DE1946530C3 - Hall generator for analog representation of the nth power of a variable - Google Patents

Hall generator for analog representation of the nth power of a variable

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DE1946530C3
DE1946530C3 DE19691946530 DE1946530A DE1946530C3 DE 1946530 C3 DE1946530 C3 DE 1946530C3 DE 19691946530 DE19691946530 DE 19691946530 DE 1946530 A DE1946530 A DE 1946530A DE 1946530 C3 DE1946530 C3 DE 1946530C3
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hall
hall generator
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Description

1 21 2

Die Windung hetiilTt einen Hallgencrator, dessen F ι g. 3 ein Allsführungsbeispiel nut einem Thermi-The turn hides a hall generator, the shape of which. 3 an all-guide example using a thermal

Aiisgangsspannuni: sich mit der «-ten Potenz der mti- stör /ur Kompensation des Temperaturgangs,Output voltage: itself with the «th power of the disruptive compensation of the temperature curve,

gnetisehen Induktion ändert. K i g. 4 ein Atisführungshcispiel mit einem zusatz-magnetic induction changes. K i g. 4 a guiding example with an additional

Zur Analogdarstellung einer Potcn/funktion sind he- liehen llallelcment und einem magnctoresistiven LIe-For the analog representation of a pot / function, helical lallelcment and a magnetoresistive line are

reits Kettenschaltiiiiiien von vierpolen Hallelcmen- 5 ment /ur Lincaritätskorrekiur,already chain connections of four-pole allelec- 5 ment / ur Lincaritätskorrekiur,

ten verwendet worden, deren Λη/alil dem gewünschten 1; i g. 5 ein Ausführungsheispiel mit zwei magneto-th have been used whose Λη / alil corresponds to the desired 1 ; i g. 5 an exemplary embodiment with two magneto-

Lxponaiten entspricht. Hierbei befinden sich alle Hall- resistiven Elementen /ur EinearHätskorrektur undLxponaiten corresponds. Here are all Hall-resistive elements / for a device correction and

elemente in einem Magnetfeld, dessen magnetische In- F i g. '> ein Aiisfülmmgsheispiel mit nur hinein ma-elements in a magnetic field, the magnetic In- F i g. '> an aiis fulmmg hypothesis with just inside

duktion die Veränderliche darstellt. Pas erste Element gnetoiesistiven Element /ur Lmearitatskorrektur.production represents the changeable. Pas first element gnetoiesistiven element / ur Lmearity correction.

wird mit einem konstanten Eingangsstrom heauf- m iΊ g. 1 zeigt einen 1 lallgenerator /ur Darstdlimgemeris increased with a constant input current. 1 shows a 1allgenerator / ur Darstdlimgemer

schlaizt, während an den Ausgangsklemmen des letzten quadratischen Funktion. Er begeht aus einem erstenSchlaizt while at the output terminals of the last quadratic function. He commits from a first

Elements die Last. d. h. ein ""Meßinstrument liegt Die Hallelement 2 mit Eingangsklemmen 21, 21. die anElements the load. d. H. A "" measuring instrument is applied to the Hall element 2 with input terminals 21, 21

Ausgangsklemmen jedes vorhergehenden Hallelemen- eine Energiequeller angeschlossen sind, und einemOutput terminals of each previous Hallelemen- a power source are connected, and one

tessind über Verstärker mit den Eingangsklemmen des /weiten Hallelement 3. Diese-, ist durch \ erlüngerungThese are connected to the input terminals of the / wide Hall element 3 via amplifiers

nachfolgenden llallelementcs \erhunden. Die Aus- 15 des mittleren Abschnitts des ersten Hallelements, anthe following llallelementcs \ investigate. The Aus 15 of the middle section of the first Hall element, on

gnnisspnnmma des vorhergehenden Hallelements ist dem normalerweise die Ausgangsklemmen angebrachtgnnisspnnmma of the previous Hall element is usually attached to the output terminals

also jeweils proportional dem Eingangsstrom des nach- sind, entstanden.thus in each case proportional to the input current of the subsequent ones.

folgenden Ha.Vi.ements. EsHiHt sieh "/eigen, daß dann Der am Ende der Verlängerung vorgesehene An-following Ha.Vi.ements. It is true that the end of the extension

die Ausyangsspannung des let/ten Hallelements tat- Schluß 31 ist mit dein an der gegenüberliegenden Seitethe output voltage of the last Hall element actual conclusion 31 is with your on the opposite side

sächlich mit der/Men Poten/der magnetischen Induk- 20 des ersten Hallelements angebrachten Anschluß 22mainly with the / Men Poten / the magnetic inductor 20 of the first Hall element attached terminal 22

tion schwankt, falls die ein/einen Hallelemente im Ei- ütvr einen äußeren widerst;.ndshehaftetcn Kreis 41 ver-tion fluctuates if the one Hall element in the egg is opposed to an external one;

nearitätsbereich arbeiten und in ihren Eigenschaften hunden. Die primäre HalKpannung 17/,. die im erstenworking in the area of nearness and dogging in their characteristics. The primary neck tension 17 / ,. those in the first

weitgehend identisch sind. Hallelement bei einem Spti>e>tiom /, und der magneti-are largely identical. Hall element at a Spti> e> tiom /, and the magnetic

Diese Schaltung hat jedoch verschiedene unvermeid- sehen Induktion 11 erzeugt wird, liefert also einenHowever, this circuit has different unavoidable induction 11 is generated, so it delivers one

liehe Nachteile. Die Materialeigenschaften verschiede- 25 Strom im Kreis 4L der als Eingangsstrom für dasborrowed disadvantages. The material properties differ- 25 stream in circuit 4L as the input stream for the

11er Hai !elemente sind nie ganz gleich, so daß die Kenn- /weite Hallelement 3 dient.11er shark elements are never exactly the same, so that the characteristic / range Hall element 3 is used.

linien nicht übereinstimmen. Außerdem schwanken Die Ausgangsklemmen 32. 32 des /weiten HaIIcIe-lines do not match. In addition, the output terminals 32. 32 of the / wide range fluctuate

auch die Versti; kfreigenschaften. wodurch sich weitere ments sind mit einer Last 5 verbunden und dienen zuralso the understanding; properties. whereby further ments are connected to a load 5 and are used for

Abweichungen vom idealverhalten ergehen. Auch die Abnahme der sekundären I lallspannung I 7/., die vonThere are deviations from ideal behavior. Also the decrease in the secondary I lall tension I 7 /., That of

magnetische Feldstärke ί,ηι Ort Jcr einzelnen getrenn- 30 einem Strom /.. ir,: /weiten HallclemeiH 3 im Verein mitmagnetic field strength ί, ηι place Jcr individual separated 30 a stream / .. ir ,: / wide HallclemeiH 3 in association with

ten I lallelemente ist nicht immer ileichförmig. und die der magnetischen Induktion B erzeugt wird,ten common elements is not always calibrated. and that of the magnetic induction B is generated,

zwischengeschalteten Verstärker kosten Geld. Die Ausgangsklemme 22 des ersten Hallelementsintermediate amplifiers cost money. The output terminal 22 of the first Hall element

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu ver- und die Ausgangsklemmen 32, 32 des zweiten Hallmeiden und einen Haiigenerator zur Verfugung /u stel- elements können als einfache Vorspränge ausgebildet !en, der einen dem Ideal weitgehend nahekommenden 35 sein. Sind sie jedoch wie in der Figur gtgabelt. so läßt Kennlinienverlauf zeigt. sich die Resthallspannung bequem abgleichen, da derThe object of the invention is to overcome these disadvantages and to avoid the output terminals 32, 32 of the second Hall and a shark generator available / u elements can be designed as simple projections ! en, the one that largely comes close to the ideal. However, are they forked as in the figure. so lets Characteristic curve shows. adjust the residual reverberation voltage comfortably, since the

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der erfindungsgemäße Klemmwiderstand mitteis tier Potentiometer 6 ein-To solve this problem, the terminal resistor according to the invention is middle tier potentiometer 6

Hallgenerator zur Analogdarstellung der /Men Potenz gestellt werden kann.Hall generator for analog representation of the / Men power can be provided.

einer Veränderlichen, ausgehend von einer Ketten- Die Ausgangsspannungskennlinie des in F i g. 1 schaltung der oben geschilderten Art, dadurch gekenn- 40 dargestellten I lalliienerators läßt sich wie folgt anzeichnet, daß jedes in der Kette nachfolgende Hall- geben:a variable, based on a chain The output voltage characteristic of the in F i g. 1 Circuit of the type described above, characterized by the 40 illustrated electrical generator, can be drawn as follows, that every following reverb in the chain gives:

element als einseitige Verlängerung des mittleren Ab- Werden die I lallkonstant·: eines Hallelements mit λ', Schnitts des vorhergehenden Flallelements ausgebildet der Primärstrom mit /, die magnetische Induktion mit B ist und daß die am Ende der Verlängerung dieses Ab- und der Koeffiziert der Resthallspannung mit λ" beschnitts und an der ihr gegenüberliegenden Seite des 45 zeichnet, mi gilt bekanntlich allgemein für die Ausgangsvorhergehenden Hallelements angeordneten Klemmen spannung 17/ eines Hallelcments:
über einen äußeren Widerstandskreis miteinander verbunden sind. I // i(KB f A") ... (D
element as a one-sided extension of the mean Ab- Are the I lall constant ·: a Hall element with λ ', intersection of the preceding Flallel element formed the primary current with /, the magnetic induction is with B and that at the end of the extension of this Ab- and the coefficient of Residual reverberation voltage with λ "trimmed and drawn on the opposite side of the 45, mi generally applies to the terminal voltage 17 / of a hallcment arranged before the previous hall elements:
are connected to one another via an external resistance circuit. I // i (KB f A ") ... (D

Der ganze Elallgcnerator besteht also aus einem einzigen Plättchen, so daß Schwankungen der Materia!- 50 Werden die beiden Hallelcmente in F i g. 1 durch die eigenschaften weitgehend ausgeschaltet sind und die Indizes 1 und 2 unterschieden, so gilt demgemäß für je magnetische Induktion an allen Stellen leicht gleich- eines von ihnen:
formig gehalten werden kann. Die bei der früheren .
The whole electrical generator therefore consists of a single plate, so that fluctuations in the material! 1 are largely eliminated by the properties and the indices 1 and 2 are differentiated, then for each magnetic induction at all points slightly the same applies - one of them:
can be kept in shape. The one with the previous one.

Anordnung zwischengcsehalteten Verstärker fallen '' Ί (A,ß ■' A1)... U)Arrangement of intermediate amplifiers fall '' Ί (A, ß ■ 'A 1 ) ... U)

weg. 55 VH1 I1[K1B - A',) ... (J)path. 55 VH 1 I 1 [K 1 B - A ',) ... (J)

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung betreffen eine weitere Linearitätskorrektur durch Gegen- Wird der Innenwiderstand des zweiten Hallelcments kopplung mittels magnetoresistivcr Elemente und eine mit r//a und der äußere Widerstand im Stromkreis 41 Kompensation des Temperaturgangs. mit R1 bezeichnet, so gilt:Expedient refinements of the invention relate to a further linearity correction by counter-coupling the internal resistance of the second Hallelcment by means of magnetoresistive elements and a with r // a and the external resistance in the circuit 41 compensation of the temperature response. denoted by R 1 , the following applies:

Einige Ausführungsbcispiele der Erfindung werden 60Some embodiments of the invention are shown in FIG

nachstehend an Hand der Zeichnungbeschrieben. Hier- '2 ' "i/(f"! ' R1) ... (4)
in ist
described below with reference to the drawing. Here- '2'"i / ( f "! ' R 1 ) ... (4)
in is

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines erfin- Aus den Gleichungen (2), (3) und (4) erhält man:F i g. 1 is a schematic representation of an invention from equations (2), (3) and (4) one obtains:

diingsgemäßen Hallgenerators mit quadratischer Kenn- y^ ■ <χ β -K'HA'ß FA")'according to this Hall generator with quadratic characteristic y ^ ■ <χ β -K'HA'ß FA ") '

linie, 65 2 Λ//,'.;, r \ 2 2' (5)line, 65 2 Λ //, '.;, r \ 2 2 ' (5)

F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Aus- " 2 · · ·F i g. 2 shows an embodiment in which the " 2 · · ·

gangsspannung die «-te Potenz der magnetischen In- Da die Koeffizienten A", und K'2 der Resthallspan-output voltage is the «th power of the magnetic In- Since the coefficients A", and K ' 2 are the residual reverberation span

duktion darstellt, nung durch passende Einstellung der Potentiometer 6production by appropriately setting the potentiometer 6

Verschwinden gebracht werden können, ergibt im ,,, I Hen Hallelement ™^^^Z Disappearance results in the ,,, I Hen Hallelement ™ ^^^ Z

"1^ -hlldtlldl: j1, ' ,^n nallelemen. hervorruf, und dadurch .m Ver-" 1 ^ - hlldtlldl: j 1 , ', ^ n nallelemen. Evoke, and thereby .m ver

17/, /,B^K1K1UH1 - A\) - - ■ I'D ( cin m;t d,m Magnetfeld ein,· entspre-hende Ausjangs-17 /, /, B ^ K 1 K 1 UH 1 - A \) - - ■ I'D ( cin m ; td , m magnetic field on,

Dami. ist gezeigt, daß die Aus^ngssp.mnung I U1 5 spannung des /,-ten "^« ™^s „.!eM Yhl]U Dami. it is shown that the output voltage I U 1 5 voltage of the /, - th "^« ™ ^ s ". ! eM Yhl] U

licr m I-' i g. 1 dargestellten Anordnung eine quadra- An d,e Ausgangs I mm 1 - Π ! d- _ licr m I- 'i g. 1 arrangement shown is a quadratic An d, e output I mm 1 - Π! d- _

,ische Kennlinie in Abhängigkeit von der magnet,- elements 12 ,st emc L ,s 5 . ^ ^ , ical characteristic depending on the magnet, - elements 12, st emc L, s 5. ^^

sehen Induktion B aufweist, wie es angestrebt wurde. ker oder em G!e,chstrmimrst.^jJ1; ,Uis,2an,,,.see induction B exhibits as it was aimed at. ker oder em G! e, chstrmimrst. ^ jJ 1 ; , Uis , 2an ,,,.

I , a 2 zeigt eine Anwendung des ,!eichen Prinzips daß die /,-te Hallspannung I //„. we eh de |I, a 2 shows an application of the principle that the /, - th Hall voltage I // ". we eh de |

.u,f die Erzeugung einer Aus.an.sspannun,. die in der >o spannung der ganzen Anordnung da.sU.llt, dieser. u , f the generation of an output voltage. Which is in the tension of the whole arrangement, this one

',en Potenz von der magnetischen Induktion B ab- ™^^^^ dcs dritten bis /Men', en power of magnetic induction B ab- ™ ^^^^ dcs third to / Men

'IS erste Ha.lelemcnt 2 is, vv.eaer mil Eingangs- 1 iallelements mit K ^^^^l^t 'IS first Ha.lelemcnt 2 is, vv.eaer mil input 1 iallelements with K ^^^^ l ^ t

k,emmen21.21versehen,andenene„,eEnerg,equelW der verschiede neu Ha !element »a H ««·■ k , emmen21.21versehen, andenene ", eEnerg, equelW of the different new Ha! element " a H "« · ■

l,c,, Das zweite Hallelcment 3 ist ebenso wie in .5 und die Außenwiders andt der unzcincn . h_l, c ,, The second hallcment 3 is just like in .5 and the external contradiction andt of the unzcincn. h _

γ f..' 1 durch einseitig Verlänecrun» des mittl.-ren Ab- schließlich Kupferverluste) mit «..«·■■■ 1J" " γ f .. '1 by unilaterally lengthening »the middle final copper losses) with« .. «· ■■■ 1 J""

J,mtts des ersten üalieleme^ entstanden. Oa die r.et. - folgt aus den Gleichungen (1) b., (6)J, mtts of the first üalieleme ^ originated. Oa the r.et. - follows from equations (1) b., (6)

beiden Eingangsklemmen 22 und 31 de, /weiten Hall- R>-[KK K„)irll, ■■/?.!·both input terminals 22 and 31 de, / wide Hall- R> - [KK K „) irll, ■■ /?.! ·

■:,-Pienis über einen äußeren Stromkreis 41 verbunden ''" ''_' ' J -J^' "ß|) ;■:, - Pienis connected via an external circuit 41 ''"'' _ '' J -J ^ '" ß |) ;

.-J. wird die v<im ersten Hallelemciii infolge des Pn- 20 «' 1 ^ ' ' (7).-J. becomes the v <in the first Hallelemciii as a result of the Pn- 20 «'1 ^ '' ( 7)

i;-,ar>iroms ι, im Verein mit der magnetischen Induk- ;; i; -, ar> iroms ι, in conjunction with the magnetic induction ;;

ti.in Il er/eiiüte primäre llallspannung als Ouelle für , t.ltvic|n|jchti.in Il he / eiiiiiiiiiiie primary general tension as the source for, t . ltvic | n | jch

j,, 1 ,„angsstrom des zweiten Hallelements 3 be- ^^f^"-^^iÄ Auktion_fl ab.j ,, 1, "angsstrom of the second Hall element 3 starts ^^ f ^" - ^^ iÄ auction_ fl .

lllit/l.lllit / l.

Da, dritte Halleiement 7 ist durch einseitige Ver- π I^ die Hallspannung eier uhl.c-h^n Werk^ton. h There, third Hall element 7 is due to one-sided distortion π I ^ the Hall voltage eier uhl.ch ^ n work ^ ton. H

,änderung des mittleren Abschimts de, ersten ».all- kannthch mit der Tempera u η mmt m^ ^ , change of the middle section of the first ».all- kannthch with the tempera u η mmt m ^ ^

elements 3 entstanden. Dieses is, also jet/t die Basis kompensation des Te r .1 ^n ^1 vor.elements 3 was created. This is, so now / t the basic compensation of the Te r .1 ^ n ^ 1 before .

flli das dritte Hallelement. Da die am I nde der \ er- Jen. um die zur Darsu h ng .k I oiu /u flli the third Hall element. Since the at the end of the \ er Jen. around the zur Darsu h ng .k I oiu / u

,:in,cr..ng befindliche Klemme 7. und die d-r Ver- ausgesetzte Linear,,«, ckr unzdncn »^ d;u.,: Terminal 7. located in , cr..ng and the dr offset linear ,, «, ckr unzdncn» ^ d; u .

lan,'aung gegenüberliegende Ausgangsklemmen^ des ,o erreichen In 1 · · ■' ' -'^ ^-1J, ator /j ücmäßlan, 'aung opposite output terminals ^ des, o reach In 1 · · ■''-' ^ ^ -1 J, ator / j ücm äß

,,.„ten Hallelements über einen äußeren Kreis 42 mit- gestellt. Sie besteht aus dem ι1^^Γ' ;tor 12 "." Th Hall elements placed via an outer circle 42. It consists of the ι1 ^^ Γ '; gate 12

,nander verbunden sind, cruibt d.e sekundäre Hall- E i g. 2 und einem Thermistor 12 Π Tl erm s., connected to each other, cruibt d.e secondary reverb E i g. 2 and a thermistor 12 Π Tl erm s.

„nun, Γ... die im zweiten Hallelement durch den hegt in Reihe m„ der ^^^2,! ^ ^"Well, Γ ... the one in the second Hall element through the harbors in series m" the ^^^ 2 ,! ^^

S r..m /Punier dem Lintluß der primären I lallspan- Hallelements 2 und der Spannungsqucllc I ^S r..m / Punier the lintluß of the primary I lallspan- Hall elements 2 and the voltage source I ^

πunc VII, erzeug« w,rd, im Verein mit dem Magnet- 35 pera.urkoeffizien, P ,st so gewalJt daß er d.n Vc,Kπ and VII, generate w, rd, in conjunction with the magnetic pera. urcoefficien, P , st so chosen that it dn Vc, K

fold'einc tertiäre Hallspannung I /Zn an den Ausgangs- P c - "hat. wenn ^Χ,,ί"! , Hall lemen.efold'einc has tertiary Hall voltage I / Z n at the output P c - ". if ^ Χ ,, ί"! , Hall lemen.e

klen..nen des dr.tten Hallelements. peraturkoeff.zienten c J aufv u u^ J |klen..nen the third hall element. temperature coefficient c J aufv u u ^ J |

Das v,erte Hallelement 8 stellt vv.eder eine einseitige vorhanden sind, c ist die Basis der naturM.ncn u b The v, th Hall element 8 represents vv. Each a one-sided are present, c is the basis of the naturM.ncn u b

Verlänuerung des mittleren Abschnitts des dritten rithmen ,.,.,,._„ crEJbt sjch ausExtension of the middle section of the third rithmen,.,. ,, ._ " crEJbt s j c h aus

Hallelcmen.s 7 dar. Die am Ende des I lallelements 8 4„ Die Wirksamkeit^d.cs« M^ mc rg^tHallelcmen.s 7. The at the end of the I lallelements 8 4 "The effectiveness ^ d.cs" M ^ mc rg ^ t

belindliehe Klemme 81 und die ihm gegenüberliegende der nachstehenden Bctra.h^f.^enen Many terminal 81 and the opposite terminal of the following Bctra.h ^ f. ^ enen M

Ausßannsklemme 72 des dritten Hallclements sind über tor mit quadratischer Kenn' me. Un er B Ausßannsklemme 72 of the third Hall element are about gate with square Kenn 'me. Un he B

einen äußeren Kreis 43 verbunden, so daß die tertiäre gung der Temperaturabhängig!^* d,r Hallkonstantean outer circle 43 connected so that the tertiary supply depends on the temperature! ^ * d, r Hall constant

HalKpannung Ι7/π, die im dritten Hallclement durch gilt:Hal voltage Ι7 / π , which applies in the third Hall element by:

einen Strom/, infolge des Einflusses der sekundären 45 Γ//, ι, RK1C 'T ... <8>a current /, due to the influence of the secondary 45 Γ //, ι, RK 1 C ' T ... < 8 >

Hallspannung VH1 erzeugl wird, wenn das Magnet- ^.^ ^ΒΚ,ι- lT · ■ ■ '9>Hall voltage VH 1 is generated when the magnet ^. ^ ^ ΒΚ, ι- lT · ■ ■ ' 9 >

feld B vorhandc" ist, dem vierten Hallelcment zu- 2 ; field B is available to the fourth hallcment- 2;

^cii^ fünfte Hallelement 9 und die weiteren Daraus ergibt sich unter Beachtung von Gleichung^ cii ^ fifth Hall element 9 and the rest of this results, taking into account equation

Hallelemente bis zum (n l)-tcn Hallelement IO <=mt' 50 (4):Hall elements up to (n l) -tcn Hall element IO <= mt '50 (4):

wie oben durch einseitige Verlängerung des mittleren r//^ ^ . e 1 .r . ^1 . A2 · B1I(R2 V rH») ■ ■ ■ Uu)as above by unilaterally extending the middle r // ^ ^. e 1 .r. ^ 1 . A 2 · B 1 I (R 2 V rH ») ■ ■ ■ U u )

e Ar::'n. SÄÄTisr^s ***** «*« *h .»γ «ü^sr· *■ -■ e A r :: 'n. SÄÄTisr ^ s ***** «*« * h. »Γ « ü ^ sr · * ■ - ■

liehen Ausgangsklemmen 91 bis 101 der verschiedenen Potenxfunkt.on der /,-ten Ordnung liefert.loaned output terminals 91 to 101 of the various Potenxfunkt.on the /, - th order supplies.

Bauelemente und die auf der gegenüberliegenden Seite 55 ., K Kn)Bne""Tl Components and those on the opposite side 55., K K n ) B n e "" T l

des jeweiligen Basiselements befindlichen Ausgangs- ' ">, , IA1 A2 n -^. ^of the respective base element located output- '"> ,, IA 1 A 2 n - ^. ^

klemmen 82 usw. sind über iiußere widerstandst^ '»2 ; 2 ;, -'/?„)... (M)terminals 82, etc., are resisted via external ^ '»2; 2;, - '/? ") ... (M)

haftete Kreise 44 ... 4„ , wie oben verbunden, so daß <r"' "···adhered circles 44 ... 4 ", as connected above, so that < r "'"···

die Hallspannungen VH1 ... 17/,, , der jeweiligen Gleichung hervorgeht, nimmt dithe Hall voltages VH 1 ... 17 / ,,, which emerges from the respective equation, takes di

Basiselemente dazu dienen, den Eingangsstrom fur das 60 Wie aus obiger «Unhung 1^,, fc ncr; tors mit de Basic elements serve to determine the input current for the 60 As from the above table 1 ^ ,, fc ncr; tors with de

märstroni r, steigt gerade in demjenigen Ausmaß, das erforderlich ist. um die Abnahme der Ausgangsspan-Ii u ng 17/» auszugleichen. So wird die ge wünsch Ie Krnipensation des Temperaturganges erreicht.märstroni r, increases just to the extent that is required. about the decrease in the initial span-Ii u ng 17 / »to balance. This is how you get the desired crap of the temperature curve reached.

Fs ist auch möglich, in den äußeren Stromkreis jedes Hallelcir.cnts einen Thermistor einzuschalten, dessen Temperaturkoeffizient nach der Funktion /' c *7' verläuft. Im allgemeinen wird es jedoch einfacher sein, einen einzigen Thermistor mit der erwähnten Temperaturabhängigkeit im Eingangskreis zu verwenden.It is also possible to connect a thermistor to the external circuit of every Hallelcir.cnts, the temperature coefficient of which runs according to the function / 'c * 7 '. In general, however, it will be easier to use a single thermistor with the mentioned temperature dependency in the input circuit.

Wie aus den vorstehenden Gleichungen hervorgeht, hängt der Wert der Ausgangsspannung I //„ stark von den inneren Widerständen RIL... rll„ der einzelnen I lallclcmcntc ab. Da nun der innere Widerstand eines Hallclcmcnts mit der magnetischen Induktion zunimmt, geht die gewünschte Linearität der Ausgangsspannung verloren. Es empfiehlt sich deshalb, eine Gegenkopplung einzuführen. F i g. 4 zeigt eine Schaltung hierfür.As can be seen from the above equations, the value of the output voltage I // "depends heavily on the internal resistances RIL ... rll" of the individual Iallclcmcntc. Since the internal resistance of a Hall element increases with the magnetic induction, the desired linearity of the output voltage is lost. It is therefore advisable to introduce negative feedback. F i g. 4 shows a circuit for this.

Der Einfachheit halber ist in F i g. 4 wieder ein Hallgcnerator D mit quadratischer Kennlinie, der also aus zwei Hallclcmcntcn 2 und 3 besteht, gezeigt. Ebensogut kann aber die dargestellte Gegenkopplung auch für einen Hallgcnerator mit beliebig vielen Hallclcmcntcn angewandt werden.For the sake of simplicity, FIG. 4 again a Hall generator D with a quadratic characteristic curve, which therefore consists of two Hall sensors 2 and 3, is shown. However, the negative feedback shown can also be used just as well for a Hall generator with any number of Hall elements.

Zur Kompensation des nichtlincaren Verhaltens der einzelnen Elemente des Hallgcncrators ist ein vierpoliges Hallclcment 13 in den äußeren Stromkreis 41 eingeschaltet, der die primäre Hallspannung 17/, des ersten Hallelcmcnts 2 auf das zweite Hallclcment 3 überträgt, so daß dort ein Eingangsstrom i., fließt. Der Strom ;„ durchfließt das Hallclcmcnl 13 /wischen den Klemmen 131, 131 als Eingangsstrom. Die Ausgangsklemmen desselben 132, 132 sind mit den Eingangsklemmen 141, 141 eines magnctorcsistiven Elements 14 verbunden.To compensate for the non-linear behavior of the individual elements of the Hall generator, a four-pole Hall element 13 is connected to the external circuit 41, which transmits the primary Hall voltage 17 /, of the first Hall element 2 to the second Hall element 3, so that an input current i. Flows there. The current “flows through the Hall element 13 / between the terminals 131, 131 as input current. The output terminals of the same 132, 132 are connected to the input terminals 141, 141 of a magnetic-resistive element 14.

Es ist erforderlich, daß dieses magnetorcsistivc Element im gleichen Magnetfeld B wie der eigentliche Hallger.erator D liegt. Auch das kompensierende Hallelement 13 kann im gleichen Magnetfeld untergebracht werden, aber es ist für eine definierte Kompensationswirkung vorzuziehen, das Hallclcment 13 in einem Magnetfeld mit konstanter magnetischer Flußdichte anzuordnen.It is necessary that this magnetorcsistivc element is in the same magnetic field B as the actual Hallger.erator D. The compensating Hall element 13 can also be accommodated in the same magnetic field, but for a defined compensation effect it is preferable to arrange the Hall element 13 in a magnetic field with a constant magnetic flux density.

Wenn die magnetische Induktion B. welche den Hallgenerator D erregt, zunimmt, steigt auch der Innenwiderstand des magnelorcsistiven Elements 14. das im gleichen Magnetfeld liegt, an. Dadurch wird der Eingangswiderstand des Kompensationslements 13, d. h. der Innenwiderstand in bezug auf den Strom ι, negativ, d. h., er nimmt ab.If the magnetic induction B. which excites the Hall generator D , increases, the internal resistance of the Magnelorcsistiven element 14, which is in the same magnetic field, increases. As a result, the input resistance of the compensation element 13, ie the internal resistance with respect to the current ι, becomes negative, ie it decreases.

Einerseits nimmt also die Stromstärke U im zweiten Hallelement 3 mit zunehmender magnetischer Induktion zu, und der Innenwiderstand dieses Hallebments steigt, andererseits verringert sich der Innenwiderstand des Kompensationselements 13. Dadurch wird die gewünschte Annäherung der Ausgangsspannung l7/2 an den Idealwert erreicht.So one hand, the current value U in the second Hall element 3 with increasing magnetic induction on, and the internal resistance of this Hallebments rises, on the other hand, the internal resistance of the compensating element reduces 13. Thereby, the desired approximation of the output voltage l7 / 2 is reached at the ideal value.

Es wäre am wirksamsten, wenn in den Stromkreis jedes Hallelemer.tcs ein Kompensationselement 13 mit zugehörigem magnetorcsistivcm Element 14 eingefügt würde. Bei passender Wahl der Kennwerte läßt sich aber die soeben geschilderte, wesentlich billigere Einschaltung allein in den letzten Stromkreis verwirklichen. In jedem Falle soll der negative Widerstand Ar(B) des kompensierenden Hallelements 13 so gewählt werden, daß er die Zunahme des Innenwiderstandes ArH(B) des kompensierten Teils (also eines Hallelements oder aller außer dem ersten) gerade ausgleicht, d. Ii.It would be most effective if a compensation element 13 with an associated magnetorcsistivcm element 14 were inserted into the circuit of each Hallelemer.tcs. With a suitable choice of the characteristic values, however, the significantly cheaper connection just described can be implemented solely in the last circuit. In any case, the negative resistance Ar (B) of the compensating Hall element 13 should be chosen so that it just compensates for the increase in the internal resistance ArH (B) of the compensated part (i.e. of a Hall element or all but the first), i.e. Ii.

l;7/(«) Ir(fl) 0.l; 7 / («) Ir (fl) 0.

Die Widerstandsschwankungen des ersten I IaII-cleincnts mit der magnetischen Induktion beeinflussen zwar grundsätzlich den Piimärstrom »,, aber dies kann praktisch ignoriert werden, wenn eine Stromquelle konstanter Stromstärke verwendet wird. Für dasThe fluctuations in resistance of the first I IaII-cleincnts with magnetic induction basically influence the primary current »,, but this can practically ignored when a constant current source is used. For the

i'i erste Hallclenicnt braucht deshalb keine Kompcnsationsvorriclitung vorgesehen zu werden.In the first reverberation, therefore, no compensation device is required to be provided.

An Stelle der in F i g. 3 dargestellten Kompcnsationsvorrichtungen sind auch andere Lösungen möglich Zwei derselben werden nachstehend an Hand der F i g. 5 und (1 besprochen. Auch hier sind wieder der Einfachheit halber Hallgcncralorcii mit quadratischer Kennlinie dargestellt.Instead of the in FIG. 3, other solutions are also possible. Two of these are described below with reference to FIGS. 5 and (1 discussed. Here, too, for the sake of simplicity, Hall effects are shown with a square curve.

In F i g. 5 und 6 ist an die Ausgangsklemmen 32, 32 des llallgenerators D ein gcgcngckoppcltcr Verstär-In Fig. 5 and 6 is connected to the output terminals 32, 32 of the universal generator D a gcgcngckoppcltcr amplifier

zo ker 15 angeschlossen, in dessen Gcgcnkopplungskrcis eine magnetorcsistive Vorrichtung liegt.zo ker 15 connected, in its Gcgcnkopplungskrcis a magnetorcsistive device is located.

In der Ausfülirungsform nach F i g. 5 sind zwei magnctoresistivc Elemente 16 hintereinander zwischen die Ausgangsklcmmc des Verstärkers 15 und die positive Ausgangsklemme 32 des Hallgcnerators D geschaltet. Die beiden magnctorcsistiven Elemente 16 sollen im gleichen Magnetfeld wie der Hallgenerator D liegen.In the embodiment according to FIG. 5, two magnetoresistive elements 16 are connected in series between the output terminal of the amplifier 15 and the positive output terminal 32 of the Hall generator D. The two magnetic resistive elements 16 should be in the same magnetic field as the Hall generator D.

Wenn also die magnetische Induktion zunimmt und damit der Innenwiderstand des Hallgcnerators D steigt, nimmt auch der Innenwiderstand der magnctorcsistiven Elemente 16 zu. Da also die Gegenkopplungsspannung infolge des erhöhten Inncnvvidcrstandcs im Gegenkopplungskrcis abnimmt, wird die am Eingang des Veistärkers auftretende Dämpfung der Ausgangsspannung 17/, begrenzt. Nimmt dagegen die magnetische Induktion und damit auch der Inncnwidcrstand des Hallgencrators D ab, so verringert sich auch der Innenvvidcrstand der magnetorcsistiven Elemente 16. Die Gegcnkopplungsspannung steigt also, und die Dämpfung der Ausgangsspannung K//2 wird giößcr.If the magnetic induction increases and thus the internal resistance of the Hall generator D increases, the internal resistance of the magnetic-resistive elements 16 also increases. Since the negative feedback voltage decreases as a result of the increased input voltage in the negative feedback circuit, the attenuation of the output voltage 17 / I occurring at the input of the amplifier is limited. On the other hand, the magnetic induction, and thus also the Inncnwidcrstand of Hallgencrators from D, so the Innenvvidcrstand magnetorcsistiven the elements 16 is reduced so the Gegcnkopplungsspannung increases, and the attenuation of the output voltage K // 2 is giößcr.

Somit wird die Zunahme des Innenwiderstandes des Hallgcncrators D bei steigender Magnetflußdichte durch die geringere Dämpfung der Ausgangsspannung !//ο kompensiert, und umgekehrt. So wird die praktisch verwendbare Ausgangsspannung des Verstärkers lincarisiert, d. h. im vorliegenden Falle, daß sie proportional zu der »/-ten Potenz der magnetischen Induktion wird.Thus, the increase in the internal resistance of the Hall generator D with increasing magnetic flux density is compensated for by the lower attenuation of the output voltage, and vice versa. In this way the practically usable output voltage of the amplifier is linearized, that is to say in the present case that it becomes proportional to the ½ power of the magnetic induction.

Es kann auch ein magnetoresistives Element Ii verwendet werden, das gemäß F i g. 6 im Gegen· kopplungszvveig des Verstärkers 15 vom Verstärkerausgang zur geerdeten Ausgangsklemme 32 des Hall generators liegt. Derartige Abänderungen des Gegen kopplungskreises sind allgemein bekannt.It can also be a magnetoresistive element Ii are used, which according to FIG. 6 in the opposite Kopplungszvveig of the amplifier 15 from the amplifier output to the grounded output terminal 32 of the Hall generator is located. Such modifications of the counter coupling circuit are well known.

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Hallgenerator für Analogdarstellung dei /i-ten Potenz einer Veränderlichen, bestehend au: einer Kettenschaltung von π im gleichen, die Ver änderliche darstellenden Magnetfeld befindlichei Hallelementen, deren erstes an seinen Eingangs klemmen mit einer Energiequelle verbunden is und deren letztes an seinen Ausgangsklemmen ein Spannung liefert, welche die gewünschte Abhängig keit von der magnetischen Induktion aufweis1. Hall generator for analog display of the dei / i-th power of a variable, consisting of: a chain connection of π in the same, the ver changeable magnetic field in the form of Hall elements, the first of which at its input clamp is connected to an energy source and the latter is connected to its output terminals Provides voltage that has the desired dependence on the magnetic induction dadurch gekennzeichnet, du ti jedes in der Kette nachfolgende I lallelcnicnt (3) als einseitige Verlängerung des mittleren Abschnitts des sdrhergehenden llallelcmcnts (2) ausgebildet ist und daß die am linde der Verlängerung dieses Abschnitts und an der ihr gegenüberliegenden Seite des vorhergehenden Hallcicments angeordneten Klemmen (31, 22) über einen äußeren Widerstandskreis (41) miteinander verbunden sind.characterized by you ti each I lallelcnicnt (3) following in the chain as unilateral Extension of the middle section of the sdrhergehiegen llallelcmcnts (2) is formed and that the one on the linden side of the extension of this section and on the one opposite it Side of the preceding Hallcicment arranged clamps (31, 22) over an outer Resistance circuit (41) are interconnected. 2. Hallgencrator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ternperaUirabhängiger Widerstand (12) in Reihe mit der Energiequelle (V) und den Eingangsklemmcn (21, 21) des ersten Hallelements (2) geschaltet ist und gemäß der Formel l> e η >t von der Temperatur abhängig ist, wobei P der Temperaturkoeffizient des Widerstandes, e die Basis der natürlichen Logarithmen, η die Anzahl der im Hallgencrator enthaltenen Hallelemente und e 'r der Temperaturkoeffizient jedes dieser Hallelcmcnte sind.2. Hall generator according to claim 1, characterized in that a temperature-dependent resistor (12) is connected in series with the energy source (V) and the input terminals (21, 21) of the first Hall element (2) and according to the formula l> e η > t depends on the temperature, where P is the temperature coefficient of resistance, e is the basis of the natural logarithms, η is the number of Hall elements contained in the Hall generator and e ' r is the temperature coefficient of each of these Hall cmcnte. 3. Hallgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß temperaturabhängige Wider-3. Hall generator according to claim 1, characterized in that temperature-dependent resistance stände mit dem Tcmpcraturkocffiz.ienten /' <■ >r in Reihe mit den 1-ingangsklemmen des ersten Ilallclcments und mit den Außenwiderständen der anderen I lallclemcnte geschaltet sind.stands with the Tcmpcraturkocffiz.ienten / '<■ > r are connected in series with the 1-input terminals of the first terminal and with the external resistances of the other terminals. 4. Hallgencrator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich in einem oder mehreren äußeren Widerstandskreisen (41) Kompensationsvorrichtungen befinden, die je aus einem vom Eingangsstrom des betrcfTcnden Hallelemcnts durchfiossencn zusätzlichen Hallelement (13) bestehen, an dessen Ausgangsklemmen (132, 132) ein magnctoresistives Element (14) angeschlossen ist, das sich im gleichen Magnetfeld wie der Hallgcnerator (D) befindet.4. Hall generator according to one of the preceding Claims, characterized in that in one or more external resistance circuits (41) Compensation devices are located, each consisting of one of the input current of the respective Hallelemcnts durchfiossencn additional Hall element (13) exist at its output terminals (132, 132) a magnetoresistive element (14) is connected, which is in the same magnetic field how the reverb generator (D) is located. 5. Hallgencrator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ausgangsklemmen (32, 32) des η-ten Hallelemcnts ein gcgcngckoppclter Verstärker (15) angeschlossen ist, in dessen GcRcnkopplungskrcis sich ein odci mehrere magnctorcsistivc Elemente (16) befinden die im gleichen Magnetfeld wie der Hallgeneratoi (D) angeordnet sind.5. Hall generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the output terminals (32, 32) of the η-th Hallelemcnt a gcgcngckoppclter amplifier (15) is connected is, in whose coupling circuit there is an odci several magnctorcsistivc elements (16) are in the same magnetic field as the Hallgeneratoi (D) are arranged. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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