DE1788127C2

DE1788127C2 - Schaltungsanordnung zur Regelung der Feldstärke eines Elektromagneten

Info

Publication number: DE1788127C2
Application number: DE1788127A
Authority: DE
Inventors: John Vincent Rock; David Lawrence Wright
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1963-01-21
Filing date: 1964-01-15
Publication date: 1978-09-14
Also published as: NL145689B; DE1788127B1; SE306787B; CH429928A; DE1261938C2; DE1261938B; US3267368A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Regelung der Feldstärke eines Elektromagneten, bei der das Magnetfeld mittels eines Hallgenerators erfaßt wird, gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Schaltungsanordnung ist durch die französische Patentschrift 11 90 762 bekannt.

In bestimmten Anwendungsfällen von Elektromagneten, beispielsweise bei Elektromagneten zur Erzeugung des Magnetfeldes in Spektrometern für magnetische Kernresonanz oder paramagnetische Elektronenresonanz, ist es erforderlich, die Stärke des Magnetfeldes in Abhängigkeit von der Zeit zu ändern. Dies ist bei der bekannten Schaltungsanordnung nicht beabsichtigt.

Bei Schaltungsanordnungen zur Regelung von irgendwelchen Größen auf in Abhängigkeit von der Zeit sich ändernde Werte wird durchweg der Soll-Wert entsprechend der gewünschten Zeitabhängigkeit geändert. Beim Vergleich des Soll-Wertes mit dem Ist-Wert ergibt sich dann ein entsprechendes Abweichungssignal, das in der gleichen Weise ausgeregelt wird wie ein Abweichungssignal aufgrund einer zufälligen Änderung des Ist-Wertes.

Bei der bekannten Schaltungsanordnung zur Regelung der Feldstärke eines Elektromagneten würde eine Nachregelung des Soll-Wertes entsprechend der gewünschten Zeitabhängigkeit zu einer mit der Änderung des Soll-Wertes zusammenhängenden Beeinflussung des Steuerstroms durch den Hallgenerator führen, die, vor allem bei den hohen Anforderungen an die Regelgenauigkeit bei Spektrometern, berücksichtigt, d.h. kompensiert werden müßte. Diese Beeinflussung des Steuerstroms ergibt sich dort durch zur Stabilisierung der Schaltungsanordnung notwendigerweise vorhandene, aber in der FR-PS 11 90 762 nicht erwähnte Schaltelemente. Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, eine vorgegebene Zeitabhängigkeit ohne Beeinflussung des Steuerstroms zu erzielen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst

Es ist dann möglich, den Soll-Wert auf dem einmal eingestellten, konstanten Wert zu halten und trotzdem die gewünschte zeitliche Änderung der Stärke des Magnetfeldes mit der erzielbaren hohen Regelgenauigkeit zu erhalten.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert; sie zeigt

eine Hallgeneratorschaltungsanordnung mit zeitlicher Änderung der geregelten Feldstärke.

Ein Hallgenerator 1, der aus einem dünnen Block eines Halbleiters besteht, beispielsweise Germanium, an dem Stromzuführungen 2 und 3 befestigt sind, erhält Wechselspannung von einem nicht dargestellten Oszillator über Klemmen 4 und 5. Senkrecht zum Stromzufluß befinden sich Hallspannungsanschlüsse 6 und 7. Wenn das Magnetfeld eines nicht dargestellten Elektromagneten den von einem Steuer-Wechselstrom durchflossenen Hallgenerator durchsetzt, wird an den Klemmen 6 und 7 eine Hallspannung erzeugt. Diese wird der Primärwicklung 8 eines Trenntransformators 9 zugeführt und steht an der Sekundärwicklung 10 an.

Der Steuerstrom durchfließt einen Präzisionswiderstand 12, der mit den Stromzuführungen 2 und 3 des Hallgenerators in Reihe liegt Die Sollwertspannung wird mit dem Abgriff 12' des Präzisionswiderstandes abgegriffen und der Primärwicklung 14 eines Trenntransformators 15 zugeführt, der ein veränderbarer Kondensator 13 parallel geschaltet ist. Der an der Sekundärwicklung 16 anstehenden Spannung ist die an der Sekundärwicklung 10 des ersten Trenntransformators 9 stehende Hallspannung zur Bildung eines Soll-Ist-Vergleichs entgegengeschaltet. Die an den Klemmen Yl, 18 anstehende Regelabweichung kann verstärkt und dazu verwendet werden, einen nicht dargestellten Servomechanismus zu steuern, der den Strom des Elektromagneten nachstellen kann.

Mit dieser mit 21 bezeichneten Hallgeneratorschaltung wird eine Regelung einer Magnetfeldstärke auf einen konstanten Wert erreicht Gemäß der Erfindung soll die Stärke nach einem bestimmten zeitlichen Programm geändert werden, beispielsweise in Verbindung mit magnetischen Kernresonanz- oder paramagnetischen Elektronenresonanz-Versuchen. Die Eingangsspannung an den Klemmen 4 und 5 wird deshalb zwischen der Hallgeneratorschaltung 21 und einer zusätzlichen Steuerschaltung 22 geteilt. Die Steuer-

b^r> schaltung 22 enthält mehrere in Reihe geschaltete ohmsche Widerstände 23,23' und 23". Am Abgriff 24' ist die Primärwicklung 24 eines Trenntransformators 25 angeschlossen. Dessen Sekundärspule 26 ist mit einer

zapfung 18' versehen, die an die Klemme IS st. Ein Widerstand 27 mit verstellbarem Abgriff t mit der Sekundärwicklung 26 eine Brücken- ζ 28. Die Brückenschaltung 28 wird dadurch aus eichgewicht gebracht, daß der Abgriff 10' weise mittels eines nicht dargestellten Antriebs wird. So kann eine sich mit der Zeit ändernde lannung der Regelabweichung überlagert weri eine Modulation des Magnetfeldes eines Elektromagneten hervorzurufen, die beispielsweise in Verbindung mit bekannten Detektortechniken bei Magnetresonanzanwendungen verwendbar ist So kann ein konstantes, statisches magnetisches Gleichfeld zwischen den Polschuhen eines Elektromagneten langsam und kontinuierlich in vorgegebener Weise verwobbelt oder durch einen Bereich verändert werden, während der Wert des statischen Feldes auf einen gewünschten Wert stabilisiert wird.

Hierzu Ϊ Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Regelung der Feldstärke eines Elektromagneten, bei der das Magnetfeld mittels eines Hallgenerators erfaßt wird, dessen Steuerstrom aus der gleichen Wechselstromquelle wie die Sollwertspannung entnommen ist, wobei die Sollwertspannung durch einen Spannungsabfall des Steuerstromes abgebildet und über einen Trenntransformator einem Soll-Ist-Vergleichskreis zugeführt ist, dem die Hallspannung als Istwert entgegengeschaltet ist, insbesondere für Spektrometer, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertspannung durch den Spannungsabfall an einem im Steuerstromkreis liegenden ohmschen Widerstand (12) abgebildet ist, daß die Hallspannung über einen zweiten Trenntransformator (9) dem Vergleichskreis zugeführt ist und daß eine zusätzliche Steuerschaltung (22) zur Beeinflussung der Regelabweichung im Sinne eines Zeitprogrammes vorgesehen ist, die einen im Steuerstromkreis liegenden ohmschen Widerstand (23, 23') aufweist, dessen Spannungsabfall als Zusatzspannung unter galvanischer Trennung über eine abhängig vom Zeitprogramm verstimmbare Brückenschaltung (28) dem Vergleichskreis zugeführt ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur galvanischen Trennung der Zusatzspannung ein dritter Trenntransformator (25) vorgesehen ist, daß die Brückenschaltung (28) aus der mittig angezapften Sekundärwicklung (26) des dritten Trenntransformators (25) und einem Potentiometer (27) besteht und daß die Brückenausgangsspannung zwischen der Mittelanzapfung (18') der Sekundärwicklung (26) und dem Potentiometerabgriff (10') abnehmbar ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Potentiometerabgriff (10') mittels eines Motors verstellbar ist.