtast-Halte-Schaltung SH angeschlossen, welche das ver­ stärkte Ausgangssignal des Hall-Sensors HS1 abtastet und in ein Basisband demoduliert. Anschließend wird ein eventuell vorhandener Offset-Anteil von Hall-Sensor HS1 und Vorver­ stärker V1 durch Integration über eine gewünschte Anzahl von Taktzyklen, beispielsweise 2, 4 oder mehr, eliminiert. Wei­ terhin ist an die Abtast-Halte-Schaltung SH eine programmier­ bare Gleichspannungsquelle PG angeschlossen, mit der eine vom Anwender programmierbare Gleichspannung zum demodulierten Si­ gnal hinzu addiert werden kann, um einen Nullpunkt des ersten Ausgangssignals A1 beliebig einstellbar zu machen. Ein Tief­ paß Filter TP zum Unterdrücken unerwünschter, hochfrequenter Anteile ist an einen Ausgang der Abtast-Halte-Schaltung ange­ schlossen und stellt an seinem Ausgang das erste Ausgangs­ signal A1 bereit. Das erste Ausgangssignal A1 stellt ein prä­ zises und getreues Abbild des niederfrequenten Anteils des zu messenden Magnetfeldsignals bereit. Dieses weist eine hohe Nullpunktgenauigkeit, einen geringen Temperaturdrift eines Offsets sowie einen geringen Lebensdauerdrift auf und hat zu­ sätzlich im niederfrequenten Bereich sehr gute Rauscheigen­ schaften.

Parallel zum Niederfrequenz-Meßsystem NF arbeitet ein Hoch­ frequenz-Meßsystem HF, welches zeitkontinuierlich betreibbar ist und an seinem Ausgang ein zweites Ausgangssignal A2 be­ reitstellt. An dem als Hall-Sensor ausgeführten zweiten Sen­ sor HS2, der wie der erste Hall-Sensor HS1 als Halbleiter­ plättchen ausgeführt ist, ist an gegenüberliegenden Ecken ei­ ne Gleichstromquelle D1, D2 zur Zuführung eines Steuerstromes angeschlossen. Zum Abgreifen einer Hall-Spannung, welche pro­ portional zu einem zu detektierenden Magnetfeld ist, orthogo­ nal zur Stromrichtung des Steuerstroms, ist ein Verstärker V2 zur Signalverstärkung an weiteren, gegenüberliegenden Ecken des Hall-Sensors HS2 angeschlossen. Ausgangsseitig an den zweiten Verstärker V2 ist ein Hochpaß-Filter HP angeschlos­ sen, welches niederfrequente Signalanteile unterdrückt, ins­ besondere den beim zweiten Sensor HS2 nicht kompensierten Offset. Zudem kann auch der Verstärker V2 einen Offset haben, welcher vom Hochpaß-Filter HP unterdrückt wird. Am Ausgang des Hochpaß-Filters HP, welcher mit dem Summierglied SG ver­ bunden ist, ist ein zweites Ausgangssignal A2 bereitgestellt. Ausgangsseitig an dem Summierknoten SG ist ein Verstärker V3 angeschlossen, an dessen Ausgang das Ausgangssignal A der Meßanordnung bereitsteht. Im Summierknoten SG werden erstes und zweites Ausgangssignal A1, A2 addiert. Am Ausgang des Summierknotens SG steht ein exaktes Abbild des zu messenden Magnetfeldsignales bereit, welches von sehr tiefen bis zu sehr hohen Frequenzen hochpräzise ist. Die Grenzfrequenz der gesamten Meßanordnung ist durch die Grenzfrequenz des zweiten Sensors HS2, des zweiten Verstärkers V2 sowie eines Ausgangs­ verstärkers V3 gegeben, welcher an den Ausgang des Summier­ gliedes SG angeschlossen ist.

Ein weiterer Vorteil der Anordnung ergibt sich durch die be­ schriebene Kombination eines getaktet betriebenen Niederfre­ quenz-Meßsystems mit einem kontinuierlich betriebenen Hoch­ frequenz-Meßsystem. Während das gechoppt betriebene Nieder­ frequenz-Meßsystem ein hochgenaues Gesamtsystem ermöglicht, welches stabil, driftfrei und insbesondere bei niederen Fre­ quenzen rauscharm ist, ermöglicht das zeitkontinuierlich be­ triebene Hochfrequenz-Meßsystem eine insgesamt breitbandige Meßanordnung ohne Phasenjitter und geringer Einschwingzeit. Durch Beseitigung des sogenannten 1/f-Rauschens des Verstär­ kers V1 durch Modulation und Demodulation ist das Niederfre­ quenz-Meßsystem NF besonders rauscharm.

Die Hall-Sensoren HS1, HS2 sollen eine möglichst gute Über­ einstimmung (Matching) ihrer elektrischen Eigenschaften ha­ ben, insbesondere gleiche Empfindlichkeit. Diese ist beson­ ders gut bei integrierten Sensoren erreichbar, welche bei­ spielsweise auf einem gemeinsamen Chip und benachbart ange­ ordnet sind.

Für eine weitere, gute Übereinstimmung der elektrischen Ei­ genschaften von Niederfrequenz- und Hochfrequenz-Meßsystem NF, HF bilden die Gleichstromquellen D1, D2 die Modulatoren M1, M2 nach, wobei die Schalter in den Gleichstromquellen D1, D2, welche im Modulator M1, M2 zum periodischen Verpolen des Steuerstromes dienen, stets in der gleichen Schalterstellung betrieben werden.

Erster Verstärker V1 und zweiter Verstärker V2 sind hingegen verschieden ausgelegt. Während der erste Verstärker V1 als Chopperverstärker ausgelegt ist und damit beispielsweise um­ schaltbare Kapazitäten haben kann, ist der zweite Verstärker V2 als Hochfrequenz-Verstärker ausgelegt. Die beiden Verstär­ ker V1, V2 haben jedoch eine Verstärkungskennlinie bezüglich der Frequenz, welche aufeinander so abgestimmt ist, daß sich für das Gesamtsystem eine möglichst flache Übertragungsfunk­ tion über der Frequenz ergibt.

Auch die Abstimmung der Grenzfrequenzen, beispielsweise der 3dB-Grenzfrequenzen von Tiefpaß- und Hochpaß-Filter TP, HP derart, daß sich die bereits beschriebene flache Kennlinie der Übertragungsfunktion über der Frequenz ergibt, ist bei der Dimensionierung zu beachten. Dies ist dann besonders vor­ teilhaft erreichbar, wenn die entsprechenden Bauteile auf ei­ nem gemeinsamen Chip oder Halbleiterplättchen angeordnet sind, was zu besonders guten Matching-Eigenschaften führt. Dabei ist die in integrierter Schaltungstechnik üblicherweise schwierig zu realisierende absolute Genauigkeit der Grenzfre­ quenzen von untergeordneter Bedeutung, vielmehr sollte si­ chergestellt sein, daß hochfrequente Störsignale, welche durch den getakteten Betrieb des ersten Sensors HS1 hervorge­ rufen werden, mit dem Tiefpaß-Filter TP herausgefiltert wer­ den und nicht in das Ausgangssignal A durchscheinen.

Um eine gute Übereinstimmung (Matching) von erstem und zwei­ tem Hall-Sensor HS1, HS2 zu erzielen, sollten diese in inte­ grierter Technik möglichst nahe benachbart angeordnet sein. Dabei ist jedoch auf die Vermeidung eines Übersprechens vom getaktet betriebenen Niederfrequenz-System NF auf das zeit­ kontinuierlich betriebene Hochfrequenz-Meßsystem HF zu ach­ ten.

Die beschriebene Meßanordnung hat weiterhin den Vorteil, daß die Analogbandbreite der gesamten Meßanordnung nicht von der Frequenz des Taktsignals TS des Niederfrequenz-Meßsystems, nämlich der Chopper-Frequenz, abhängig ist. Demnach kann die Frequenz des Chopper-Taktsignals TS verhältnismäßig niedrig ausgelegt sein, beispielsweise knapp oberhalb der 1/f- Knickfrequenz der eingesetzten Bauteile. Hierdurch ist die für das Einschwingen des Verstärkers V1 auf die Frequenz des jeweiligen, getakteten Signals am Ausgang des Hall-Sensors HS1 zur Verfügung stehende Zeit verhältnismäßig groß, was zu­ sätzlich zur Erhöhung der Genauigkeit der Erfassung der nie­ derfrequenten Anteile des zu messenden Magnetfeld-Signals beiträgt.

Anstelle der beschriebenen Hall-Sensoren HS1, HS2 können auch andere Sensoren, wie beispielsweise GMR-Sensoren (Giant Ma­ gneto Resistance) verwendet werden. Anstelle der beschriebe­ nen Erfassung von Magnetfeldern können auch Sensoren zur Er­ fassung anderer zu messender Signale oder physikalischer Grö­ ßen, wie beispielsweise Temperatur, vorgesehen sein.

Bezugszeichen

A Ausgangssignal
A1 Ausgangssignal
A2 Ausgangssignal
D1, D2 Gleichstromquelle
HP Hochpaß
HF Hochfrequenz-Meßsystem
HS1 erster Sensor
HS2 zweiter Sensor
M1, M2 Modulator
M3 Modulatorblock
NF Niederfrequenz-Meßsystem
PG programmierbare Gleichspannungsquelle
SG Verknüpfungsglied
SH Abtast-Halte-Glied
TG Taktgenerator
TP Tiefpaß
TS Taktsignal
V1 Verstärker
V2 Verstärker
V3 Ausgangsverstärker

Claims (9)

1. Meßanordnung, insbesondere zur Erfassung von Magnetfel­ dern, aufweisend
ein Niederfrequenz-Meßsystem (NF), welches ein erstes Ausgangssignal (A1) bereitstellt, mit einem ersten Sensor (HS1) zur Erfassung von niederfrequenten Anteilen eines zu messenden Signals und mit einer Offset-Kompensationsschaltung (M1, M2, M3, SH), welche mit dem ersten Sensor (HS1) gekop­ pelt ist,
ein Hochfrequenz-Meßsystem (HF), welches ein zweites Ausgangssignal (A2) bereitstellt, mit einem zweiten Sensor (HS2) zur Erfassung von hochfrequenten Anteilen des zu mes­ senden Signals und
ein Verknüpfungsglied (SG) mit einem ersten Eingang, der mit dem Niederfrequenz-Meßsystem (NF) gekoppelt ist, mit ei­ nem zweiten Eingang, der mit dem Hochfrequenz-Meßsystem (HF) gekoppelt ist und mit einem Ausgang, an dem ein Ausgangs­ signal (A) bereitgestellt ist.

2. Meßanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Niederfrequenz-Meßsystem (NF) ein Tiefpaß-Filter (TP) aufweist, das eingangsseitig mit dem ersten Sensor (HS1) und ausgangsseitig mit dem ersten Eingang des Verknüpfungsgliedes (SG) gekoppelt ist, und daß das Hochfrequenz-Meßsystem (HF) ein Hochpaß-Filter (HP) aufweist, das eingangsseitig mit dem zweiten Sensor (HS2) und ausgangsseitig mit dem zweiten Ein­ gang des Verknüpfungsgliedes (SG) gekoppelt ist.

3. Meßanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verknüpfungsglied (SG) ein Summierglied ist, welches er­ stes und zweites Ausgangssignal (A1, A2) addiert.

4. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Niederfrequenz-Meßsystem (NF) einen Modulator (M1, M2) aufweist, der eingangsseitig am ersten Sensor (HS1) zu dessen Stromversorgung angeschlossen ist, einen Modulatorblock (M3) aufweist, der an einem Eingang mit dem ersten Sensor (HS1) verbunden ist, und einen Demodulator (SH) aufweist, der aus­ gangsseitig am Modulatorblock (M3) angekoppelt ist, und daß das Niederfrequenz-Meßsystem (NF) einen Taktgenerator (TG) zur Bereitstellung eines Taktsignals (TS) aufweist, der mit je einem Steuereingang von Modulator (M1, M2), Modulatorblock (M3) und Demodulator (SH) verbunden ist.

5. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochfrequenz-Meßsystem (HF) eine Gleichstromquelle (D1, D2) aufweist, die eingangsseitig an den zweiten Sensor (HS2) zu dessen Stromversorgung angeschlossen ist.

6. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Sensor (HS1, HS2) je ein Magnetfeld­ sensor ist.

7. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Sensor (HS1, HS2) je ein Hall-Sensor ist.

8. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß erster Sensor (HS1) und zweiter Sensor (HS2) auf einem ge­ meinsamen Chip integriert sind.

9. Meßanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß erster und zweiter Sensor (HS1, HS2) zueinander benachbart angeordnet sind.