DE2615139B2 - Verfahren zum Bestimmen eines Magnetfeldes und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Bestimmen eines Magnetfeldes und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number
DE2615139B2
DE2615139B2 DE2615139A DE2615139A DE2615139B2 DE 2615139 B2 DE2615139 B2 DE 2615139B2 DE 2615139 A DE2615139 A DE 2615139A DE 2615139 A DE2615139 A DE 2615139A DE 2615139 B2 DE2615139 B2 DE 2615139B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
hall
temperature
hall element
magnetic field
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE2615139A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2615139A1 (de
DE2615139C3 (de
Inventor
Tomoaki Funabashi Chiba Suzuki (Japan)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Publication of DE2615139A1 publication Critical patent/DE2615139A1/de
Publication of DE2615139B2 publication Critical patent/DE2615139B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2615139C3 publication Critical patent/DE2615139C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07Hall effect devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S73/00Measuring and testing
    • Y10S73/03Hall effect

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Description

erhält
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß für B0 = 100 Gauß und für 7J = 200C gewählt werden.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Stärke eines Magnetfeldes mit Hilfe eines Hall-Elementes aus der sich bei konstantem Speisestrom ergebenden Hall-Spannung.
Wie allgemein bekannt und in F i g. 1 dargestellt ist, wird zur Bestimmung eines Magnetfeldes mit Hilfe eines Hall-Elementes ein Speise- oder Steuerstrom Ic über ein Paar Eingangsanschlüsse oder Speisestromanschlüsse eines Hall-Elementes 1 geleitet, welches in dem zu bestimmenden Magnetfeld angeordnet ist; hierauf wird der Hall-Effekt, welcher sich aus der Flußdichte B des Magnetfeldes ergibt, in Form einer Hall-Spannung Vh gefühlt welche an einem Paar Ausgangsanschlüsse erhalten wird, welche unter rechtem Winkel bezüglich der Speisestromanschlüsse angeordnet sind, und schließlich wird die Flußdichte B aus der gefühlten Hall-Spannung Vh aufgrund einer vorbestimmten Beziehung zwischen der Flußdichte und der Hall-Spannung bestimmt.
Das Hall-Element weist eine hohe Empfindlichkeit auf und mit ihm kann ein sehr schwaches Magnetfeld gefühlt werden. Insbesondere weist ein Hall-Element mit aufgedampftem Indiumantimonid eine außerordentlich hohe Empfindlichkeit auf. Die Hall-Spannung Vh eines Hall-Elementes 1 kann durch den folgenden Ausdruck festgelegt werden:
V11 = K(T)-I1- B
wobei K(T) einen Koeffizienten darstellt, welcher nachstehend als Temperaturkoeffizient bezeichnet wird und welcher von der Ausführung und Anordnung des Elementes, der Temperatur u. ä. abhängt Mit Ic ist der Speisestrom und mit B die Flußdichte bezeichnet, welche durch das Hall-Element in senkrechter Richtung hindurchgeht. Obwohl ein Hall-Element eine hohe Empfindlichkeit aufweist, hängt sein Ausgang sehr stark von der Temperatur ab. Der Temperaturkoeffizient K(T) in der Gl. (1) ändert sich bei einer Temperaturänderung, und die Änderung ist insbesondere bei einem Hall-Element mit aufgedampftem Indiumantimonid beträchtlich. Eine Änderung des Temperaturkoeffizienten in Abhängigkeit von der Temperatur entspricht beispielsweise der in F i g. 2 dargestellten Kurve.
Aus der Zeitschrift J. Scientific Instruments, 1967, Band 44, Seiten 798 bis 800, ist es bekannt, die Temperatur eines mit konstantem Wechselspeisestrom
arbeitenden Hall-Elementes durch einen zusätzlichen, Qberlagerten Gleichstrom konstant zu halten. Dabei wurde dieser zusätzliche Gleichstrom durch die Temperatur gesteuert, so daß sich eine Temperaturregelung und damit Konstanthaltung der Temperatur des Hall-Elementes ergibt Jedoch lassen sich mit diesem System Temperaturabweichungen, insbesondere bei extremen Umgebungstemperaturen und/oder schnellen Temperaturänderungen nicht sicher vermeiden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine zuverlässige Messung der Stärke eines Magnetfeldes auch bei sich ändernder Temperatur zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils durch die Kennzeichen der Ansprüche 1 und 2 gelöst Dadurch wird eine zuverlässige Messung der Stärke des Magnetfeldes durch das Hall-Element auch bei Temperaturschwankungen des Hall-Elementes gewährleistet
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Ansicht zur Bestimmung eines Magnetfeldes mit Hilfe eines Hall-Elementes,
F i g. 2 ein Beispiel für die Änderung der Größe des Temperaturkoeffizienten eines Hall-Elementes mit aufgedampftem Indiumantimonid,
F i g. 3 die Beziehung zwischen der Flußdichte B und der Spannung Vc an den Steuerstromanschlüssen des Hall-Elementes mit der Temperatur als Parameter, jo
F i g. 4 eine Kurve, in welcher die Beziehung zwischen der Temperatur und der Spannung Vc an den Speisestromanschlüssen des Hall-Elementes wiedergegeben ist,
F i g. 5 eine Kurve, in welcher die Beziehung zwischen j5 der Hall-Spannung Vh und der Temperatur Twiedergegeben ist, wenn eine Flußdichte von 100 Gauß an das Hall-Element angelegt ist
F i g. 6 eine Kurve, in welcher die Beziehung zwischen der Hall-Spannung Vh und der Flußdichte B bei einer Temperatur von 20° C wiedergegeben ist,
F i g. 7 die Schaltung einer Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
F i g. 8 eine Tabelle, aus welcher die Genauigkeit der Bestimmung ersehen werden kann, welche mittels der in 4r> F i g. 7 dargestellten Anordnung erreichbar ist
Wie aus Gl. (1) zu ersehen ist, ist bei konstantem Speisestrom Ic, die Hall-Spannung Vh, welche mittels eines Hall-Elementes 1 erzeugt wird, eine Funktion von zwei Veränderlichen, nämlich der Flußdichte B und der vt Temperatur T Infolgedessen kann sie folgendermaßen ausgedrückt werden:
Vn =
. T)
C-)
55
Die Funktion g kann mathematisch angenähert werden, indem Gl. (1) beispielsweise eine dem Profil bzw. den Verlauf der in F i g. 2 dargestellten Funktion des Temperaturkoeffizienten K(T)angepaßte Näherung der Form M)
K[T) = (/„ - αϊ T+ a2 T ' + «., T 2 (3)
benutzt wird.
Die Koeffizienten ao bis ai werden so festgelegt, daß ti1; die Gl. (3) eine sehr gute Annäherung der wiedergege benen Kurve darstellt Die Genauigkeit der Annäherung kann verbessert werden, indem weitere Glieder von T mit einer höheren Potenz hinzugefügt werden. In dem vorstehend angeführten Beispiel kann die Funktion g also folgendermaßen angenähert werden:
V1, = (O0 -a, T +a2 T1
T'2)BI1, (4)
wobei der Steuerstrom Ic konstant ist Hieraus ist zu ersehen, daß das Magnetfeld mit Hilfe des Hall-Elemen· ves 1 dadurch bestimmt wird, daß die Temperatur 7"und die Hall-Spannung VH gemessen werden und der Wert der Flußdichte Baus der folgenden Gleichung bestimmt wird:
D
T+U2 T ' + a3 T-) /<
Der Wert der Flußdichte B, welcher auf diese Art berechnet wird, stellt eine gute Näherung für den Wert der Rußdichte des zu bestimmenden Magnetfeldes über einem Temperaturbereich dar, in welchem die Näherung (3) anwendbar ist und es hat sich herausgestellt daß sie auch für praktische Zwecke anwendbar ist Bei einem kleineren Temperaturbereich kann die Genauigkeit der Näherung durch die Gl. (3) noch weiter verbessert werden. Darüber hinaus kann, wenn sich die Temperatur nur in einem kleinen Bereich ändert ein Abschnitt der in Fig.2 dargestellten Kurve, welcher innerhalb des Bereiches liegt durch eine gerade Linie angenähert werden. Oder anders ausgedrückt eine spezielle Form der Funktion g kann ausgewählt werden, um eine optimale Annäherung zu schaffen, die jedoch von den Umständen und dem Zweck der Bestimmung abhängt
Wenn es beispielsweise bekannt ist daß eine Änderung in dem Magnetfeld, das mit Hilfe des Hall-Elementes 1 zu bestimmen ist verhältnismäßig klein bleibt und der Bereich der Temperaturänderung ebenfalls klein ist, dann kann die Gl. (2) in eine Taylor'sche Reihe um die Festwerte B0 und T0 ausgedehnt und Glieder, die über die erste Potenz hinaus gehen, vernachlässigt werden. Folglich gilt dann:
Vn = giBo, T11)+ .'τ g IBn, Tn) [T-Tn)
o. Tn) IB-B0)
In dieser Gleichung stellt das Glied (VJ g(Bo, T0) oder
ein ähnliches Glied eine partielle Ableitung der Funktion g nach der Temperatur Γ bei B= To und bei T= To dar. Optimale Werte werden für Bo und To in Abhängigkeit von den Umständen bei der Bestimmung ausgewählt. Wenn beispielsweise ein Magnetfeld mit einer Flußdichte in einem Bereich 100 bis 150 Gauß bei Raumtemperatur bestimmt werden soll, kann der Wert To = 200C gewährt werden, da dies ein Näherungsmittelwert der Raumtemperatur während eines Jahres ist, und der Wert ßb kann gleich 100 Gauß gewählt werden, welches ein Mittelwert des vorstehend angeführten Bereichs ist. In diesem Fall ist dann ein Steuerstrom Ic in der Größenordnung von 5 mA angemessen.
Als nächstes ist dann das Hallelement I in dem Magnetfeld anzuordnen, welches eine bekannte Flußdichte B von 100 Gauß bei einer Temperatur T von 200C hat, und es ist die Hallspannung Vh zu bestimmen, wenn ein Steuerstrom Ic von 5 mA hindurchgeleitet wird. Hierdurch ert'ibt sich dann der Wert der Kon-
stanten g(Bo, T0). Die Temperatur wird dann auf 20°C. gehalten, während das Magnetfeld geändert wird, um eine funktionell Beziehung zwischen der Hallspannung Vh und der Flußdichte zu schaffen; diese Beziehung wird dann bei B = 100 Gauß differenziert, um dadurch
eine weitere Konstante ^ß g(Bo = 100 Gauß, T0 =
20° C) zu erhalten. In ähnlicher Weise kann eine weitere
' ρ
Konstante g γ g(Bo = 100 Gauß, T0 = 2O0C) erhalten werden. Wenn die Konstante g(Bo = 100 Gauß, To = 200C) mit Vho, die Konstante ('T g(Bo = 100 Gauß, 7Ό = 200C) durch b\ und die Konstante i n S(Bo = 100 Gauß, To = 20=C) durch bi ersetzt '5
wird, läßt sich die Hallspannung Vh folgendermaßen ausdrücken:
V1, = V„o + hi (T- 20) + MB-IOO) (7)
Durch Auflösen dieser Gleichung nach ß, ergibt sich:
B = C1 V11 + C2 T+ C3
(8)
C3 = 100 + 20 'i2- - -i/iü-"1 "2
25
30
(9)
Kurven 3-1 bis 3-3 entsprechen Temperaturen von 6° C, 19,4°Cbzw.40,7cC
Wie aus den dargestellten Kurven zu entnehmen ist, ändert sich die Spannung Vc an den Steuerstromanschlüssen nicht bei einer Änderung des Magnetfeldes, wenn die Temperatur konstant gehalten wird, und es ergibt sich ein eindeutiger Zusammenhang zwischen der Spannung Vc und der Temperatur T. Folglich kann die Temperatur Taus den Veränderlichen entfernt werden, welche in der Funktion g verwendet werden, indem für sie die Spannung Vceingesetzt wird; dadurch ist es dann möglich, die Flußdichte B mit Hilfe der Haüspar.nur.g Vh und der Spannung Vc an den Steuerstromanschlüssen zu bestimmen und festzulegen.
In F i g. 4 ist eine Kurve wiedergegeben, welche die Beziehung zwischen der Spannung Vc und der Temperatur Γ darstellt, welche experimentell erhalten worden ist und welche, wie sich herausgestellt hat, im wesentlich nicht, wie erwartet, durch eine Änderung der Größe des Magnetfeldes in einem Bereich von 0 bis 200 Gauß beeinflußt wird. Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen kann ein Verfahren zur Bestimmung eines Magnetfeldes bei Raumtemperatur unter Zugrundelegung der in F i g. 4 dargestellten Kurve geschaffen werden, indem die Näherung (6) für einen Bereich der Flußdichte von 50 bis 150 Gauß angewendet wird. Der Bereich der Temperaturänderung ist so gewählt, daß er zwischen 10° C und 40° C liegt, und die Kurve in F i g. 4 läßt sich in diesem Bereich durch die folgende lineare Funktion annähern:
Wenn dann die Werte Vh und T bekannt sind, kann durch deren Einsetzen in die Gl. (8) eine gute Annäherung für die Flußdichte in einem Bereich von 50 bis 150 Gauß und bei Raumtemperatur geschaffen werden.
Da die Hall-Spannung Vh ein elektrischer Ausgang des Hallelements 1 ist und die Temperatur T beispielsweise mittels eines Thermistors in ein elektrisches Signal umgewandelt werden kann, kann eine <,, analoge Schaltung geschaffen werden, welche die Brechnung gemäß der Gl. (5) oder (8) durchführt, und die erhaltene Hallspannung VH sowie die Temperatur T können unmittelbar in die analoge Schaltung eingegeben werden, um einen Wert der Flußdichte B entsprechend der Gl. (5) oder (8) zu schaffen. Dies stellt dann den Grundgedanken dar, auf welchem die Erfindung beruht Die Messung der Temperatur mittels eines Thermistors ist jedoch wegen der erhöhten Kosten und der Neigung bzw. der Möglichkeit nicht vorzuziehen, daß bei dem zu bestimmenden Magnetfeld, insbesondere wenn das Feld sehr schwach ist ein Fehler bei der Messung vorkommt welcher auf den Einfluß eines Magnetfeldes zurückzuführen ist, welches durch einen Stromfluß durch den Thermistor erzeugt wird. «>
Bei der Erfindung hat sich herausgestellt, daß eine einfache Kennlinienbeziehung zwischen der Spannung Vc an den Speisestromanschlüssen des Hallelements und der Temperatur T besteht Diese Beziehung ist insbesondere in Fig.3 dargestellt in welcher die bs Temperatur T als ein Parameter gewählt ist Auf der Abszisse in F i g. 3 ist die Flußdichte in Gauß und auf der Ordinate die Spannung Vc in Volt aufgetragen. Die ν, - v(„ =
-T0)
(10)
Da die durchschnittliche Raumtemperatur ungefähr 200C beträgt, ist der Wert T0 = 200C gewählt, und die Neigung der durch die Gl. (10) dargestellten Linie bzw. Kurve ist durch deren Wert bei T0 = 20°C festgelegt Insbesondere hat die Größe deinen Wert von -0,034 Der Wert der Spannung Vco, d- h. der Spannung VC bei einer Temperatur T= 200C, beträgt 1,75 V. Bei Verwendung dieser Werte und bei Auflösen der Gl. (10) nach Tergibt sich:
T - 20 =
(V, -1,75)
(Ii)
Die Beziehung zwischen der Hallspannung VH und der Temperatur T bei einem mittleren Wert der Flußdichte B, nämlich bei 100 Gauß, läßt sich durch die in Fig.5 dargestellte Kurve wiedergeben. Auch die Beziehung zwischen der Hallspannung Vh und der Flußdichte B bei einer Temperatur von 200C läßt sich durch die in F i g. 6 dargestellte Kurve wiedergeben. In diesen Fällen ist die Speisespannung Ic auf einem Wert von 5 mA gehalten worden.
Die Neigung der in F i g. 5 dargestellten Kurve liegi bei einer Temperatur von 200C, wie sich herausgestellt hat, bei +0,60, während die Neigung der in Fig.6 dargestellten Kurve bei einer Flußdichte von 100 Gauü bei -0,287 liegt Es ergibt sich:
g(Bo = 100 Gauß, T0 = 20"C) = + 0,6,
δΤ
dB
= 100 Gauß, T0 = 200C) = - 0,287.
Die Hallspannung Vh an dieser Stelle beträgt danr 37 mV. Durch Einsetzen dieser speziellen Werte in du GL (6) und durch Ersetzen des Gliedes (T-T0) in der Gl
(6) durch die Gl. (11) wird der folgende Ausdruck erhalten:
{o,<)3
V11 = -37+ ( + 0,6) { m4 (Κ,--1,75» (12)
-0,287 (ß- 100).
Durch Auflösen dieser Gleichung nach B ergibt sich:
ß = 3,50 V11 - 61,3 V1 + 78 . (13) l(l
In Fig.7 ist schematisch eine Schaltung einer Anordnung dargestellt, welche zur Durchführung der Erfindung verwendet wird. Insbesondere weist die Anordnung im wesentlichen ein Hallelement 1, Gleichspannungsquellen Ey und Ei, ein Amperemeter 2, einen veränderlichen Widerstand 3, Differentialverstärker 4 und 5, einen Subtraktionsverstärker 6, einen Additionsverstärker 7, Widerstände 8 und 9 und eine Anzeigeein- richtung 10 auf. Von der Gleichspannungsquelle £Ί aus wird eine Gleichspannung an die Steuerstromanschlüsse des Hallelements 1 angelegt, und wenn ein Schalter 5 geschlossen ist, fließt durch das Element ein Speisestrom Ic. Das Amperemeter 2 und der veränderliche Widerstand 3 sind in Reihe mit einer Speisestromschaltung geschaltet, und der veränderliche Widerstand 3 wird mittels des Amperemeters 2 in der Weise gesteuert daß ein konstanter Stromfluß gewährleistet ist.
Wenn beispielsweise ein Speisestrom von 5 mA gewählt wird, wird der Widerstandswert des veränderlichen Widerstands 3 gesteuert, wenn der Innenwiderstand des Hallelements 1 sich ändert, um so einen Steuerstrom von 5 mA durch das Element 1 aufrechtzu- J5 erhalten. Das Anschlußpaar, welches eine Hall-Spannung schafft, ist mit den Eingangsanschlüssen des Differentialverstärkers 5 verbunden, während die Speisestromanschlüsse des Hallelements mit den Eingangsanschlüssen des Differentialverstärkers 4 verbunden sind.
Die beiden Ausgänge der Differentialverstärker 4 und 5 sind mit den entsprechenden Eingängen des Subtraktionsverstärkers 6 verbunden, dessen Ausgang mit einem Eingang des Additionsverstärkers 7 verbunden ist Der andere Eingang des Verstärkers 7 ist so geschaltet, daß an ihm eine Gleichspannung von der Gleichspannungsquelle E2 anliegt, welche mittels der Widerstände 8 und 9 auf einen konstanten Wert eingestellt ist Die Differentialverstärker 4 und 5, der so Subtraktionsverstärker 6, der Additionsverstärker 7, die Widerstände 8 und 9 sowie die Gleichspannungsquelle £2 bilden zusammen eine Analogschaltung, mittels welcher die Berechnung entsprechend der Gl. (13) durchgeführt wird.
Wenn das Hallelement 1 in einem zu bestimmenden Magnetfeld angeordnet wird, und der Schalter S angeschaltet wird, werden die erhaltene Hallspannung VH und die Spannung Vc an den Speisestromanschlüssen, welche wiederum von der Flußdichte und der Temperatur abhängen, als elektrische Signale den Differentialverstärkern 5 bzw. 4 zugeführt. Die Hallspannung Vh wird mit einem Faktor 3,5 in dem Verstärker 5 multipliziert, während die Spannung Vcmit einem Faktor 61,3 in dem Verstärker 4 multipliziert wird. Der Subtraktionsverstärker 6 gibt ein Ausgangssignal ab, welches gleich (3,5 Vh- 61,3 Vc) ist. Der Widerstandswert der Widerstände 8 und 9 ist so eingestellt, daß die Gleichspannung, welche von der Quelle Ei an dem Additionsverstärker 7 anliegt, gleich 78 V wird.
Folglich liegt dann am Ausgang des Additionsverstärkers 7 ein Signal an, welches der Summe auf der rechten Seite der Gl. (13), nämlich der Flußdichte des zu bestimmenden Magnetfeldes, entspricht. Wenn die Anordnung zur Bestimmung eines Magnetfeldes verwendet wird, welches gesteuert worden ist, um eine Flußdichte von 100 Gauß zu schaffen, und wenn die Temperatur in dem vorbeschriebenen Bereich geändert wird, dann wird ein Versuchsergebnis erhalten, welches in der Tabelle in F i g. 8 wiedergegeben ist.
Hieraus ist eindeutig zu ersehen, daß die Anordnung eine für die Praxis ausreichende Meßgenauigkeit schafft. Die Genauigkeit kann dadurch verbessert werden, daß die Genauigkeit der durch die Gl. (2) festgelegten Funktion g oder die Annäherungsgenauigkeit durch die Gl. (10) erhöht wird, obwohl dies eine kompliziertere Analogschaltung zur Folge hat Selbstverändlich kann das beschriebene Verfahren auch für einen komplizierten bzw. schwierigen Bereich der Temperaturänderung und der Flußdichte verallgemeinert werden.
Hierbei ist jedoch zu beachten, daß, wenn die Flußdichte wesentlich zunimmt, die Spannung Vc an den Steuerstromanschlüssen des Hallelements nicht nur von der Temperatur T, sondern auch von der Flußdichte B oder genauer von deren Quadrat abhängt, und infolgedessen folgendermaßen ausgedrückt werden kann:
Vi = K-,+ K(T)+ V1(B2). (14)
In diesem Fall kann dann auf die Gl. (7) zurückgegriffen werden, wobei ein Thermistor verwendet wird, um ein die Temperatur T wiedergebendes, elektrisches Signal zu erzeugen, da abgesehen von den Kostenerfordernissen der magnetische Einfluß des Thermistors auf eine erhöhte Flußdichte vernachlässigbar ist
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Bestimmung der Stärke eines Magnetfeldes mit Hilfe eines Hall-Elementes aus der sich bei konstantem Speisestrom ergebenden Hall-Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Hall-Elementes (1) durch Messung der Spannung Vc an den Anschlüssen des Hall-Elementes für den konstanten Speisestrom Ic bestimmt und zur Korrektur des für die Stärke des Magnetfeldes Sin üblicher Weise aus der Hall-Spannung Vh errechneten Wertes benutzt wird.
2. Verfahren zur Bestimmung der Stärke eines Magnetfeldes mit Hilfe eines Hall-Elementes aus der sich bei konstantem Speisestrom ergebenden Hall-Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Hall-Elementes durch einen Thermistor bestimmt wird und die Thermistorspannung zur Korrektur des für die Stärke des Magnetfeldes Bin üblicher Weise aus der Hall-Spannung Vh errechneten Wertes benutzt wird.
3. Vei fahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hall-Spannung VH und die durch die Instrumente, die Vc messen, oder durch den Thermistor erhaltenen Werte in einen Analogrechner eingegeben werden, durch welche Werte die Temperatur mit Hilfe einer ersten Eichkurve bestimmt wird, und der Wert für B mit Hilfe einer zweiten Eichkurve, die die Beziehung zwischen V« und der Temperatur angibt, berechnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogrechner einen Substraktionsverstärker aufweist, an dessen einem Eingang das der Hall-Spannung Vh entsprechende elektrische Signal und an dessen anderem Eingang das der Spannung Vc bzw. dem Ausgang des Thermistors entsprechende elektrische Signal anliegt
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit aufgedampftem Indiumantimonid versehenes Hall-Element verwendet wird.
6. Anordnung zur Durchführung eines Verfahrens zur Bestimmung der Stärke eines Magnetfeldes mit v-, einem Hall-Element, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Differentialverstärker (4) zur Verstärkung der Spannung Vc an den Anschlüssen des Hall-Elementes für den konstanten (2,3) Speisestrom /cbzw. der Thermistorspannung und ein zweiter Differentialverstärker (5) zur Verstärkung der Hall-Spannung Vh vorgesehen ist, daß ein Subtraktionsverstärker (6) zur Bildung und Verstärkung der Differenz der Ausgänge des ersten (4) und zweiten (5) Differential-Verstärkers vorgesehen ist, und daß ein Additionsverstärker (7) zur Addition des Ausgangs des Subtraktionsverstärkers (7) zu einer konstanten Spannung vorgesehen ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsfaktoren der Differentialverstärker (4,5) und der Wert der konstanten Spannung am Additionsverstärker (7) den Werten Ci, Ci und Ci entsprechen, die sich dadurch ergeben, daß die Funktion VH = g(B, T), die die Abhängigkeit μ der Hall-Spannung VH von der magnetischen Flußdichte B und der Temperatur T des Hall-Elementes (1) angibt, in eine Taylorreihe um die Werte B0, T0 von fiund Tentwickelt wird, wobei B0 und T0 in einem mittleren Abschnitt des bei der Messung auftretenden Bereichs liegen, und diese Taylorreihe hinter den linearen Gliedern abgebrochen wird, daß die Umkehrfunktion T=h'(Vc) der Funktion Vc = tc(T) im Bereich von T0 durch eine lineare Funktion T= h(Vc) angenähert wird, die in die abgebrochene Taylorreihe eingesetzt wird, und daß die so gewonnene Näherungsfunktion nach B = /(Vh, Vy aufgelöst wird, wodurch B die Gestalt
B=C1- Vw-G· Vc+C3
DE2615139A 1975-04-07 1976-04-07 Verfahren zum Bestimmen eines Magnetfeldes und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens Expired DE2615139C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP50042515A JPS599865B2 (ja) 1975-04-07 1975-04-07 磁界測定方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2615139A1 DE2615139A1 (de) 1976-10-14
DE2615139B2 true DE2615139B2 (de) 1979-09-27
DE2615139C3 DE2615139C3 (de) 1985-01-24

Family

ID=12638196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2615139A Expired DE2615139C3 (de) 1975-04-07 1976-04-07 Verfahren zum Bestimmen eines Magnetfeldes und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4099238A (de)
JP (1) JPS599865B2 (de)
CA (1) CA1069585A (de)
DE (1) DE2615139C3 (de)
GB (1) GB1538915A (de)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2913935A1 (de) * 1979-04-06 1980-10-23 Bosch Gmbh Robert Mechanisch-elektrischer druckwandler
US4261109A (en) * 1979-09-26 1981-04-14 Exxon Research & Engineering Company Method and apparatus for controlling the operation of a magnetically stabilized fluidized bed by magnetic field measurement
US4327416A (en) * 1980-04-16 1982-04-27 Sangamo Weston, Inc. Temperature compensation system for Hall effect element
US4488112A (en) * 1982-08-30 1984-12-11 Gte Automatic Electric Inc. Hall effect device test circuit
DE3322942C2 (de) * 1983-06-25 1986-03-20 Kernforschungsanlage Jülich GmbH, 5170 Jülich Schaltung zur Messung der magnetischen Induktion mit einer Hall-Feldsonde
US4530248A (en) * 1983-08-12 1985-07-23 Munson Chester L Dynamometer having torque and horsepower readout
US4622644A (en) * 1984-05-10 1986-11-11 Position Orientation Systems, Ltd. Magnetic position and orientation measurement system
JPS60191479U (ja) * 1984-05-29 1985-12-19 マルマン株式会社 ル−ズリ−フ等のフアイルノ−トの表紙
US5017804A (en) * 1987-07-23 1991-05-21 Siliconix Incorporated Hall sensing of bond wire current
CA1331785C (en) * 1988-06-14 1994-08-30 Stanley Electric Co., Ltd. Current detection device and core for detection of magnetic flux
CH679527A5 (de) * 1989-04-13 1992-02-28 Lem Liaisons Electron Mec
DE4126411A1 (de) * 1991-08-09 1993-02-11 Heinz Dr Markert Kontaktfreie magnetische signaluebertragung aus rotierenden wellen mittels mitlaufender spulen und ruhender streufeldsensoren
US5150042A (en) * 1991-09-23 1992-09-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force On-wafer Hall-effect measurement system
DE4432886C2 (de) * 1994-09-15 1998-05-20 Uestra Hannoversche Verkehrsbe Vorrichtung zur Lokalisierung magnetischer Teile und zur Anzeige der magnetischen Feldstärke und Richtung des Magnetfeldes dieser Teile
US6992477B2 (en) * 2001-06-15 2006-01-31 Biosense, Inc. Medical device with position sensor having core with high permeability material for determining location coordinates of a portion of the medical device
US20030040670A1 (en) * 2001-06-15 2003-02-27 Assaf Govari Method for measuring temperature and of adjusting for temperature sensitivity with a medical device having a position sensor
US10996246B2 (en) * 2014-10-10 2021-05-04 Hitachi Metals, Ltd. Current detection method, current detection device, signal correction method for current detection device, and signal correction device for current detection device
WO2020188565A1 (en) * 2019-03-18 2020-09-24 Dima Cheskis Low current hall effect sensor

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3121788A (en) * 1961-07-27 1964-02-18 Aircraft Armaments Inc Hall-effect multiplier
US3008083A (en) * 1956-03-26 1961-11-07 Siemens Ag Temperature compensated hall voltage generators
US2964738A (en) * 1957-07-24 1960-12-13 Bell Telephone Labor Inc Hall effect memory device
US3320520A (en) * 1964-06-04 1967-05-16 Radiation Inc Temperature compensation for hall effect devices
US3365665A (en) * 1964-07-27 1968-01-23 Nasa Usa Hall current measuring apparatus having a series resistor for temperature compensation
US3597679A (en) * 1968-03-13 1971-08-03 Varian Mat Gmbh Device for measuring magnetic field strength using a hall probe and comprising means for suppressing alterations of the hall voltage due to temperature fluctuations
US3835373A (en) * 1973-02-12 1974-09-10 Pertec Corp Rotational position sensor utilizing a hall device and means to maintain the hall voltage constant

Also Published As

Publication number Publication date
GB1538915A (en) 1979-01-24
JPS599865B2 (ja) 1984-03-05
US4099238A (en) 1978-07-04
DE2615139A1 (de) 1976-10-14
JPS51117078A (en) 1976-10-14
CA1069585A (en) 1980-01-08
DE2615139C3 (de) 1985-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2615139C3 (de) Verfahren zum Bestimmen eines Magnetfeldes und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
DE2911733C2 (de)
DE3001552C2 (de)
DE2744845C3 (de) Verfahren zur Kompensation der elektrochemischen Störgleichspannung bei der magnetisch-induktiven Durchflußmessung mit periodisch umgepoltem magnetischem Gleichfeld
DE3235188C2 (de) Schaltung zur Messung der magnetischen Induktion mit einer Hall-Feldsonde
DE2917237C2 (de)
DE2711767A1 (de) Vorrichtung fuer die temperaturmessung
DE3322942C2 (de) Schaltung zur Messung der magnetischen Induktion mit einer Hall-Feldsonde
EP0273103B1 (de) Schaltungsanordnung für einen Sensor
DE2754388A1 (de) Fluessigkeitsmessystem
EP0201682B1 (de) Integrierter Drehzahlsensor mit magnetfeldabhängigen Sensorwiderständen
DE2944364C2 (de) Anordnung zur Messung einer Größe, die einen Feldeffekttransistor beeinflußt
EP0006565B1 (de) Verfahren und Schaltung zur kontaktlosen Messung von Gleich- und Wechselströmen
DE2353812C3 (de) Temperaturmeßschaltung
DE3827606C2 (de)
DE3329665A1 (de) Schaltungsanordnung zur verstaerkung elektrischer signale
DE2430252A1 (de) Linearisierungsschaltung fuer digitale signale
EP0667509A2 (de) Temperaturkompensation bei Massenstromsensoren nach dem Prinzip des Hitzdraht-Anemometers
DE3143669C2 (de) Schaltung zum Messen des Effektivwertes einer Wechselspannung
DE1573417A1 (de) Messwertaufnehmer
DE2451281C3 (de) Meßverstärker
DE3217441A1 (de) Anordnung mit einer halleffektvorrichtung
DE102018216131B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur gleichzeitigen Bestimmung der Temperatur- und Widerstandsänderung von Sensorwiderständen einer als Viertel- oder Halbbrücke ausgebildeten Brückenschaltung
DE3634053A1 (de) Verfahren und schaltungsanordnung zur messung der widerstandswerte zweier in reihe geschalteter sensorwiderstaende
DE3149990C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8281 Inventor (new situation)

Free format text: SUZUKI, TOMOAKI, FUNABASHI, CHIBA, JP

C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: SCHWABE, H., DIPL.-ING. SANDMAIR, K., DIPL.-CHEM. DR.JUR. DR.RER.NAT., PAT.-ANW., 8000 MUENCHEN

8339 Ceased/non-payment of the annual fee