DE1465972C

DE1465972C - Device for forming the sum of a given voltage and the Hall voltage of a Hall probe

Info

Publication number: DE1465972C
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dipl Ing 1000 Berlin Abraham
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt
Publication date: 1972-04-27

Description

Hallsonden haben wegen ihrer Eigenschaft, den magnetischen Fluß statisch abzubilden, vielfältige Anwendung gefunden, beispielsweise als Modulatoren, zur Erfassung des Flusses in elektrischen Maschinen und mit Hilfe von magnetischen Jochen zur Messung von Gleich- und Wechselströmen. In vielen Fällen, insbesondere bei der Anwendung von Hallsonden in Regelkreisen, ist es erwünscht, zur Ausgangsspannung der Hallsonden eine oder mehrere Spannungen zu addieren. Dies bereitet dadurch Schwierigkeiten, daß die Hallspannung mit der Steuerstromversorgung galvanisch gekoppelt ist und in den meisten Fällen der.Steuerstrom für die Hallsonde und die zur Hallspannung zu addierende Spannung ebenfalls galvanisch gekoppelt sind. Die galvanische Trennung dieser Größen ist bekanntlich durch Übertrager möglich, wenn Wechselstromgrößen verarbeitet werden sollen.Because of their property of statically mapping the magnetic flux, Hall probes have a wide variety Found application, for example as modulators, to record the flow in electrical machines and with the help of magnetic yokes for measuring direct and alternating currents. In many In cases, especially when using Hall probes in control loops, it is desirable to use the output voltage to add one or more voltages of the Hall probes. This causes difficulties in that the Hall voltage with the Control power supply is galvanically coupled and in most cases the control current for the Hall probe and the voltage to be added to the Hall voltage are also galvanically coupled. The galvanic separation of these quantities is known possible through transformers if alternating currents are to be processed.

Die Erfindung ermöglicht es, ohne eine galvanische Trennung die Summe einer gegebenen Spannung und der Hallspannung einer Hallsonde zu bilden. Erfindungsgemäß ist zwischen einer Hallspannungszuführung und einer Steuerstromzuführung der Hallsonde ein Mehrfaches der gegebenen Spannung über Widerstände zugeführt, so daß die zur HaIlspannüng zu addierende Spannung an· einem unmittelbar an die Hallsonde angeschlossenen Teilwiderstand abfällt.The invention enables the sum of a given voltage without galvanic isolation and to form the Hall voltage of a Hall probe. According to the invention is between a Hall voltage supply and a control current feed of the Hall probe a multiple of the given voltage fed through resistors, so that the to Halspannüng voltage to be added at a partial resistance connected directly to the Hall probe falls off.

Die F i g. 1 zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Hallsonde 1 hat die beiden Steuerstromzuführungen 4 und 5 und die beiden Hallspannungszuführungen 2 und 3, wobei alle vier Anschlüsse durch die inneren Widerstände der Hallsonde galvanisch gekoppelt sind. Der Hallsonde wird ein Steuerstrom i_sl aus einer Steuerspannungsquelle U_st über einen Widerstand 6 zugeführt. Die Summierung der Hallspannung U_H und'der zu addierenden Spannung U_{s t} erfolgt nun erfindungsgemäß dadurch, daß zwischen den Anschlüssen 3 und 4 die Spannung U'_S1, welche ein Mehrfaches der Spannung U_Si ist, über die Widerstände? und 8 mit den Widerstandswerten r und R zugeführt wird. Die Vorwiderstände 7 und 8 müssen so gewählt werden, daß der durch den Hallgenerator über die Klemmen 3 und 4 zusätzlich fließende Strom wesentlich kleiner ist als der Steuerstrom i_s„ damit keine Veränderungen der Hallspannungen durch den von V₅₁ erzeugten Strom hervorgerufen werden. Nimmt man an, daß an dem Hallspannungsanschluß 3 durch die galvanische Kopplung gegenüber dem Steuerstromanschluß 4 die Spannung U₁ auftritt, so ergibt sich als Summe von Hallspannung U_H und Teilspannung U_{s t} die Spannung U_A, wobei die Gleichungen gelten:The F i g. 1 shows a schematic embodiment of the invention. The Hall probe 1 has the two control current leads 4 and 5 and the two Hall voltage leads 2 and 3, with all four connections being galvanically coupled by the internal resistances of the Hall probe. A control current i _sl from a control voltage source U _{st is} fed to the Hall probe via a resistor 6. The summation of the Hall voltage U _H and the voltage U _st to be added now takes place according to the invention in that between the connections 3 and 4 the voltage U ' _S1 , which is a multiple of the voltage U _Si, is passed through the resistors? and 8 with the resistance values r and R is supplied. The series resistors 7 and 8 must be chosen so that the additional current flowing through the Hall generator via terminals 3 and 4 is significantly smaller than the control current i _s " so that no changes in the Hall voltages are caused by the current generated by V _51. Assuming that the voltage U ₁ occurs at the Hall voltage connection 3 due to the galvanic coupling with respect to the control current connection 4, then the sum of the Hall voltage U _H and the partial voltage U _st results in the voltage U _A , where the equations apply:

nis reduzierten Spannung
rekturgrößenis reduced tension
correction size

Dabei tritt die Kor-The cor-

U_Sl = (V₅₁ -U₁)- U _Sl = (V ₅₁ -U ₁ ) -

R + rR + r

auf. Bei konstantem Steuerstrom i_st bleibt diese Korrekturgröße, auch angenähert konstant und kann durch eine Voreinstellung berücksichtigt werden.
Der Einfluß der Spannung U₁ kann in weitereron. With a constant control current i _{st, this correction variable also} remains approximately constant and can be taken into account by a presetting.
The influence of the voltage U ₁ can be further

ίο Ausgestaltung der Erfindung dadurch eliminiert werden, daß eine zweite Spannung zwischen der zweiten Hallspannungszuführung und der gleichen Steuer- - stromzuführung der Hallsonde über Widerstände zugeführt ist, so daß ein Teil dieser Spannung an einem unmittelbar an die Hallsonde angeschlossenen Teilwiderstand abfällt. Insbesondere können die· Teilwiderstände für die beiden zugeführten Spannungen gleichgemacht werden. Ein Ausführungsbeispiel für eine solche Anordnung zeigt die F i g. 2. Die HaIl-ίο embodiment of the invention are thereby eliminated, that a second voltage between the second Hall voltage supply and the same control - The power supply of the Hall probe is fed through resistors, so that part of this voltage is applied to a The partial resistance directly connected to the Hall probe drops. In particular, the partial resistances be made equal for the two supplied voltages. An embodiment for such an arrangement is shown in FIG. 2. The Hal-

ao sonde 1 wird wie in F i g. 1 von der Steuerspannungsquelle U_st über den Widerstand 6 mit Steuerstrom /_s/ versorgt. Wie in F i g. 1 wird die Spannung CZs₁ über die Widerstände 7 und 8 an die Anschlüsse 3 und 4 geführt. Zwischen den Klemmen 2 und 4 wird eine zweite Spannung V₃₂ über die Widerstände 7 a und 8 a zugeführt. Die Spannung U_A ergibt sich als Summe von HäTlspannung der Teilerspannung U_{s l} und der Teilerspannung U_s ₂ zuao probe 1 is as in FIG. 1 is supplied with control current / _{s /} from the control voltage source U _{st via the resistor 6.} As in Fig. 1, the voltage CZs _{1 is} fed to the connections 3 and 4 via the resistors 7 and 8. Between the terminals 2 and 4, a second voltage V _{32 is} fed through the resistors 7 a and 8 a. The voltage U _A results from the sum of the half voltage of the divider _{voltage U sl} and the divider voltage U _s ₂

U_A = U_Sl + i/_S2 + U„ bzw. bei U„ = U( - U₂, U _A = U _Sl + i / _S2 + U " or with U" = U ( - U ₂ ,

wenn die Teilerwiderstände 7 und 7 a bzw. 8 und 8 a gleich groß gewählt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Differenz von U₁ und U₂ gleich der Hallspannung U_H ist. Durch diese Anordnung können trotz galvanischer Kopplung aller Größen zwei verschiedene Spannungen zur Hallspannung eines Hallgenerators addiert werden, ohne daß Größe und Richtung des Steuerstromes i_st das Ergebnis der Addition beeinflussen. An den Klemmen 9 und 9 a können über hohe Vorwiderstände zusätzliche Spannungen zur Voreinstellung zugeführt werden. Die Ausgangsspannung U_A kann entweder direkt gemessen oder mit Hilfe eines Differenzverstärkers, der an den Klemmen 9 und 9 a angeschlossen ist, weiterverarbeitet werden. if the divider resistors 7 and 7 a or 8 and 8 a are chosen to be the same size. It must be taken into account that the difference between U ₁ and U _{2 is} equal to the Hall voltage U _H. This arrangement allows two different voltages to be added to the Hall voltage of a Hall generator, despite galvanic coupling of all sizes, without the size and direction of the control current i _st affecting the result of the addition. Additional voltages for presetting can be supplied to terminals 9 and 9 a via high series resistors. The output voltage U _A can either be measured directly or processed further with the aid of a differential amplifier connected to terminals 9 and 9 a.

Claims

Claims: It can be seen that the voltage UA is equal to the sum of Un and the

1. Device for forming the sum of a given voltage and the Hall voltage a Hall probe, characterized in that between a Hall voltage supply and a control current feed of the Hall probe a multiple of the given voltage is fed through resistors, so that the voltage to be added to the Hall voltage at a The partial resistance directly connected to the Hall probe drops.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a second voltage between the second Hall voltage supply and the same control current supply of the Hall probe is fed through resistors, so that a part

this voltage drops across a partial resistance connected directly to the Hall probe.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the corresponding Partial resistances for the two supplied voltages are the same.

1 sheet of drawings