DE3224694A1 - Hall effect switch - Google Patents
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Abstract
Description
Hall-Effekt-Schalter Hall Effect Switch
Die Erfindung betrifft einen Hall-Effekt-Schalter, insbesondere Endlagenschalter, mit einem Hall-Element, das in das Magnetfeld eines Magneten relativ bewegbar ist, wobei bei Überschreiten bzw. Unterschreiten einer bestimmten magnetischen Flußdichte der Schalter umschaltbar ist.The invention relates to a Hall effect switch, in particular limit switches, with a Hall element that is relatively movable in the magnetic field of a magnet, with exceeding or falling below a certain magnetic flux density the switch is switchable.
Bei derartigen bekannten Hall-Effekt-Schaltern liegen Einschalt- und Ausschaltpunkt relativ dicht beieinander, so daß die Hysterese des Schalters relativ klein ist.In such known Hall-effect switches there are switch-on and Switch-off point relatively close together, so that the hysteresis of the switch is relative is small.
Für bestimmte Anwendungsfälle ist diese Hysterese zu klein.This hysteresis is too small for certain applications.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Hall-Effekt-Schalter mit größerer Hysterese zu schaffen.It is therefore an object of the invention to have a Hall effect switch to create greater hysteresis.
e Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein writeres Magnetfeld d auf das Hai 1-Element wirksam bzw.@@wircksam schaltbar ist. Dieses weitere Magnetfeld wirkt zusätzlich zu dem Magnetfeld des bewegbaren Magneten auf das Hall-Element, so daß sich mit Zu- bzw.e object is achieved according to the invention in that a writeres magnetic field d is effective or @@ effective switchable on the Hai 1 element. This further magnetic field works in addition to the magnetic field of the movable magnet on the Hall element, so that with access resp.
Abschalten des zweiten Magnetfeldes die auf das Hall-Element einwirkende magnetische Flußdichte verändern läßt.Switching off the second magnetic field acting on the Hall element magnetic flux density can change.
Ist dabei das weitere Magnetfeld bei Überschreiten einer bestimmten magnetischen Flußdichte wirksam und bei Unterschreiten einer bestimmten magnetischen FluBdichte unwirksam schaltbar, so wird am Einschaltpunkt die magnetische Flußdichte erhöht und am Ausschaltpunkt verringert. Damit wird aber gleichzeitig eine Wergrößerung der Hysterese des Hall-Effekt-Schalters bewirkt.Is the further magnetic field when a certain one is exceeded magnetic flux density effective and when falling below a certain magnetic Flux density can be switched ineffective, so the magnetic flux density becomes at the switch-on point increased and decreased at the switch-off point. But at the same time, this is an increase in advertising caused by the hysteresis of the Hall effect switch.
Auf einfache Weise ist das weitere Magnetfeld von einer im Bereich des Hall-Elements angeordneten Spule erzeugbar.In a simple way, the further magnetic field of one is in the range of the Hall element arranged coil can be generated.
Besonders vorteilhaft wirken sich die erfindungsgemäßen Maßnahmen aus, wenn der Magnet mit konstantem Luftspalt seitlich dem Hall-Element annäherbar ist.The measures according to the invention are particularly advantageous off when the magnet with a constant air gap laterally approaches the Hall element is.
Ein Umschalten des Hall-Effekt-Schalters und ein Wirksam-bzw. ein Unwirksamschalten des weiteren Magnetfelds wird auf einfache und bauteilsparende Weise gleichzeitig dadurch erreicht, daß die Spule vom Hall-Element strombeaufschlagbar schaltbar ist.A toggling of the Hall effect switch and an effective or. a Ineffective switching of the further magnetic field is simple and component-saving Way achieved at the same time in that the coil from the Hall element can be subjected to current is switchable.
Dazu kann die Spule in einer zwischen einem Pluspol und einem Minuspol geschalteten Leitung in Stromflußrichtung vor einem Widerstand angeordnet sein, wobei von einer Verbindungsstelle zwischen Spule und Widerstand ein Zweig zu einem von der Hall-Spannung schaltbaren Transistor des Hall-Elements führt. Ist dabei der Widerstand ein Trimmwiderstand, so können bauteilbedingte Einflüsse ausgeglichen werden.For this purpose, the coil can be positioned between a positive pole and a negative pole switched line be arranged in the direction of current flow in front of a resistor, whereby from a junction between coil and resistor one branch to one from the Hall voltage switchable transistor of the Hall element leads. Is in the resistance a trimming resistor, so component-related influences can be balanced.
Eine Variation der Hysterese ist dadurch möglich, daß der Spule ein Hysterese-Trimmwiderstand vorgeschaltet ist, durch den der Spulenstrom und damit das von der Spule erzeugte Magnetfeld variiert werden kann.A variation of the hysteresis is possible because the coil has a Hysteresis trimming resistor is connected upstream, through which the coil current and thus the magnetic field generated by the coil can be varied.
Durch einen zwischen Spule und Verbindungsstelle angeordneten temperaturabhängigen Widerstand, können temperaturabhängige Magnetfeldänderungen kompensiert werden.By means of a temperature-dependent sensor arranged between the coil and the connection point Resistance, temperature-dependent changes in the magnetic field can be compensated.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung, bei der die Innenwiderstände der Bauteile kompensiert werden können,besteht darin, daß die Spule in einer Leitung zwischen einer Konstantstromquelle und einem von der Hall-Spannung schaltbaren Transistor des Hall-Elements angeordnet sind.Another advantageous embodiment of the invention, in which the internal resistances of the components can be compensated, is that the coil in a line between a constant current source and a transistor that can be switched by the Hall voltage of the Hall element are arranged.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below.
Es zeigen Figur 1 ein Schaltungsbeispiel eines Hall-Effekt-Schalters Figur 2 ein zweites Schaltungsbeispiel eines Hall-Effekt-Schalters Figur 3 ein Hall-Element mit Spule und Magnet Figur 4 ein Diagramm der magnetischen Flußdichte über dem Abstand Magnet/Hall-Element Das in Figur 1 dargestellte Schaltungsbeispiel besitzt ein Hall-Element 1, das über die Leitung 2 von einem Gleichstrom durchflossen ist. In einer zur Leitung 2 parallelen Leitung 3 sind in Stromflußrichtung ein Hysterese-Trimmwiderstand 4,eine ein Magnetfeld erzeugende Spule 5, ein temperaturabhängiger Widerstand 6 und Trimmwiderstand 7 angeordnet. Von einer Verbindungsstelle zwischen dem temperaturabhängigen Widerstand 6 und dem Trimmwiderstand 7 führt ein Zweig 9 zum Hall-Element 1.FIG. 1 shows a circuit example of a Hall-effect switch FIG. 2 shows a second circuit example of a Hall effect switch; FIG. 3 shows a Hall element with coil and magnet FIG. 4 shows a diagram of the magnetic flux density over the distance Magnet / Hall element The circuit example shown in FIG. 1 has a Hall element 1, which is via line 2 from a Direct current flows through it. In a line 3 parallel to line 2 there is a hysteresis trimming resistor in the direction of current flow 4, a coil 5 generating a magnetic field, a temperature-dependent resistor 6 and trimming resistor 7 arranged. From a junction between the temperature-dependent A branch 9 leads the resistor 6 and the trimming resistor 7 to the Hall element 1.
Wird ein nicht dargestellter Magnet dem Hall-Element 1 angenähert, so schaltet bei Erreichen einer bestimmten magnetischen Flußdichte H, die dem Einschaltpunkt E entspricht, der Hall-Effekt-Schalter um. Dadurch kommt es aber auch zu einem Stromfluß in dem Zweig 9, so daß sich der vorher aufgrund des nun umgangenen Trimmwiderstands 7 niedrige Stromfluß in der Leitung 3 erhöhe, Das dabei von der Spule 5 erzeugte Magnetfeld, das vorher gering war, wirkt nun stark auf das Hall-Element 1.If a magnet (not shown) approaches the Hall element 1, so when a certain magnetic flux density H, which is the switch-on point, is reached, it switches E corresponds to the Hall effect switch. However, this also leads to a flow of current in the branch 9, so that the previously bypassed trim resistance 7 increase the low current flow in the line 3, which is generated by the coil 5 Magnetic field, which was previously small, now has a strong effect on Hall element 1.
Die auf das Hall-Element 1 einwirkende magnetische Flußdichte, die in Figur 4 entlang der Linie I1 ver lief, wird im Augenblick des Anstiegs des Spulenstroms sprungartig erhöht.The magnetic flux density acting on the Hall element 1, the 4 along the line I1, is at the moment of the increase in the coil current increased by leaps and bounds.
Beim Entfernen des Magneten vom Hall-Element 1 verläuft jetzt die Abnahme der auf das Hall-Element 1 einwirkenden magnetischen Flußdichte entlang der Linie 14 bis zum Erreichen eines Wertes der dem Ausschaltpunkt A entspricht. Nun schaltet der Hall-Effekt-Schalter um und gleichzeitig wird damit der Stromfluß im Zweig 9 unterbrochen. Die dadurch hervorgerufene Reduzierung des Spulenstroms bewirkt auch eine Reduzierung des von der Spule 5 erzeugten Magnetfelds, so daß die vom Hall- Element 1 erfaßte Flußdichte B sich von der Linie 14 auf die Linie 11 absenkt.When removing the magnet from Hall element 1, the now runs Decrease in the magnetic flux density acting on the Hall element 1 along line 14 until a value that corresponds to switch-off point A is reached. Now the Hall effect switch switches over and at the same time the current flow is activated interrupted in branch 9. The resulting reduction in the coil current also causes a reduction in the magnetic field generated by the coil 5, so that from the reverberation Element 1 sensed flux density B away from the line 14 drops to line 11.
Beim Wiederannähern des Magneten an das Hall-Element 1 verläuft der Anstieg der magnetischen Flußdichte B wieder entlang der Linie 11.When the magnet approaches the Hall element 1 again, the runs Increase in magnetic flux density B again along line 11.
Die Linien 11 bis 14 stellen den Verlauf der Flußdichte B über dem Abstand zwischen Magnet und Hall-Element 1 bei den verschiedenen Spulenströmen I1, I2, I3 und 14 dar.The lines 11 to 14 represent the course of the flux density B over the Distance between magnet and Hall element 1 for the different coil currents I1, I2, I3 and 14.
Durch den Hysterese-Trimmwiderstand 4 ist der Spulenstrom einstellbar, so daß eine mehr oder weniger ausgeprägte Hysterese des Hall-Effekt-Schalters einstellbar ist.The coil current can be adjusted using the hysteresis trimming resistor 4, so that a more or less pronounced hysteresis of the Hall effect switch can be set is.
Der temperaturabhängige Widerstand 6 korrigiert selbsttätig Temperatureinflüsse auf den Hall-Effekt-Schalter.The temperature-dependent resistor 6 automatically corrects temperature influences on the Hall Effect switch.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Schaltungsbeispiel ist ebenfalls ein Hall-Element 1 in einer von einem Gleichstrom durchflossenen Leitung 2 angeordnet.In the circuit example shown in Figure 2 is also a Hall element 1 is arranged in a line 2 through which a direct current flows.
Über eine Leitung 10, die zum Hall-Element 1 führt, ist eine Spule 5 von einer Konstantstromquelle 11 strombeaufschlagbar, wenn beim Annähern des Magneten zum Hall-Element 1 der Einschaltpunkt E erreicht wird.A coil is connected via a line 10 which leads to the Hall element 1 5 can be supplied with current from a constant current source 11 when approaching the magnet Switch-on point E is reached for Hall element 1.
Der nunmehr mögliche Stromfluß in der Spule 5 erzeugt ein auf das Hall-Element 1 einwirkendes Magnetfeld. Die Funktion des Hall-Effekt-Schalters erfolgt ebenfalls nach dem in Figur 4 dargestellten Ablauf, so daß auch mit dem in Figur 2 dargestellten Beispiel die gewünschte ausgeprägte Hysterese erreichbar wird.The now possible current flow in the coil 5 generates an on the Hall element 1 acting magnetic field. The function of the Hall effect switch takes place likewise according to the sequence shown in FIG. 4, so that also with that in FIG 2 the desired pronounced hysteresis can be achieved.
Durch entsprechende Einstellung der Konstantstromquelle 11 kann der Spulenstrom variiert werden.By setting the constant current source 11 accordingly, the Coil current can be varied.
Die in einer zur Leitung 10 parallelen Leitung 12 angeordnete Zehnerdiode 13 vermeidet bei den Umschaltvorgängen des Hall-Effekt-Schalters entstehende Spannungsspitzen.The Zener diode arranged in a line 12 parallel to line 10 13 avoids voltage peaks occurring during the switching processes of the Hall-effect switch.
In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines Hall-Elements 1 dargestellt, das mit einer Spule 5 versehen ist. Mit konstantem axialen Abstand ist ein Magnet 14 dem Hall-Element 1 annäherbar. Jenachdem, ob oder in welcher Größe die Spule 5 von einem Spulenstrom beaufschlagt ist, wirkt zusätzlich zum Magnetfeld des Magneten 14 ein starkes von der Spule 5 erzeugtes Magnetfeld auf das Hall-Element 1.In Figure 3, an embodiment of a Hall element 1 is shown, which is provided with a coil 5. With a constant axial distance is a magnet 14 the Hall element 1 can be approached. Depending on whether or in what size the coil 5 is acted upon by a coil current, acts in addition to the magnetic field of the magnet 14 a strong magnetic field generated by the coil 5 on the Hall element 1.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19823224694 DE3224694A1 (en) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | Hall effect switch |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19823224694 DE3224694A1 (en) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | Hall effect switch |
Publications (1)
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| DE3224694A1 true DE3224694A1 (en) | 1984-01-05 |
Family
ID=6167397
Family Applications (1)
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| DE19823224694 Ceased DE3224694A1 (en) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | Hall effect switch |
Country Status (1)
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| DE (1) | DE3224694A1 (en) |
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1982
- 1982-07-02 DE DE19823224694 patent/DE3224694A1/en not_active Ceased
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