DE1261938B - - Google Patents
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
G05b
G05f
Deutsche Kl.: 21 c - 46/51
Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:
V25185VIIIb/21c
15. Januar 1964 29. Februar 1968
Schaltungsanordnung zur Regelung der Feldstärke eines Elektromagneten
Anmelder:
Varian Associates, Palo Alto, Calif. (V. St. A.) Vertreter:
Dipl.-Ing. H. K. Bernhardt, Patentanwalt,
8000 München 23, Mainzer Str. 5
Als Erfinder benannt: John Vincent Rock,
David Lawrence Wright, Palo Alto, Calif. (V. St. A.)
David Lawrence Wright, Palo Alto, Calif. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 21. Januar 1963 (252 939)
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Feldstärke eines Elektromagneten,
bei der das Magnetfeld mittels eines Hallwandlers erfaßt wird, dessen Steuerstrom aus der gleichen Stromquelle
wie der Sollwert entnommen ist.
Eine bekannte Schaltungsanordnung dieser Art erfordert einen beträchtlichen Schaltungsaufwand,
insbesondere müssen außer sich gleichartig verhaltenden Spannungswandlern oder Transformatoren zwei
gleiche Widerstände vorhanden sein, über denen die Bezugsspannung bzw. die Hallspannung abfallen
(deutsche Auslegeschrift 1105 500).
Durch die Erfindung soll eine Schaltungsanordnung dieser Art verfügbar gemacht werden, die mit einem
wesentlich geringeren Schaltungsaufwand auskommt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß im Strompfad des Hallwandlers ein vom
Steuerstrom durchfiossener Präzisionswiderstand liegt,
dessen Spannungsabfall einer ersten Spule zur Erzeugung einer dem Sollwert proportionalen Bezugsspan- 20
nung zugeführt ist, daß an den Spannungspfad des
Hallwandlers zur Erzeugung einer dem Istwert proportionalen Spannung eine zweite Spule angeschlossen ist, und daß die Spannungen an den beiden Spu- *
Jen nach Transformierung zur Bildung der Regel- 25 abhängigen Änderung des Spannungsabfalls iR im abweichung gegeneinandergeschaltet sind. Halbleiter in einem großen Bereich von magnetischen
Steuerstrom durchfiossener Präzisionswiderstand liegt,
dessen Spannungsabfall einer ersten Spule zur Erzeugung einer dem Sollwert proportionalen Bezugsspan- 20
nung zugeführt ist, daß an den Spannungspfad des
Hallwandlers zur Erzeugung einer dem Istwert proportionalen Spannung eine zweite Spule angeschlossen ist, und daß die Spannungen an den beiden Spu- *
Jen nach Transformierung zur Bildung der Regel- 25 abhängigen Änderung des Spannungsabfalls iR im abweichung gegeneinandergeschaltet sind. Halbleiter in einem großen Bereich von magnetischen
Die Gegeneinanderschaltung von transformierten Feldstärken. Diese Wirkungsweise beruht selbstver-Spannungen
zur Bildung der Regelabweichung kann ständlich darauf, daß die temperaturabhängige Ändean
sich in beliebiger, bekannter Weise erfolgen; als rung des Spannungsabfalls einen negativen Koeffibesonders
vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die bei- 30 zienten hat. Vorzugsweise besteht der Hallwandler
den Spannungen mit identischen Trennwandlern dabei aus Germanium und hat einen positiven Halltransformiert
werden, deren Ausgangswicklungen in spannungs-Temperaturkoeffizienten von 3 · 10~4/°C;
Reihe liegen. bei einer Ausgangsimpedanz des Hallwandlers von
Um Phasen- und Amplitudenfehler auf Grund der etwa 100 Ohm beträgt der Wert des Widerstandes
Belastung des Präzisionswiderstandes und des Hall- 35 dann etwa 1300 Ohm.
wandlers durch die Reaktanz der Trennwandler zu Wenn der Hallwandler in Magnetfeldern erheblich
beseitigen, wird gemäß einer Weiterbildung der Er- unterschiedlicher Stärke arbeiten soll, kann nicht
findung über den Präzisionswiderstand im Strompfad immer mit den gleichen Temperaturkoeffizienten gedes
Hall wandlers und in den Hallspannungspfad je rechnet werden; in diesem Fall wird gemäß einer
ein variabler Kondensator gelegt, so daß durch ge- 40 speziellen Ausbildung der Erfindung dieser Widereignete
Einstellung des betreffenden Kondensators stand aus einem Festwiderstand und einem variablen
Widerstand zusammengesetzt, der über einen großen Bereich von Magnetfeldstärken einstellbar ist.
In bestimmten Anwendungsfällen von Elektro-
ein sehr temperaturabhängiges Verhalten, und um 45 magneten, beispielsweise bei Elektromagneten zur
diese Temperaturabhängigkeit zu kompensieren, wird Erzeugung des Magnetfeldes in Spektrometern für
gemäß einer speziellen Weiterbildung der Erfindung magnetische Kernresonanz oder paramagnetische
ein Hallwandler mit einem positiven Hallspannungs- Elektronenresonanz, ist es erforderlich, die Stärke
Temperaturkoeffizienten verwendet und die Hall- des Magnetfeldes in Abhängigkeit von der Zeit zu
spannung steht über einem Widerstand, dessen Wert 50 ändern. Üblicherweise geschieht das durch entspreso
bemessen ist, daß die temperaturabhängige Ände- chende Beeinflussung des Sollwertes; gemäß einer
rung der Hallspannung gleich ist der temperatur- speziellen Ausbildung der erfindungsgemäßen Schal-
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die Eingangsimpedanz des Trennwandlers sehr groß gemacht werden kann.
Hallwandler, wie alle Halbleiterelemente, zeigen
Hallwandler, wie alle Halbleiterelemente, zeigen
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tungsanordnung wird jedoch der Sollwert konstant an den Klemmen 6 und 7 und über der Feldspule 8
gelassen, und es wird eine Schaltung zur Beeinflus- eine Hallspannung erzeugt, die durch einen Trennsung
der Regelabweichung im Sinne eines Zeitpro- wandler 9 transformiert wird und an der Ausgangsgramms
verwendet. Eine solche Schaltung besteht spule 10 steht.
insbesondere aus einem Wobbeiwiderstand, über dem 5 Wenn die Größe des Magnetfeldes, das dem Halleine
Spannung abgegriffen wird, und einem Wandler, wandler aufgedrückt ist, geregelt werden soll, wird die
mit dem die Wobbeispannung einer Brückenschaltung Speisespannung über einem Spannungsteiler 11 aus
zur Regelung der Magnetfeldstärke zugeführt wird. einem Präzisionswiderstand 12, der mit den Stromzu-Vorzugsweise
besteht dabei die Brückenschaltung aus führungen 2 und 3 des Hallwandlers in Reihe liegt, und
der mittig angezapften Ausgangswicklung des Wand- io einem variablen Kondensator 13 veränderlich geteilt,
lers und einem Potentiometer, dabei steht die Brük- wobei ein Teil dieser Spannung über Bezugsspule 13
kenspannung zwischen der Mittelanzapfung der Aus- steht, mit einem Trennwandler 15 transformiert wird
gangswicklung und dem Potentiometerabgrifi, sobald und so an der Ausgangsspule 16 steht. Durch Veränder
Abgriff aus der Gleichgewichtsstellung herausbe- derung der kalibrierten Teilung der Spannung über
wegt wird. 15 dem Widerstand 12 in bekannter Weise, indem der
Zur Erzielung der zeitlichen Änderung oder Wob- Abgriff 12' verstellt wird, wird die Spannung über
belung ist beispielsweise der Potentiometerabgriff Spule 16 so eingestellt, daß sie gleich und entgegenmittels
eines Motors verstellbar und liegt mit den gerichtet der Spannung über Spule 10 ist, so daß, wenn
Ausgangswicklungen der Spulen in Reihe. die Spannung über Bezugsspule 14 gleich ist der HaIl-
Bei reinem Wechselstrombetrieb einer Regelschal- 20 spannung über Feldspule 10, an den Ausgangsklemtung
können sich Soll- und Istwert nicht nur in ihrer men 17 und 18 Signal Null steht. Wenn jedoch die
Größe, sondern auch in ihrer Phasenlage unterschei- Spannung über Bezugsspule 14 größer oder kleiner ist
den. Wenn der Sollwert mit einer mit der Frequenz als die Hallspannung, wird eine Regelabweichung an
des Speisestroms in einem ganzzahligen Verhältnis den Klemmen 17 und 18 gebildet, die der Differenz
stehenden Frequenz schwankt, können dadurch 25 zwischen der Bezugsspannung und der unbekannten
Regelabweichungen vorgetäuscht und/oder verdeckt Hallspannung entspricht. Diese Regelabweichung
werden, je nach der Größe der Amplitudenabwei- kann verstärkt und dazu verwendet werden, einen
chung. Um solche Fehlereinflüsse auszuschalten, wird nicht dargestellten Servomechanismus zu steuern, der
gemäß einer besonders bevorzugten Ausbildungsform beispielsweise den Strom des Elektromagneten nachder
Erfindung ein Phasendetektor zur phasenabhän- 30 stellen kann.
gigen Gleichrichtung der Regelabweichung vorge- Die Verwendung von zwei identischen Trennwandsehen,
lern 9 und 15 ist vorteilhaft, weil bei Abtastung eines
Im Anschluß an den Phasendetektor wird zweck- magnetischen Feldes jeder Fehler auf Grund von
mäßigerweise eine Stabilisatorschaltung zur Vermei- Änderungen in einzelnen Übersetzungsverhältnissen
dung unerwünschter Regelschwingungen vorgesehen, 35 dadurch eliminiert wird, daß jedes Übersetzungsverdie
auftreten können, wenn Regelabweichungen zu- hältnis sich um gleiche Beträge ändert und sich die
fällig die Eigenfrequenz der Regelstrecke haben. Änderungen deshalb herausheben, wenn die Span-
Zur Beeinflussung der Feldstärke des Elektro- nungen über Spulen 10 und 16 einander entgegengemagneten
stehen grundsätzlich verschiedene Mög- schaltet sind. In gleicher Weise erlaubt die Verwenlichkeiten
zur Verfügung; als trotz des Aufwandes 40 dung identischer variabler Kondensatoren 13 und 13'
besonders günstig hat sich eine Ergänzung der erfin- zweckmäßigerweise eine Auslöschung von Phasendungsgemäßen
Schaltungsanordnung durch einen und Amplitudenfehlern auf Grund der Belastung des
Treiber zur Verstärkung des Ausganges der Stabilisa- variablen Widerstandes 12 und des Hallgenerators 1
torschaltung, eine aus einer Reihe von parallelge- durch die Reaktanz des Wandlers 15 bzw. 9. Es werschalteten
Transistoren bestehende Schaltung, die 45 den also nicht nur Fehler auf Grund von äußeren
den Stromdurchgang zum Elektromagneten steuert, Fluktuationen in der Spannungsversorgung, sondern
und einem Gleichrichter als Gleichstromquelle für die auch solche auf Grund von Belastungsfluktuationen
Transistoren, erwiesen. effektiv durch diese erfindungsgemäße abgeglichene
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung noch Schaltungsanordnung gehoben.
näher erläutert werden; es zeigt 50 Änderungen in der Hallspannung auf Grund der
F i g. 1 ein Schaltbild einer Hallwandlerschaltungs- Temperaturabhängigkeit der Hallspannung und der
anordnung gemäß der Erfindung, Temperaturabhängigkeit des Innenwiderstandes des
F i g. 2 ein Schaltbild einer Hallwandlerschaltungs- Halbleiters, sowie auf Grund dessen, daß der Hallanordnung
mit zeitlicher Änderung der eingeregelten generator einem weiten Bereich von Magnetfeldstär-Feldstärke
gemäß der Erfindung und 55 ken ausgesetzt wird, werden durch interne und
F i g. 3 ein Blockschaltbild einer vollständigen externe Kompensation des Hallwandlers eliminiert.
Regelschaltung für einen Elektromagneten gemäß der Der Hallwandler 1 hat einen positiven Hallspan-Erfindung.
nungs-Temperaturkoeffizienten in der Größenord-Gemäß Fig. 1 erhält ein Hallwandler 1, der aus nung von beispielsweise 3 · 1O-V0C
einem dünnen Block eines Halbleiters besteht, bei- 60 Wenn ein Präzisionswiderstand 20, entweder beispielsweise
Germanium, an dem Stromzuführungen 2 spielsweise mit einem Festwiderstand von etwa
und 3 befestigt sind, Wechselspannung von einem 1300 Ohm, oder einem einstellbaren kalibrierten Benicht
dargestellten Oszillator über Klemmen 4 und 5. reich von Widerstandswerten, an die Hallspannungs-In
der Ebene des Stromzuflusses sind Hallspannungs- Memmen 6 und 7 parallel zu einer Ausgangsimpeanschlüsse
6 und 7 am Hallwandler befestigt. Wenn 65 danz von etwa 100 Ohm geschaltet wird, kann die
ein Magnetfeld mit einer Komponente senkrecht zur Änderung in der Hallspannung auf Grund der Tem-Ebene
des Stromflusses dem Hallfühler aufgedrückt peraturabhängigkeit der Hallspannung gleich der
wird, während ein Wechselstrom hindurchfließt, wird Änderung des inneren Spannungsabfalls iR im Halb-
5 6
leiter auf Grund der Temperaturabhängigkeit des 33 aus der Hallwandlerschaltung 21 und der Wobbel-Halbleitereigenwiderstandes
gemacht werden, so daß schaltung 22 gemäß F i g. 2, einem Abweichsignalsich die Klemmenhallspannung an der Feldspule 8 verstärker 34, einem Phasendetektor 35 und einem
auf Grund von Temperaturänderungen nicht ändert. Stabilisator 36. Die Stromversorgung 37, die bei-Die
Verwendung eines Festwiderstandes reicht aus, 5 spielsweise eine Ausgangsspannung von 18 Volt hat,
die Temperaturabhängigkeit der Klemmenhallspan- wird dazu verwendet, einen Wechselstromoszillator
nung bis zu 10 Kilogauss zu eliminieren. Im Bereich 31 zu erregen, dessen Ausgang durch den Leistungsvon
10 bis 40 Kilogauss und darüber hat jedoch die verstärker 32 verstärkt und danach an die Eingangs-Kombination
eines Festwiderstandes mit einem vari- klemmen der Hallsonden- und Wobbeischaltung 33
ablen Widerstand den Vorteil, daß die Temperatur- io angelegt wird.
abhängigkeit der Klemmenhallspannung auf Grund Eine Bezugsspannung wird über Spule 14 gemäß
der unterschiedlichen Werte der Temperaturabhän- F i g. 2 eingestellt, wie bereits erläutert, indem gemäß
gigkeit der inneren Hallspannung und des Eigen- einer nicht dargestellten Skala, die unmittelbar in
Widerstandes des Halbleiters eliminiert werden kann, Magnetfeldstärkeeinheiten kalibriert ist, auf den gedie
im Bereich von 10 bis 40 Kilogauss nicht mehr 15 wünschen Wert der magnetischen Feldstärke eingemit
einem einzigen Festwiderstand ausgeglichen wer- stellt wird. Wenn das zwischen den Polschuhen eines
den können. Mit einem veränderlichen Widerstand Elektromagneten 45 erzeugte Feld sich von der gekann
also die Feldregeleinrichtung sehr genau über wünschten Magnetfeldstärke unterscheidet, wird ein
noch größere Bereiche von Magnetfeldstärken arbei- Abweichungssignal oder eine Regelabweichung gleich
ten. ao der Differenz zwischen der Bezugsspannung und der
In F i g. 2 ist eine Hallwandlerschaltung nach Hallspannung oder ein dem Übersetzungsverhältnis
F i g. 1 zusammen mit einer Wobbeischaltung darge- entsprechendes Vielfaches dieser Differenzspannung,
stellt; diese Kombination dient dazu, den Strom eines über den Ausgangsklemmen der Hallsonden- und
Elektromagneten zu regeln, der bei beispielsweise Wobbeischaltung 33 erzeugt. Dieses Abweichungsmagnetischen
Kernresonanz- oder paramagnetischen 25 signal wird mit dem Abweichungssignalverstärker 34
Elektronenresonanzversuchen verwendet werden soll. verstärkt, beispielsweise einem Wechselstromverstär-Die
Eingangsspannung wird an Klemmen 4 und 5 ker, der auf 1300 Hz arbeitet, und der Ausgang des
angelegt und zwischen der Hallwandlerregelschaltung Verstärkers 34 wird dann dem Phasendetektor 35
21 und einer Wobbeischaltung 22 geteilt. Die Wob- zugeführt, wo dieses Ausgangssignal mit dem Ausbelschaltung
22 besteht aus mehreren Widerständen 30 gang des Oszillators 31 verglichen wird. Die Phasen-23
in Reihe, und einem Abgriff 24', der an eine Wob- differenz zwischen dem Ausgangssignal des Oszillabelspule
24 angeschlossen ist, so daß eine Spannung tors 31 und dem des Verstärkers 34 legt die Polarität
über Eingangswobbelspule 24 erzeugt wird. Diese des Signals fest, die dem Stabilisator 36 zugeführt
Spannung wird durch einen Trennwandler 25 an wird, der verhindert, daß Schwingungen in der HaIl-Wobbelausgangsspule
26 gebracht, die mit einem 35 feldfühl- und -regeleinrichtung auftreten.
Mittelabgriff 18' versehen ist, der an Klemme 18 an- Der Ausgang des Stabilisators 36 wird daraufhin geschlossen ist. Ein Widerstand 27 mit verstellbarem der Magnetspannungsversorgung 37 zugeführt und Abgriff 10' liegt in Reihe mit Spule 26 und bildet dort im Treiberverstärker 38 verstärkt. Das Ausdamit eine Brücke 28. Wenn eine Wechselspannung gangsabweichungssignal vom Treiber 38 wird dann an Eingangsklemmen 4 und 5 steht, wird keine Span- 40 einer Schaltung 39 zugeführt, die aus vielen Trannung an Ausgangsklemmen 17 und 18 gegeben, wenn sistoren 40, 41, 42 besteht, die parallel geschaltet der bewegliche Abgriff 10' auf Mitte eingestellt wird, sind, oder die statt dessen aus einer Vielzahl von sofern kein Magnetfeld dem Hallwandler aufgedrückt parallelgeschalteten Radioröhren bestehen kann, wird, durch das ein Ausgangsabweichungssignal er- Dieses Ausgangsabweichungssignal wird in bekannter zeugt wird. Die Brücke 28 kann jedoch dadurch aus 45 Weise jeweils an die Basis 41 dieser Transistoren gedem Gleichgewicht gebracht werden, daß der Abgriff legt. Die Emitter dieser Transistoren erhalten Gleich-10', beispielsweise mittels eines nicht dargestellten strom.
Mittelabgriff 18' versehen ist, der an Klemme 18 an- Der Ausgang des Stabilisators 36 wird daraufhin geschlossen ist. Ein Widerstand 27 mit verstellbarem der Magnetspannungsversorgung 37 zugeführt und Abgriff 10' liegt in Reihe mit Spule 26 und bildet dort im Treiberverstärker 38 verstärkt. Das Ausdamit eine Brücke 28. Wenn eine Wechselspannung gangsabweichungssignal vom Treiber 38 wird dann an Eingangsklemmen 4 und 5 steht, wird keine Span- 40 einer Schaltung 39 zugeführt, die aus vielen Trannung an Ausgangsklemmen 17 und 18 gegeben, wenn sistoren 40, 41, 42 besteht, die parallel geschaltet der bewegliche Abgriff 10' auf Mitte eingestellt wird, sind, oder die statt dessen aus einer Vielzahl von sofern kein Magnetfeld dem Hallwandler aufgedrückt parallelgeschalteten Radioröhren bestehen kann, wird, durch das ein Ausgangsabweichungssignal er- Dieses Ausgangsabweichungssignal wird in bekannter zeugt wird. Die Brücke 28 kann jedoch dadurch aus 45 Weise jeweils an die Basis 41 dieser Transistoren gedem Gleichgewicht gebracht werden, daß der Abgriff legt. Die Emitter dieser Transistoren erhalten Gleich-10', beispielsweise mittels eines nicht dargestellten strom.
Antriebsmechanismus, derart verstellt wird, daß eine Der Gleichstrom für die Emitter 42 wird durch
Ungleichgewichtwobbelspannung an Ausgangsklem- Gleichrichten und Filtern von Drehstrom im Gleich-
men 17 und 18 steht. So kann eine sich mit der Zeit 50 richterfilter 43 erzeugt. Der Gleichstromausgang des
ändernde Spannung der stabilisierenden Differenz- Gleichrichterfilters 43 kann dem Treiber 38 einfach-
spannung überlagert werden, um eine Modulation des heitshalber durch eine Schaltung 44 zugeführt wer-
Magnetfeldes eines Elektromagneten hervorzurufen, den, die aus Kondensatoren und Widerständen be-
die beispielsweise in Verbindung mit bekannten De- steht, die gemeinsam dazu dienen, die Welligkeit zu
tektortechniken bei Magnetresonanzanwendungen 55 beseitigen und bessere Hochfrequenzeigenschaften zu
verwendbar ist. So kann ein konstantes, statisches erzeugen.
magnetisches Gleichfeld zwischen den Polschuhen Die Basis 41 der einzelnen Transistoren der Schaleines
Elektromagneten langsam und kontinuierlich in tung 39 können so vorgespannt werden, daß sie einen
vorgegebener Weise verwobbelt oder durch einen bestimmten Strom zum Magneten 45 durchlassen, in-Bereich
verändert werden, während der Wert des 60 dem der Ausgang der Hallfühlernull- und -wobbelstatischen
Feldes auf einen gewünschten Wert stabili- schaltung 35 geringfügig aus dem Gleichgewicht gesiert
wird. bracht wird, beispielsweise um 1:105, bezogen auf
In F i g. 3 ist ein Blockschaltbild einer vollständi- die Nullage. Wenn ein verstärktes Abweichungssignal
gen Regelschaltung mit Magnetspannungsversorgung an die Basis der Transistoren 40 gelegt wird, dient
dargestellt, die mit hoher Präzision arbeitet. 65 dieses Signal dazu, mehr oder weniger Strom durch
Die Hallfeldsteuerung 29 besteht aus einer Strom- die Transistoren zu lassen, so daß der durch die nicht
quelle 30, einem Oszillator 31, einem Leistungsver- dargestellten Magnetspulen des Magneten 45 flie-
stärker32, einer Hallsonden- und Wobbeischaltung ßende Strom geändert wird, bis kein Fehlersignal
mehr an der Basis 41 steht, welches diese vorspannt. Sobald die gewünschte Magnetfeldstärke eingestellt
ist, ruft jede Abweichung des Magnetfeldes des Elektromagneten 45 auf Grund von Fluktuationen od. dgl.
in der Stromversorgung ein Abweichungssignal hervor; die Schaltung arbeitet dann wie eben beschrieben.
Der beschriebene Halleffektfeldregulator ist besonders geeignet zur Regelung von Magneten, die in
magnetischen Kernresonanz- oder paramagnetischen Elektronenresonanzeinrichtungen verwendet werden,
wo ein sehr gut stabiles homogenes Feld erforderlich ist. Magnetfeldregelung auf 1:10 Millionen oder besser,
eine Verbesserung von wenigstens zwei Größenordnungen gegenüber dem bekannten Stand der Technik
kann mit Hilfe dieses neuartigen Halleffektfeldregulators erreicht werden. Extrem hohe Feldstabilitäten
in der Größenordnung 1: IQ6 für eine Stunde
werden bewirkt.
Claims (14)
1. Schaltungsanordnung zur Regelung der Feldstärke eines Elektromagneten, bei der das Magnetfeld
mittels eines Hallwandlers erfaßt wird, dessen Steuerstrom aus der gleichen Stromquelle
wie der Sollwert entnommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Strompfad des HaIlwandlers
ein vom Steuerstrom durchflossener Präzisionswiderstand (12) liegt, dessen Spannungsabfall
einer ersten Spule (14) zur Erzeugung einer dem Sollwert proportionalen Bezugsspannung zugeführt ist, daß an den Spannungspfad des Hallwandlers zur Erzeugung einer dem
Istwert proportionalen Spannung eine zweite Spule (8) angeschlossen ist und daß die Spannungen
an den beiden Spulen (8, 14) nach Transformierung zur Bildung der Regelabweichung
gegeneinandergeschaltet sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformierung
der beiden Spannungen mit identischen Trennwandlern (9, 15) erfolgt, deren Ausgangswicklungen
(10,16) in Reihe liegen.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß über dem
Widerstand (12) im Strompfad des Hallwandlers (i) und im Hallspannungspfad je ein variabler
Kondensator (13, 13') liegt.
4. Schaltungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Hallwandler (1) einen positiven Hallspannungs-Temperaturkoeffizienten hat und die Hallspannung
über einem Widerstand (20) steht, dessen Wert so bemessen ist, daß die temperaturabhängige
Änderung der Hallspannung gleich ist der temperaturabhängigen Änderung des Spannungsabfalls
iR im Halbleiter in einem großen Bereich von magnetischen Feldstärken.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hall wandler (1) aus
Germanium besteht und einen positiven Hallspannungs-Temperaturkoeffizienten
von 3 · 10~4/°C hat.
6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß für eine
Ausgangsimpedanz des Hallwandlers (1) von etwa 100 Ohm der Wert des Widerstandes (20) etwa
1300 Ohm beträgt.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand
(20) aus einem Festwiderstand und einem variablen Widerstand zusammengesetzt ist, der
über einen großen Bereich von Magnetfeldstärken einstellbar ist.
8. Schaltungsanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Anwendung auf Spektrometer eine zusätzliche Schaltung (22) zur Beeinflussung der
Regelabweichung im Sinne eines Zeitprogramms vorgesehen ist.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung (22) zur
Beeinflussung der Regelabweichung aus einem Wobbeiwiderstand (23) besteht, über dem eine
Spannung abgegriffen wird, und einem Wandler (25), mit dem die Wobbeispannung einer Brükkenschaltung
(28) zur Regelung der Magnetfeldstärke zugeführt wird.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaltung
(28) aus der mittig angezapften Ausgangswicklung (26) des Wandlers (25) und einem Potentiometer
(28) besteht und daß die Brückenspannung zwischen der Mittelanzapfung (18') der Ausgangswicklung
(26) und dem Potentiometerabgriff (10') steht, sobald der Abgriff (10') aus der
Gleichgewichtsstellung heraus bewegt wird.
11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Potentiometerabgriff
(10') mittels eines Motors verstellbar ist und mit den Ausgangswicklungen der Spulen (8,
14) in Reihe liegt.
12. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und insbesondere nach einem der
Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch einen Phasendetektor (35) zur phasenabhängigen
Gleichrichtung der Regelabweichung.
13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine Stabilisatorschaltung
(36) zur Vermeidung unerwünschter Regelschwingungen.
14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Treiber (38) zur Verstärkung
des Ausgangs der Stabilisatorschaltung (36), eine aus einer Reihe von parallelgeschalteten
Transistoren (40, 41, 42) bestehende Schaltung (39), die den Stromdurchgang zum Elektromagneten
(45) steuert, und einen Gleichrichter (43) als Gleichstromquelle für die Transistoren.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1105 500.
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1105 500.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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