DE1665796C3 - Magnetfeldabhängige Widerstandsanordnung zum Messen, Steuern und/oder Regeln - Google Patents

Description

ben bekanntlich eine lineare Kennlinie. Die Frage Die F i g. 1 und 2 zeigen den magnetischen Kreis in

einer Verlagerung des Arbeitspunktes in der Steuer- zwei Ansichten. Der Kreis besteht im gezeichneten

kennlinie durch eine Vormagnetisierung kann somit Beispiel aus einem Schnittbandkern 1 aus üblichen,

bei diesen Anordnungen nicht auftreten. Eine Abso- genormten Kernblechen. Lm Luftspalt 2 befindet sich

lutmessung des magnetischen Signalfeldes ist nur mit 5 eine Distanzplatte aus nichtmagnetischem Material,

den beiden Hallgeneratoren möglich. Im Luftspalt 3, der am Rand ebenfalls von einer

Bei dem erfindungsgemäßen Halbleitergerät ist in nichtmagnetischen Distanzplatte abgestützt sein den Luftspalt ohne Feldplatte eine Distanzplatte aus kann, liegt eine Feldplatte 4. Die beiden Kernhälften nichtmagnetischem Material gesetzt Weiterhin kön- des Schnittbandkerns 1 können beispielsweise durch nen die beiden durch die Luftspalte getrennten Teile io ein Spannband 5 aus nichtmagnetischem Material, des Rahmens durch ein Spannband zusammengehal- z.B. mit der Schraube9, zusammengehalten werden, ten werden. Der Permanentmagnet wird über den Auf dem einen Schenkel, im Beispiel auf dem Schen-Luftspalt mit oder den Luftspalt ohne Feldplatte an kel mit dem Luftspalt 2, befindet sich eine Erregerden Rahm"" angesetzt Es ist dabei zweckmäßig, ihn spule 6. Mit einem diese Spule durchfließenden so an den Rahmen anzusetzen, daß seine Magnetisie- 15 Strom ist der Ringmagnetkreis 1 magnetisch erregrung und die Längsrichtung des angrenzenden Rah- bar. An Stelle einer Spule kann durch den Ring auch menteils etwa parallel verlaufen. eine Stromschiene geführt sein. Diese ist dann als

Ein besonderer Vorteil des Halbleitergerätes liegt Wicklung mit einer Windung anzusehen. .-> darin, daß für den Ringmagnetkreis genormte — also Der Permanentmagnet 7, dessen Fluß über zwei handelsübliche — Kernbleche verwendet werden ao Polstücke 8 aus ferromagnetischem Material, z. B. können. Es ist insbesondere nicht mehr erforderlich, Eisen, in den Magnetkreis eingespeist wird, dient zur die Luftspaltbreite der Feldplattendicke — durch Vormagnetisierung der Feldplatte 4. Der Fluß des Schleifen der Polschuhe — anzupassen. Beispiels- Permanentmagneten verteilt sich auf die beiden Luftweise können die beiden U-förmigen Kerne unter spalte. Da die Vc.iagcasierung nur für den Luft-Zwischenlegung einer Feldplatte auf der einen Seite as spalt, in dem sich die Feldplatte befindet, benötigt und einer nichtmagnetischen Distanzplatte auf der wird, ist es vorteilhaft den magnetischen Widerstand anderen Seite zusammengeklemmt werden. des Luftspaltes 3 kleiner als den des Luftspaltes 2 zu

In einem Ringmagnetkreis mit zwei Luftspalten, machen. Das kann durch unterschiedliche Luftspaltvon denen derjenige ohne Feldplatte mindestens breiten und/oder durch Verwendung einer Feldplatte ebenso breit ist wie derjenige mit Feldplatte, nimmt 30 auf ferromagnetischem Träger erreicht werden. Dieder Permanentmagnetfluß seinen Weg vor allern ser Träger kann darüber hinaus noch zur Linearisiedurch den Luftspalt mit Feldplatte. Auf die Feld- rung der Feldplattenkennlinie verwendet werden, wie platte wird somit ein um so größerer Teil des Vor- das in der deutschen Patentschrift 1 209 198 bemagnetisierungsflusses konzentriert, je kleiner ihr schrieben ist. Beispielsweise kann eine Feldplatte ins-Luftspalt im Vergleich zu dem anderen ist. Der an- 35 gesamt 100 μπι dick sein, wobei die Trägerplatte aus dere Luftspalt kann aber wiederum nicht beliebig Ferrit besteht und 70 μπι dick ist groß gemacht werden, weil sonst der magnetische Das Maß der Vormagnetisierung kann durch VerWiderstand des Magnetkreises unzulässig erhöht und änderung des Querschnittes des Permanentmagneten, die Empfindlichkeit der Widerstandsanordnung ent- der ein Oxid-Magnet sein kann, eingestellt werden, sprechend vermindert wird. Es hat sich deshalb als 40 Sind die beiden Polstücke 8 z. B. in der Weise ausgeoptimal erwiesen, wenn beide Luftspalte etwa gleich bildet, wie sie die F i g. 2 zeigt, so kann durch Verbreit sind. schieben des Permanentmagneten 7 in der vom Luft-

An Hand der schematischen Zeichnung von zwei spalt 3 wegführenden Richtung die Vormagnetisie- Figuren wird die Erfindung näher erläutert. rung verändert werden. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

die jeweilige Feldplatte geschliffen werden, um ihn

Patentansprüche: der Feldplattendicke anzupassen. Weiterhin kann die

Vormagnetisierung der Feldplatten nur elektroma-

1. Magnetfeldabhängige Widerstandsanord- gnetisch erfolgen, weil die Schenkel mit den Fetdplatnung zum Messen, Steuern und/oder Regeln, ins- 5 ten von einem wechselnden Erregerfeld durchsetzt besondere als Multiplikator oder Gleichstrom- werden und deshalb nicht permanentmagnetisiert wandler, mit einem Magnetkreis und einem darin sein können. Ferner können Schwierigkeiten auftrebefindlichtn Luftspalt, der eine Feldplatte ent- ten, wenn stärkere Schwankungen der Umgebungshält, die zur Vormagnetisierung vom Feld eines temperatur zu erwarten sind.

Dauermagneten und zum Messen, Steuern und/ io Nach einem früheren Vorschlag (deutsches Patent

oder Regem vom Feld eines Elektromagneten 1 302 746) ist eine Vormagnetisierung der Feldplatte

durchsetzt ist, dadurch gekennzeich- vorgesehen, damit man im geraden Bereich der Steu-

net, daß der Magnetkreis aus zwei U-förmigen erkennlime der Feldplatte arbeitet. Die Kennlinie

Teilen (J) besteht, deren Enden zwei Luftspalte verläuft für kleine Magnetfelder annähernd quadra-

(2, 3) bilden, von denen der eine die Feldplatte 15 tisch. Durch das Vormagnetisierungsfeld eines Per-

(4) und der andere eine Distanzplatte aus nicht- manentmagneten von wenigen zehntein Tesla, z. B.

magnetischem Material enthält, und daß die Vor- mehr als drei bis fünf zehntein Tesla, wird der Ar-

magnetisierung durch einen magnetischen Neben- beitspunkt der Feldplatte in den linearen Bereich der

Schluß (7, 8) erfolgt, der aus zwei ferromagneti- Widerstandskennlinie verschoben. Die Feldplatte ist

sehen Polstücken (8) und einem Permanentma- ao im linearen Bereich ihrer Kennlinie wesentlich emp-

gneten (7) mit kleiner Permeabilität, d. h. hohem findlicher als im quadratischen Bereich,

magnetischem Widerstand, besteht und der einen Aus der Zeitschrift »Elektronik«, Heft 8, 1965, S.

der beiden Luftspalte (2,3) überbrückt. 225 bis 229, ist eine magnetfeldahhängige Wider-

2. Widerstandsanordnung nach den Ansprü- standsanordnung zur Messung kleiner Magnetfelder chen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die as mit zwei Feldplatten und permanentmagnetischer beiden durch die Luftspalte getrennten Teile (1) Vormagnetisierung bekannt. Zur Vormagnetisierung des Magnetkreises durch ein Spannband (5) zu- sind zwei Permanentmagnete vorgesehen, die magnesammengehalten werden. tisch in Reihe geschaltet sind.

3. Widerstandsanordnung nach einem der An- Aus der deutschen Auslegeschrift 1 011 041 ist fersprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die 30 ner eine magnetfeldabhängige Widerstandsanord-Vormagnetisierung der Feldplatte (4) einstellbar nung mit mindestens einer Feldplatte bekannt, die ist. sich zwischen den Polen eines Elektromagneten befindet und durch einen Dauermagneten vormagneti-

siert ist. Der Dauermagnet, auf dessen Polflächen je-

35 weils eine Feldplatte derart angeordnet ist, daß sie sowohl dem Feld des Dauermagneten als auch dem

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetfeldab- Feld des Elektromagneten ausgesetzt ist, eliminiert

hängige Widerstandsanordnung zum Messen, Steuern den nicht linearen Anfangsteil in der Steuerkennlinie

und/oder Regeln, insbesondere als Multiplikator der Feldplatten. Die Magnetfelder überlagern sich

^; oder Gleichstromwandler, mit einem Magnetkreis 40 aber auch im übrigen Magnetkreis.

% und einem darin befindlichen Luftspalt, der eine Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese

Feldplatte enthält, die zur Vormagnetisierung vom magnetfeldabhängige Widerstandsanordnung dahin-

Feld eines Dauermagneten und zum Messen, Steuern gehend zu verbessern, daß sie ohne Einbuße an

■:£. und/oder Regeln vom Feld eines Elektromagneten Empfindlichkeit einfacher herstellbar ist.

durchsetzt ist. 45 Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß

% In Halbleitergeräten zum Messen, Steuern und/ der Magnetkreis aus zwei U-förmigen Teilen besteht,

oder Regeln, z. B. bei Multiplikatoren oder Gleich- deren Enden zwei Luftspalte bilden, von denen der

Stromwandlern, werden vielfach magnetfeldabhän- eine die Feldplatte und der andere eine Distanzplatte

gige Halbleiterwiderstände, die sogenannten »Feld- aus nichtmagnetischem Material enthält, und daß die

M platten«, verwendet (Solid State Electronics, Perga- 50 Vormagnetisierung durch einen magnetischen Ne-

■ I mon Press, 1964,7, S. 363 bis 371, und 1966,9, S. 443, benschluß erfolgt, der aus zwei ferromagnetischen

451). Für Multiplikatoren oder Gleichstromwandler Polstücken und einem Permanentmagneten mit klei-

$ werden Topfkernmagnete verwendet, um deren Kern ner Permeabilität, d. h. hohem magnetischen Wider-

S die Steuerwicklung gelegt ist. Zwischen Topfrand stand, besteht und der einen der beiden Luftspalte

und Deckel befindet sich magnetfeldempfindliches 55 überbrückt.

y Material, z.B. Wismut (Archiv der elektr. Übertra- Der Magnetkreis wird durch den Strom magne-

gung, 8, 1954, S. 269 bis 278, insbesondere S. 276). tisch erregt, der eine um einen Schenkel des Rah-

-■; Statt eines Topfkernmagueten können auch Magnete mens gelegte Wicklung durchfließt. An Stelle der

mit drei Schenkeln verwendet werden, die durch zwei Wicklung kann auch eine Stromschiene verwendet

Joche zusammengehalten werden und deren mittlerer Go werden, die durch den Ringmagnetkreis geführt ist.

Schenkel mit einer Erregerwicklung versehen ist. Die Wenn mehrere Eingänge gewünscht sind, können

beiden äußeren Schenkel, in denen die Feldplatten auch entsprechend viele Wicklungen und/oder

untergebracht sind, können außer von dem Erreger- Stromschienen vorgesehen sein,

feld auch von einem Vormagnetisierungsfeld durch- Ein Ringmagnetkreis init zwei U-förmigen Teilen,

flutet sein, das mittels Vormagnetisierungswicklun- 65 deren Enden zwei Luftspalte bilden, ist bekannt

gen erzeugt wird (Electronic Engineering, November (deutsche Auslegeschriften 1 025 157 und 1170 537).

1958, S. 664 und 666, insbesondere Hg. 6). Bei die- Die bekannten Anordnungen enthalten im Luftspalt

sen bekannten Einrichtungen muß der Luftspalt für jeweils einen Hallgenerator. Diese Bauelemente ha-