DE3828028A1 - Method for the measurement of magnetic fields - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung von Betrag und Richtung von magnetischen Feldern unter Anwendung von mindestens zwei in einem Winkelabstand angesordneten Hall- Generatoren.The invention relates to a method for measuring amount and direction of magnetic fields using at least two Hall elements arranged at an angular distance Generators.
Es ist bekannt, daß beim Aufbau eines sehr empfindlichen Meßplatzes magnetische Störeinstreuungen in die Meßapparatur eine Rolle spielen. Ein Beispiel hierfür ist die zu beobach tende Brummeinstreuung aus dem 50-Hz-Netz. Es gibt hierbei zwei Möglichkeiten, nämlich entweder eine Einstreuung durch elektrische oder durch magnetische Felder. Dabei ist es bei magnetischen Feldern wesentlich, aus welcher Richtung diese Felder auf die Meßapparatur treffen.It is known that when building a very sensitive Magnetic interference in the measuring apparatus play a role. An example of this can be seen spreading hum from the 50 Hz network. There is here two options, namely either by littering electrical or magnetic fields. It is at magnetic fields significantly from which direction these Hit fields on the measuring apparatus.
Abgesehen davon, daß mit bekannten Meßeinrichtungen diese Frage nicht ohne weiteres geklärt werden konnte, kam noch das Problem der Dimensionierung der Vorrichtungen hinzu, da in vielen Fällen für Messungen nur ein äußerst kleiner Raum zur Verfügung steht. Es fehlten daher auch noch entsprechend kleine Meßvorrichtungen.Apart from the fact that this with known measuring devices Question could not be easily resolved, that came Problem of dimensioning the devices added because in In many cases, there is only an extremely small space for measurements Available. There were therefore still missing accordingly small measuring devices.
Es wurden verschiedene Versuche mit magnetischen Sensoren durchgeführt, die mehr oder weniger positiv verliefen. Da bei wurden unterschiedliche Sensoren, beispielsweise Feld plattenfühler verwendet. Wenn damit auch teilweise zufrie denstellende Ergebnisse erzielt wurden, scheiterte der Ein satz insbesondere da, wo sehr kleine Vorrichtungen benötigt wurden.There have been various experiments with magnetic sensors carried out, which were more or less positive. There at were different sensors, for example field plate sensor used. Even if partially satisfied with it The results failed to achieve, the one failed especially where very small devices are required were.
Grundsätzlich sind Sensoren zur Bestimmung von magnetischen Feldern sowie Vorrichtungen, die die Richtung eines Magnet feldes über Sensorkombinationen und deren Verrechnungen be stimmen bekannt. Dabei gibt es auch bereits Verfahren, die als Sensoren Hall-Generatoren oder Magnetometeranordnungen verwenden. Solche Sensoren, einzeln oder in orthogonaler An ordnung, bestimmen unter anderem die Richtung eines Magnet feldes unter Ausnutzung von Bewegungen der Sensoranordnung. So werden beispielsweise die Minima und Maxima des Magnetfel des durch Rotation der Anordnung bestimmt und daraus die Rich tung ermittelt.Basically, sensors are used to determine magnetic Fields as well as devices that determine the direction of a magnet field about sensor combinations and their calculations agree known. There are already procedures that as sensors Hall generators or magnetometer arrangements use. Such sensors, individually or in orthogonal manner order, determine, among other things, the direction of a magnet field using movements of the sensor arrangement. For example, the minima and maxima of the magnetic field determined by rotation of the arrangement and from this the Rich determined.
Ein anderes bekanntes Verfahren beschreibt eine 90°-Anordnung unter Ausnutzung der zweiten Harmonischen der Oberwellen ei nes Magnetometers.Another known method describes a 90 ° arrangement using the second harmonic of the harmonics ei magnetometer.
Alle diese bekannten Verfahren reichen aber in ihrer Empfind lichkeit gegenüber einer Meßgröße nicht aus, um die gestellte Aufgabe zu lösen.However, all of these known methods suffice in their sensitivity not compared to a measured variable to the posed To solve the task.
Diese Aufgabe lag darin, ein Verfahren der eingangs genann ten Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, eine der Magnet feldrichtung proportionale elektrische Größe direkt, also ohne wesentliche Umwege zu gewinnen.This task was a method of the beginning to create the kind with which it is possible to create a magnet Electrical direction proportional to field direction directly, i.e. without to win significant detours.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man die beiden Erregerströme der Hall- Generatoren so auslegt, daß über die Additionstheoreme sofort eine Phasenverschiebung in einem Summensignal entsteht.This task is accomplished by a method of the type mentioned at the beginning Kind of solved in that the two excitation currents of the Hall Generators designed so that the addition theorems immediately a phase shift occurs in a sum signal.
Zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Appropriate developments of the method according to the invention are marked in the subclaims.
Es wurde gefunden, daß die beiden Erregerströme der Hall-Ge neratoren bei entsprechender Auslegung über die Additions theoreme eine hochgenaue Bestimmung der Einfallsrichtung eines magnetischen Feldes ermöglichen, und dies ohne wesentliche Umwege. Dabei ist es möglich, durch eine hochempfindliche Phasenmessung eine sehr genaue Richtungsbestimmung mit ei ner kleinstmöglichen Meßvorrichtung vorzunehmen.It was found that the two excitation currents of the Hall-Ge if appropriately interpreted via the additions theorem a highly precise determination of the direction of incidence of a allow magnetic field, and this without essential Detours. It is possible through a highly sensitive Phase measurement a very precise direction determination with egg ner to make the smallest possible measuring device.
Es hat sich gezeigt, daß eine solche Anordnung zur Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht nur geeignet ist, Sörungen auszumessen, sondern auch für eine Reihe wei terer Gebiete eingesetzt werden kann, und zwar sowohl hin sichtlich der Genauigkeit der Meßergebnisse als auch hinsicht lich der kleinen Dimensionierung einer Vorrichtung. So kann das Verfahren für einen elektronischen Kompaß und zur Ausmessung und Detektion von magnetischen Störfeldern, insbesondere von durch das Stromnetz verursachten Störungen genutzt werden. Das Verfahren ist ferner auch geeignet für die Ausnutzung einer zweiten, um einen bestimmten Frequenzbetrag von der für die Erregung genutzten Frequenz liegenden Frequenz, um eine ver größerte, leichter zu messende Zeitdifferenz durch Schwebungs bildung in einem Meßzweig und einem Referenzzweig zu gewinnen.It has been shown that such an arrangement for through implementation of the method according to the invention not only suitable is to measure faults, but also for a number of other areas can be used, both towards with regard to the accuracy of the measurement results as well Lich the small size of a device. So can the procedure for an electronic compass and for measuring and detection of magnetic interference fields, in particular of interference caused by the power grid can be used. The method is also suitable for the use of a second to a certain frequency amount from that for the Excitation frequency used to a ver Larger, easier to measure time difference due to beat education in a measuring branch and a reference branch.
Weitere Anwendungsgebiete sind ebenfalls denkbar.Other areas of application are also conceivable.
Nachdem gefunden wurde, daß bei entsprechender Auslegung der beiden Erregerströme der Hall-Generatoren über die Additions theoreme der Trigonometrie sofort eine Phasenverschiebung in einem Summensignal entsteht, war es möglich, Meßanordnungen zur hochgenauen Bestimmung der Einfallsrichtung eines magne tischen Feldes herzustellen.After it was found that with the appropriate interpretation of the two excitation currents of the Hall generators via the additions trigonometry immediately a phase shift in a sum signal arises, it was possible to make measuring arrangements for the highly precise determination of the direction of incidence of a magne table field.
Da die Winkelbestimmung entsprechend einem Vollkreis von 360°
durchzuführen war, erfolgte die Repräsentation des Lagewinkels
eines Magnetfeldes in der Phasenlage in Form eines periodischen
Signals, zweckmäßig eines Sinussignals. Das auf diese Weise vom
Sensor abgegebene phasencodierte Signal wurde so ausgewertet,
daß die Lage eines am Sensor anstehenden magnetischen Feldes
direkt in Winkelgrade angezeigt wird.
Since the angle determination had to be carried out according to a full circle of 360 °, the position angle of a magnetic field in the phase position was represented in the form of a periodic signal, expediently a sine signal. The phase-coded signal emitted by the sensor in this way was evaluated in such a way that the position of a magnetic field applied to the sensor is displayed directly in degrees.
Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele und der Darstellungen in den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is illustrated by the following examples and the Representations in the drawings explained in more detail. Show it:
Fig. 1 die Anordnung von zwei Hall-Generatoren in einem Winkel von 90° zueinander,; Fig. 1 shows the arrangement of two Hall generators at an angle of 90 ° to each other;
Fig. 2 eine Anordnung von zwei Hall-Generatoren in einer nicht genauen 90°-Winkelstellung; Figure 2 shows an arrangement of two Hall generators in an exact 90 ° -Winkelstellung.
Fig. 3 und 4 schematisch eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. FIGS. 3 and 4 shows schematically an arrangement for performing the method.
Wenn zwei Hall-Generatoren in einem Winkel von 90° zueinan der angeordnet werden und ein beliebig gerichtetes Magnet feld B wirkt auf diese Hall-Generatoren ein, wird an jedem Hall-Generator eine unterschiedliche Komponente dieses Mag netfeldes wirksam.If two Hall generators are arranged at an angle of 90 ° to each other and an arbitrarily directed magnetic field B acts on these Hall generators, a different component of this magnetic field becomes effective on each Hall generator.
Ohne generelle Beschränkung hierauf wird auf eine zweidimen sionale Betrachtung gemäß Fig. 1 Bezug genommen.Without a general restriction to this, reference is made to a two-dimensional view according to FIG. 1.
Eine um jeweils 90° versetzte Anordnung von zwei Hall-Genera toren 1 und 2 führt dazu, daß diese jeweils eine Komponente unter dem im Winkel einfallenden Magnetfeldes B "wahrnehmen". Im dargestellten Beispiel Fig. 1 sind das die KomponentenAn offset by 90 ° arrangement of two Hall generators 1 and 2 leads to the fact that they each "perceive" a component under the magnetic field B incident at an angle. In the example shown in FIG. 1, these are the components
B x = B₀ cos ϕ und B y = B₀ sin ϕ. B x = B ₀ cos ϕ and B y = B ₀ sin ϕ .
Die Komponente in x-Richtung, also B x , die mit dem Hall-Generator 2 gemessen wird, hat die FeldstärkeThe component in the x direction, ie B x , which is measured with the Hall generator 2 , has the field strength
B x = B₀ cos ϕ (Ia) B x = B ₀ cos ϕ (Ia)
Entsprechend gilt für die Komponente B y , die mit dem Hall-Generator 1 gemessen wird, die FeldstärkeCorrespondingly, the field strength applies to component B y , which is measured with Hall generator 1
B y = B₀ sin d (Ib) B y = B ₀ sin d (Ib)
Betrachtet man nun die Hall-Spannung, die ein Hall-Generator abgibt, alsoNow consider the Hall voltage that a Hall generator delivers, so
E hall = B · i · k, mit k = μ v (II) E hall = B · i · k, with k = μ v (II)
wobei
μ = konstruktionsabhängige Parameter und
v = Verstärkung
bedeuten
mit dem vom Hall-Generator, also dessen Bauweise, Typ, Do
tierung usw., und von der Beschaltung, also Verstärkungs
faktor usw., abhängigem Parameter k, wird in jedem Hall-
Generator 1 und 2 das Produkt aus Feldstärke B und Erregungs
strom I gebildet. Dies ist ein wesentliches Merkmal.in which
μ = construction dependent parameters and
v = gain
mean
with the parameter k dependent on the Hall generator, i.e. its construction, type, doping etc., and on the wiring, i.e. gain factor etc., the product of field strength B and excitation current is in each Hall generator 1 and 2 I formed. This is an essential feature.
Die verschiedenen Komponenten für die beiden Hall-Generato ren untereinandergeschrieben, alsoThe different components for the two Hall generato written together, so
E x = B x · i₁ · k 1 = B₀ · cos ϕ · i₁ k 1 x-Komponente (IIIa)
und
E y = B y · i₂ · k 2 = B₀ · sin ϕ · i₂ k 2 y-Komponente (IIIb) E x = B x · i ₁ · k 1 = B ₀ · cos ϕ · i ₁ k 1 x component (IIIa)
and
E y = B y · i ₂ · k 2 = B ₀ · sin ϕ · i ₂ k 2 y component (IIIb)
zeigen, daß die Feldstärke B₀ in beiden Hall-Generatoren 1 und 2 jeweils mit einer Richtungskomponente vertreten ist, die durch den jeweiligen Anteil sin ϕ und cos ϕ beschrieben wird.show that the field strength B ₀ is represented in both Hall generators 1 and 2 with a directional component, which is described by the respective proportions sin ϕ and cos ϕ .
Durch entsprechende Wahl der Erregerströme i 1 und i 2 wird nicht nur erreicht, daß sich der Lagewinkel in der Phasenla ge des Sinussignals repräsentiert, sondern aufgrund der Pha sencodierung auch eine leichte und sehr genaue Auswertung durch einen "parametrischen Verstärkungseffekt" möglich ist, bei dem ein vorgegebenes Frequenzverhältnis die gewünschte Meß- bzw. Anzeigegenauigkeit bestimmt.By appropriate selection of the excitation currents i 1 and i 2 , not only is the position angle represented in the phase position of the sinusoidal signal, but also a light and very precise evaluation is possible due to the phase encoding by means of a "parametric amplification effect" in which a predetermined frequency ratio determines the desired measurement or display accuracy.
Wenn für die Erregerströme zur Messung der x-Komponente ein sinusförmiges und zur Messung der y-Komponente entsprechend ein cosinusförmiger Strom gewählt wird, zeigt (III), daß die Additionstheoreme der Winkelfunktionen erfüllt sind. Die Summierung der Spannungen E x und E y ergibt eine sinus förmige Summenspannung, bei der eine Phasenverschiebung ge genüber dem vorgegebenen Erregerstrom i.sin (wt) gerade um den Lagewinkel des Magnetfeldes B verschoben ist.If a sinusoidal current is selected for the excitation currents for measuring the x component and a cosine-shaped current correspondingly for measuring the y component, (III) shows that the addition theorems of the angular functions are fulfilled. The summation of the voltages E x and E y results in a sinusoidal summation voltage in which a phase shift is shifted by just the position angle of the magnetic field B with respect to the predetermined excitation current i .sin (wt) .
Durch entsprechende Wahl des Verstärkungsfaktors v (II) kön nen die Parameter k 1 und k 2 ohne weiteres gleich gehalten werden.By appropriate selection of the gain factor v (II) the parameters k 1 and k 2 can easily be kept the same.
E ε = E x + E y = B₀ · k 1 · ₁ · sin wt · cos ϕ + B₀ · k 2 · - ₂ · cos wt · sin ϕ (IV) E ε =E x +E y =B₀ ·k 1 · ₁ · sinwt · Cosϕ +B₀ ·k 2 · - ₂ · coswt · Sinϕ (IV)
mit k 1 = k 2 = k
(also μ₁ v₁ = μ₂ v₂ = k bzw. (falls ₁ ≠ ₂) μ₁ v₁ ₁ = μ₂ v₂ ₂ = k):Withk 1 =k 2 =k
(soμ₁v₁ =μ₂v₂ =k or (if ₁ ≠ ₂)μ₁v₁ ₁ =μ₂v₂ ₂ =k):
= k · B₀ · (cos ϕ · sin wt + sin ϕ · cos wt)
= k · B₀ · sin (wt + ϕ)d ϕ.= K · B ₀ · (cos φ · sin wt + sin φ cos wt)
= k · B ₀ · sin (wt + ϕ) d ϕ .
Damit ist die Sensoraufgabe erfüllt:This completes the sensor task:
Die Messung des Winkels, also die Messung der Richtung der Feldstärke B o in dem Koordinatensystem, das durch die Anordnung der Hall-Generatoren gebildet wird, ist auf die Messung der Phasenverschiebung der Summenspannung in (IV) direkt zurückzu führen.The measurement of the angle, that is to say the measurement of the direction of the field strength B o in the coordinate system which is formed by the arrangement of the Hall generators, is directly attributable to the measurement of the phase shift of the total voltage in (IV).
Es wurde gefunden, daß nicht eine exakte 90°-Anordnung der Hall-Generatoren erforderlich ist. Es genügt, wenn diese 90°- Forderung nur näherungsweise erfüllt wird.It was found that an exact 90 ° arrangement of the Hall generators are required. It is sufficient if this 90 ° - Requirement is only met approximately.
Fig. 2 zeigt eine solche Fehlanordnung einer der Hall-Genera toren G 2 um den Winkel ψ. Von diesem Hall-Generator G 2 wird ein um den Faktor cos ψ veränderter Wert der Magnetfeldkompo nente "wahrgenommen". Bildet man damit wie oben die Summen der Hallspannungen, dann wird die Forderung k 1 = k 2 dann er füllt, wenn Fig. 2 shows such a disorder of one of the Hall generators G 2 by the angle ψ . From this Hall generator G 2 , a value of the magnetic field component changed by the factor cos ψ is “perceived”. If the sum of the Hall voltages is formed as above, then the requirement k 1 = k 2 then fills it when
i₁ μ₁v₁ cos ϕ = i₂ μ₂v₂ = K i ₁ μ ₁ v ₁ cos ϕ = i ₂ μ ₂ v ₂ = K
gilt, also wieder eine über die Verstärkung erfüllbare Bedin gung:applies, again a condition that can be fulfilled via the reinforcement supply:
E = E x + E y = (B₀ · k 1 · i₁) · sin ϕ · cos wt + (B₀ · k 2 · i₂ · -cos ϕ) cos ϕ sin wt = B₀ · K · sin (wt + ϕ). E = E x + E y = (B ₀ · k 1 · i ₁) · sin ϕ · cos wt + (B ₀ · k 2 · i ₂ · -cos ϕ) cos ϕ sin wt = B ₀ · K · sin (wt + ϕ) .
Daraus ergibt sich, daß die Fehlanordnung des Hall-Generators G 2 zu einer um cosϕ veränderten Magnetfeldkomponente führt, die auf diesen Hall-Generator G 2 einwirkt. Wieder repräsen tiert sich aber der Winkel, unter dem das Magnetfeld die An ordnung durchdringt, in der Phasenverschiebung des resultie renden Summensignals.It follows from this that the incorrect arrangement of the Hall generator G 2 leads to a magnetic field component changed by cos ϕ , which acts on this Hall generator G 2 . Again, however, the angle at which the magnetic field penetrates the arrangement is represented in the phase shift of the resulting sum signal.
Die Fig. 3 und 4 zeigen schematisch eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. FIGS. 3 and 4 show schematically an arrangement for performing the method.
Die Schaltung ist so aufgebaut, daß sie in der Lage ist, alle benötigten Frequenzen festzulegen.The circuit is designed so that it is capable of all required frequencies.
Das sind zunächst die für die Erregung und zur Festlegung der Schwebungsfrequenz erforderlichen, jeweils um 90° verschobenen Signalfrequenzen gemäß Sinus und Cosinus. Hierzu ist ein Quarz generator 10 vorgesehen, der die beiden Grundfrequenzen lie fert, nämlich einerseite die relativ hohen Frequenzen 1 a und 1 b zur Erzeugung der Erregerströme 7 a und 7 b der Hall-Generatoren G 1 und G 2, wobei 7 a die Sinuserregung und 7 b die Cosinuserre gung ist. Durch einen Teiler T wird eine niedrigere Frequenz 2 a und 2 b erzeugt, die letztendlich die gewünschte Schwebungs periode bestimmen soll.First of all, these are the signal frequencies according to sine and cosine that are required for the excitation and to determine the beat frequency, each shifted by 90 °. For this purpose, a quartz generator 10 is provided, which produces the two fundamental frequencies, namely the relatively high frequencies 1 a and 1 b for generating the excitation currents 7 a and 7 b of the Hall generators G 1 and G 2 , 7 a being the sine excitation and 7 b is the cosine excitation. A divider T generates a lower frequency 2 a and 2 b , which is ultimately intended to determine the desired beat period.
Von jeder Frequenz wird ein Sinus- und ein Cosinussignal benö tigt und dies wird durch eine 90°-Phasenverschiebung in einem Phasenschieber 3 erreicht, der den Multiplizierern 4 vorge schaltet ist, denen eine Addition 5 nachgeschaltet ist. Durch diese Anordnung wird die um die Schwebungsfrequenz "benachbar te Frequenz" 6 erzeugt, wofür das Additionstheorem ausgenutzt wird. Dabei wird das um einen bestimmten Betrag in seiner Fre quenz verschobene "Referenzsignal" wiederum aus der "Hoch-Fre quenz" - sin und cos - und der "Niederfrequenz" - in sin und cos - erzeugt, und zwar gemäßFrom each frequency, a sine and a cosine signal is required and this is achieved by a 90 ° phase shift in a phase shifter 3 , which is connected to the multipliers 4 , which is followed by an addition 5 . This arrangement generates the "neighboring frequency" 6 around the beat frequency, for which the addition theorem is used. The "reference signal" shifted by a certain amount in its frequency is in turn generated from the "high frequency" - sin and cos - and the "low frequency" - in sin and cos - according to
sin (w + d) t = sin (wt) · cos (dt) + cos (wt) · sin (dt).sin (w + d) t = sin (wt) * cos (dt) + cos (wt) * sin (dt) .
Die hierzu erforderlichen Rechenfunktionen werden durch die Multiplizierer 4 und die anschließende Addition 5 realisiert. The computation functions required for this are implemented by the multipliers 4 and the subsequent addition 5 .
Auf die senkrecht angeordneten Hall-Generatoren G 1 und G 2 werden die sin- und cos-Signale strommäßig geschaltet. Dazu werden die Spannungen in den den Hall-Generatoren G 1 und G 2 vorgeschalteten U/I-Wandlern 7 in Ströme gewandelt. Die Hall- Spannungen werden mit Verstärkern 8 abgegriffen. Einer der Verstärker 8 hat einen einstellbaren Verstärkungsfaktor, um die Bedingung k 1=k 2=K erfüllen zu können.The sin and cos signals are switched in terms of current to the vertically arranged Hall generators G 1 and G 2 . For this purpose, the voltages in the U / I converters 7 connected upstream of the Hall generators G 1 and G 2 are converted into currents. The Hall voltages are tapped with amplifiers 8 . One of the amplifiers 8 has an adjustable amplification factor in order to be able to meet the condition k 1 = k 2 = K.
Die beiden Ausgangsspannungen der Verstärker 8 werden in 9 summiert, oder gleichwertig subtrahiert, woraus sich das pha sencodierte Sinussignal ergibt, das bereits die Lage des Magnetfeldes repräsentiert. Das aus dem Rechner 9 kommende phasencodierte Signal hoher Frequenz 9 a und das um einen be stimmten Frequenzbetrag verschobene Sinussignal 6 werden nun zum Summensignal 10 addiert und bilden eine erste Schwebung 10 a.The two output voltages of the amplifier 8 are summed in 9 , or subtracted equivalent, which results in the phase-encoded sine signal, which already represents the position of the magnetic field. The coming from the computer 9 phase-coded high frequency signal 9 a and the shifted by a certain frequency be sine signal 6 are now added to the sum signal 10 and form a first beat 10 a .
Entsprechendes geschieht mit der ursprünglichen Sinusfunktion, also der hohen Frequenz, die keine Phasenverschiebung aufweist. Dies liefert eine "Referenzschwebung" 11 a.The same happens with the original sine function, ie the high frequency, which has no phase shift. This provides a "reference beat" 11 a .
Zur Auswertung sind die 0-Durchgänge der Schwebungen durch 0-Detektoren 12 zu bestimmen, auszuwerten und/oder zur Anzeige zu bringen.For the evaluation, the 0-crossings of the beats are to be determined, evaluated and / or displayed by 0-detectors 12 .
Im einfachsten, in Fig. 3 dargestellten Fall, ist hierzu ein Zähler 13 mit dem 0-Durchgang der "Referenzschwebung" 11 a zu starten und mit dem folgenden 0-Durchgang der "Meß-Schwebung" zu stoppen. Der Zählerstand wird dann in einer Einrichtung 14 zur Anzeige bzw. Auswertung gebracht.In, in the simplest case of Fig. 3, this is a 11 to start and stop with the 0-passage of the "measurement beat", a counter 13 with the 0-passage of the "reference beat". The counter reading is then displayed or evaluated in a device 14 .
Eine entsprechende Wahl des Frequenzverhältnisses von Erregung und Schwebung, also die Wahl des Teilerverhältnisses im Teiler T erlaubt die direkte Umsetzung in Grad, 0.1 Grad, 0.01 Grad und so fort. A corresponding choice of the frequency ratio of excitation and beat, that is, the choice of the divider ratio in the divider T allows direct conversion to degrees, 0.1 degrees, 0.01 degrees and so on.
In Fig. 4 sind die Signale getrennt dargestellt. Zur Verein fachung sind die Blöcke teilweise weggelassen und unter SENS 1 und SENS 2 sind die Funktionskomponenten U/I-Wandler, Hall-Generator und Verstärker zusammengefaßt.In FIG. 4, the signals are shown separately. For simplification, the blocks are partially omitted and the functional components U / I converter, Hall generator and amplifier are combined under SENS 1 and SENS 2.
Gezeigt ist der SignalwegThe signal path is shown
- 1. bis zur Erzeugung des Signals sin (w+d)t,1. until the signal sin (w + d) t is generated,
- 2. die Erzeugung des phasencodierten Meßsignals 9 a und2. the generation of the phase-coded measurement signal 9 a and
- 3. die Entstehung der Schwebung mit halber Phasenverschiebung und der dadurch entstehenden "Zeitverstärkung".3. the development of the beat with half a phase shift and the resulting "time gain".
Bei der Erzeugung des phasencodierten Meßsignals 9 a ist zu er kennen, daß sich die Phasenverschiebung praktisch aus dem am plitudenmäßig unterschiedlichen Sinus- und Cosinusanteil er gibt und dieser wiederum aus der Magnetfeldkomponente.When generating the phase-coded measurement signal 9 a , it is known that the phase shift is practically the result of the sine and cosine components, which differ in terms of the plitudes, and this, in turn, is derived from the magnetic field component.
Zeichenerklärung:Explanation of symbols:
₁ und ₂ Erregerstrom 1 und 2
Amplitude von Sinus- und Cosinussignal
w, ω Kreisfrequenz
k Verrechnungskonstante
B Feldstärke
v Verstärkung
ϕ Phasenverschiebung - Lagewinkel des
Magnetfeldes
ψ Winkelabweichung
μ konstruktionsabhängige Parameter ₁ and ₂ Excitation current 1 and 2
Amplitude of sine and cosine signals
w,ω Angular frequency
k Allocation constant
B Field strength
v Reinforcement
ϕ Phase shift - position angle of the
Magnetic field
ψ Angular deviation
μ design-dependent parameters
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19883828028 DE3828028A1 (en) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | Method for the measurement of magnetic fields |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19883828028 DE3828028A1 (en) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | Method for the measurement of magnetic fields |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3828028A1 true DE3828028A1 (en) | 1990-02-22 |
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ID=6361102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19883828028 Withdrawn DE3828028A1 (en) | 1988-08-18 | 1988-08-18 | Method for the measurement of magnetic fields |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3828028A1 (en) |
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