DE1247039B

DE1247039B - Device for dividing or square root

Info

Publication number: DE1247039B
Application number: DE1954S0040970
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Georg Sichling
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1954-09-24
Filing date: 1954-09-24
Publication date: 1967-08-10

Description

Einrichtung zum Dividieren bzw. Radizieren Es ist bekannt, daß das Produkt zweier Größen dadurch bestimmt werden kann, daß eine in einem dem einen Faktor proportionalen Magnefeld angeordnete Hallsonde von einem dem anderen Faktor proportionalen Strom durchflossen wird. Die entnommene Hallspannung ist dann das Produkt der beiden Faktoren.Device for dividing or square root It is known that the Product of two quantities can be determined by the fact that one in one of the one A Hall probe arranged proportional to the magnetic field from one factor to the other proportional current is flowing through it. The removed Hall voltage is then that Product of the two factors.

An Hand von F i g.1 sei dies erläutert. Ein Hallgenerator 1, beispielsweise aus Indiumantimonid, wird von einem Steuerstrom durchflossen, der proportional der einen Größe a ist. Er befindet sich in einem von einem Elektromagneten 2 erzeugten Magnetfeld, dessen Feldstärke proportional der zweiten Größe b ist. Die an dem Widerstand 1 abnehmbare Hallspannung entspricht sodann dem Produkt P = a - b. This will be explained with reference to FIG. A Hall generator 1, for example made of indium antimonide, has a control current flowing through it which is proportional to one variable a. It is located in a magnetic field generated by an electromagnet 2, the field strength of which is proportional to the second variable b. The Hall voltage that can be picked up at the resistor 1 then corresponds to the product P = a - b.

Zum Bilden des Kehrwertes einer elektrischen Größe ist schon eine Einrichtung vorgeschlagen worden, welche einen Haugenerator enthält, dessen Hallspannuna gegen eine konstante Vergleichsstromquelle geschaltet ist, durch die bei Abweichung der Hauspannung von einem Sollwert ein Verstärker so ausgesteuert wird, daß über die an den Ausgang des Verstärkers angeschlossenen Steuerwicklungen des Haugenerators der Sollwert der Hallspannung wiederhergestellt wird.To form the reciprocal of an electrical quantity, there is already one Device has been proposed which contains a Haugenerator whose Hallspannuna is switched against a constant reference current source, through which in the event of a deviation the house voltage from a setpoint value an amplifier is controlled so that over the control windings of the main generator connected to the output of the amplifier the setpoint of the Hall voltage is restored.

Die vorliegende Erfindung zeigt einen Weg, ebenfalls unter Heranziehung des bekannten Haumultiplikators eine Quotientenbildung bzw. ein Radizieren vorzunehmen, ohne daß Kehrwerte gebildet werden müssen. Sie betrifft eine Einrichtung zum Dividieren und Radizieren mit einer Hausonde, deren Hallspannung in Gegenschaltung mit einer Bezugsspannung im Steuerkreis eines Verstärkers liegt und deren Erregerwicklung vom Ausgangsstrom des Verstärkers durchflossen wird. der proportional dem gesuchten Ergebnis ist. Das Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß ein Magnetverstärker in Brückenschaltung vorgesehen und die Bezugsspannung entsprechend dem Dividenden bzw. dem Radikanden einstellbar ist und daß den Steuerelektroden der Hausonde der Divisorstrom bzw. beim Radizieren der Ausgangsstrom des Verstärkers zugeführt wird.The present invention shows one way, also by using to calculate the quotient or to extract the square root of the known skin multiplier, without reciprocals having to be formed. It relates to a device for dividing and square root extraction with a house probe, the Hall voltage of which is connected to a Reference voltage in the control circuit of an amplifier and its excitation winding is traversed by the output current of the amplifier. that is proportional to what is sought Result is. The feature of the invention is that a magnetic amplifier provided in bridge circuit and the reference voltage according to the dividend or the radicand is adjustable and that the control electrodes of the house probe Divisor current or, in the case of the square root, the output current of the amplifier is supplied.

F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Bildung eines Quotienten Q = bla entsprechend der vorliegenden Erfindung. Es ist wiederum die Hallsonde mit 1 und der das zugehörige Magnetfeld erzeugende Elektromagnet mit 2 bezeichnet. Durch die Hausonde 1 möge wiederum ein Steuerstrom fließen, dessen Größe proportional dem einen Faktor a ist. An F i g. 1 wurde erläutert, daß die Hallspannung dem Produkt aus der durch den Widerstand fließenden Stromstärke und dem den Wiederstandskörper beeinflussenden Magnetfeld verhältnisgleich ist. Der gesuchte Quotient Q = bla läßt sich mathematisch umformen in die Gleichung Q - a = b. F i g. 2 shows an exemplary embodiment for the formation of a quotient Q = blah according to the present invention. Again, the Hall probe is denoted by 1 and the electromagnet generating the associated magnetic field is denoted by 2. Let a control current flow through house probe 1 , the magnitude of which is proportional to one factor a. At F i g. 1 it was explained that the Hall voltage is proportional to the product of the current intensity flowing through the resistor and the magnetic field influencing the resistance body. The quotient Q = blah that is sought can be mathematically converted into the equation Q - a = b.

Wird nun beispielsweise die Größe des die Hallsonde 1 beeinflussenden Magnetfeldes (bzw. des durch die Wicklung des Magneten 2 fließenden Stromes) proportional der Größe Q, so entspricht die entstehende Hallspannung dem Produkt Q - b. Die Produktbildung erfolgt also zwischen dem gesuchten Quotienten und einem der beiden Faktoren. Wird dieses Produkt gleich dem anderen Faktor b, so ist Q der gesuchte Quotient bla.If, for example, the magnitude of the magnetic field influencing Hall probe 1 (or of the current flowing through the winding of magnet 2) is proportional to magnitude Q, the resulting Hall voltage corresponds to the product Q-b. The product formation therefore takes place between the quotient sought and one of the two factors. If this product becomes equal to the other factor b, then Q is the quotient bla.

Hierzu dient ein Magnetverstärker in der an sich bekannten Brückenschaltung. Die an dem Widerstand 3 abgegriffene, dem Faktor b proportionale Spannung ist der dem Produkt Q - a proportionalen Hauspannung über die Steuerwicklungen 4a des Magnetverstärkers 4 entgegengeschaltet, so daß der Strom proportional ist der Differenz D = Q - a - b. Durch den Regelverstärker wird der Quotient Q nun so geregelt, daß die Differenz D zu Null wird. Bei einem endlichen Verstärkungsfaktor V = QID ergibt sich ein relativer Fehler, der umgekehrt proportional diesem Verstärkungsfaktor ist. Im Gleichgewichtszustand ist dann der in den Arbeitswicklungen 4 b des Magnetverstärkers fließende, die Erregerwicklung des Magneten 2 beeinflussende Strom dem Quotienten Q proportional.A magnetic amplifier in the known bridge circuit is used for this purpose. The voltage tapped at the resistor 3 and proportional to the factor b is connected in opposition to the house voltage proportional to the product Q - a via the control windings 4a of the magnetic amplifier 4, so that the current is proportional to the difference D = Q - a - b. The quotient Q is now regulated by the control amplifier in such a way that the difference D becomes zero. With a finite gain factor V = QID, there is a relative error that is inversely proportional to this gain factor. In the equilibrium state, the current flowing in the working windings 4b of the magnetic amplifier and influencing the excitation winding of the magnet 2 is proportional to the quotient Q.

Die oben beschriebene Anordnung zur Bildung von Quotienten läßt sich auch zum Radizieren verwenden. Zur Erläuterung ist in F i g. 3 nochmals die Bildung einer Potenz dargestellt, und zwar entspricht die an dem magnetfeldabhängigen Widerstand 1 abgegriffene Halsspannung dem Produkt a - a = a2, wenn sowohl der durch die Hallsonde fließende Steuerstrom als auch das Magnetfeld proportional dem Faktor a ist. Es wird dies in F i g. 3 dadurch erreicht, daß ein dem Faktor a proportionaler Strom zunächst durch die Wicklung des das Magnetfeld steuernden Elektromagneten 2 und sodann durch die Hallsonde 1 fließt.The arrangement described above for the formation of quotients can also be used for square root extraction. For the purpose of explanation, FIG. 3 again shows the formation of a power, namely the neck voltage tapped at the magnetic field-dependent resistor 1 corresponds to the product a - a = a2 if both the control current flowing through the Hall probe and the magnetic field are proportional to the factor a. This is shown in FIG. 3 achieved in that a current proportional to the factor a first flows through the winding of the electromagnet 2 controlling the magnetic field and then through the Hall probe 1.

Durch sinngemäße Umkehrung läßt sich gemäß der weiteren Erfindung auch die Quadratwurzel ziehen, wie es in F i g. 4 dargestellt ist. Wird die Hallsonde 1 ebenso wie die Wicklung des das Magnetfeld des Widerstandes 1 steuernden Elektromagneten 2 von einem Strom durchflossen, der proportional der gesuchten Größe Va- ist, so wird die abgegriffene Hallspannung proportional dem Wert Ya- - Va =a.By analogous reversal, according to the further invention, the square root can also be drawn, as shown in FIG. 4 is shown. If the Hall probe 1, like the winding of the electromagnet 2 controlling the magnetic field of the resistor 1, has a current flowing through it which is proportional to the desired variable Va-, then the Hall voltage tapped is proportional to the value Ya- - Va = a.

Sie wird, ebenso wie bei der Quotientenbildung in F i g. 2, mit einer an dem Widerstand 3 abgegriffenen, der Größe a proportionalen Spannung verglichen. Als Vergleichseinrichtung dient wiederum ein Magnetverstärker 4 in Brückenschaltung, dessen Ausgangsstrom im Gleichgewichtszustand der Größe proportional ist.As with the formation of the quotient in FIG. 2, compared with a voltage tapped at the resistor 3 and proportional to the quantity a. A magnetic amplifier 4 in a bridge circuit, whose output current in the equilibrium state is proportional to the magnitude, is again used as a comparison device.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können beispielsweise durch Wiederholung der Schaltung Quotienten mit mehreren Nennern sowie Wurzeln höheren Grades gebildet werden.The invention is not limited to the illustrated embodiments limited. Thus, for example, quotients can be created by repeating the circuit with multiple denominators and roots of a higher degree.

Claims

Claim: Device for dividing and square rooting with a Hall probe, the house voltage of which is in counter-circuit with a reference voltage in the control circuit of an amplifier and whose excitation winding is traversed by the output current of the amplifier, which is proportional to the result sought, characterized in that a magnetic amplifier in a bridge circuit provided and the reference voltage (3) is adjustable according to the dividend (b) or the radicand (a) and that the control electrodes of the Hall probe (1) the divisor current (a) or the output current of the amplifier is fed to the square root. Documents considered: German Patent No. 839 220; Swiss patent specifications 198 449, 275 601; U.S. Patent Nos. 2,585,707, 2,592,257; MIT Radiation Laboratory Servics, Vol. 19, 1948, pp.668, 669, 689, 690; as well as Vol. 21, 1948, pp. 131 to 133; Review of Scientific Instruments, 19 (1948), pp. 263-265; Archiv für Elektrotechnik, 42, 1956, pp. 155 to 164; Zeitschrift für Naturforschung, 7A, 1952, pp.744 to 749. Older patents considered: German Patent No. 1154 281.