JPS5819506A - 磁電変換装置の温度補償方法 - Google Patents

磁電変換装置の温度補償方法

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JPS5819506A
JPS5819506A JP56118027A JP11802781A JPS5819506A JP S5819506 A JPS5819506 A JP S5819506A JP 56118027 A JP56118027 A JP 56118027A JP 11802781 A JP11802781 A JP 11802781A JP S5819506 A JPS5819506 A JP S5819506A
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JP
Japan
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resistor
hall element
output
output voltage
voltage
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Pending
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JP56118027A
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English (en)
Inventor
Isamu Ukai
鵜飼 勇
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP56118027A priority Critical patent/JPS5819506A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D3/00Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups
    • G01D3/028Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure
    • G01D3/036Indicating or recording apparatus with provision for the special purposes referred to in the subgroups mitigating undesired influences, e.g. temperature, pressure on measuring arrangements themselves

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ホール素子を用いた磁電変換装置の温度補償
方法に関する。
第111I(二半導体のホール効果を利用した半導体磁
電変換素子の原理図を示す。
半導体薄片(以後rホール素子」と称する)に電流(以
下「入力電流という)xoを流し、この入力電流I0と
直角心磁界Bを与えるとホール効果により、入力電流I
0の方向および磁界Bの方向とそれぞれ直角の方向(二
電位差(以後rホール素子出力電圧」と称する)vHが
発生する。また、出力電圧vHの大きさは入力電流工。
の大きさと磁界Bの大きさの積に比例する′、これらの
性質か°°ら磁電変換装置として使用することが可能で
あるが、出力電圧VWは微小電圧であるため、一般に増
幅器により増幅して使用される。
第1図は、温度に対するホール素子の出力電圧vIと入
力電流X、 f流す方向の抵抗(以下「入力抵抗」とい
う)R1の状態を示す特性図である。
第1図から分るように、入力抵抗R1は比較的温度によ
り変化するため、定電圧回路により入力電流I0を供給
すると、温度により入力抵抗R1が変化するため、入力
電流I0が変化し、ホール素子の出力電圧vHが変化し
てしまう、そのため、入力電流!。は定電流制御する必
要がある。
また、ホール素子出力電圧vHも同じ入力電流I0と磁
界の大きさであっても、温度変化により若干異なる。
前述の技術手段を修飾した詳細な回路図を第3図に示す
第3図において、lはホール素子で端子ムから端子Bの
方向へ定電流の入力電流工 が流れるように、定電圧ダ
イオ−トコ、抵抗3,4I、トランジスタjにより9w
流回路を構成している。抵抗jは9電圧ダイオ−トコの
バイアス用抵抗であり、定電圧ダイオード2の両端の電
圧を一定にしている。
トランジスタjは抵抗参の電圧降下とトランジスタ17
)ペース・エミッタ間電圧の和が定電圧ダイオ−トコの
ツェナー電圧と同じになるように、トランジスタ!のエ
ミッタ電流を制御している。
トランジスタ!のペース・エミッタ間電圧および定電圧
ダイオ−トコのツェナー電圧が温度によ)影響されない
ならば、トランジスタ!のエイツタ電流は一定に制御さ
れる。ここでペース電流はニオツタ電流に比較し十分小
さいため、ニオツタ電流はコレクタ電流に等しいと考え
ることができ。
ホール素子lの入力電流I0は一定に制御される。
ホール素子lの端子0爺よび端子りは出力端子であり、
入力電流I0と磁界の大きさBの積に比例して出力端子
0・9間の電圧vHが変化する。
ホール素子Iの出力電圧vHを演算増幅器6と抵抗7.
t、り、10により増幅し、磁電変換装置出力として負
荷llに出力する。
また、一般にホール素子出力電圧V には残留■ 成分があり、入力電流X。と磁界の大きさ、Bの積が零
であっても、ホール素子出力電圧vHは若干出力される
。そのため調整抵抗!2と抵抗/3によりホール素子出
力電圧vHの残留分を補正し、演算増幅器出力V。IJ
Tを零にしている。
演算増幅器4の正側電源/lと負側電源15の接続され
ている点Gを零電位Ovとし、ホール素子lの端子0の
電位なり0、同じくホール素子lの端子りの電位をVD
とし、抵抗7.t、り、 10の抵抗値をそれぞれR1
m ”I  # Ra  I R1゜とすると、演算増
幅器tの非反転入力電圧vDに対する増幅回路の増幅度
は であり、演算増幅器tの反転入力電圧vcに対する増幅
局路の増幅度は R。
m−・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(第
2式)従って増幅回路の出力電圧V。UT・け各入力信
号電圧の大きさに、各入力信号に対する増幅度を乗じた
ものの和であるから、     ・ここで、Rマ=R[
株]および”@”R1@とすると。
となる。さらに(VD−V、)はホール素子lの出力電
圧v)Iであるから n7 となる。このようにR? =R@ * Ra =”l。
とすることにより、演算増幅器6は差動増幅器として動
作す7.。
第1図にホールタ子/の等価回路を示す。
端子A、Bは入力電流工。を流すための端子であり、@
子A、B間に入力抵抗R1を持っている。
端子C9Dは出力端子であり、磁界を与えられていない
状態では、−出力端子0.DのIfl忙は入力端子Aお
よび人や端子Bの中間の電位と考え・ることかで肖るか
ら、入力抵抗R1は入力端子Aplの入力抵抗/Aと入
力端子Bfl!の入力抵抗17とに分割され出力端子’
O、DにPRされていると考えることができる。   
 − そして入力抵@lルと入力抵抗17との祥紗点から、出
力端子Cおよび9間に入力電流工。と磁界の強さBの軸
に比例して出力され、る出力電圧要素があると考えるこ
とができる。端子0側出力電圧喪素/Iと端子Dlll
出力寛圧畳素19は同じ値で、出力電圧要素/Iと出力
電圧要素19との和がホール素子出力電圧vHとなると
考えることができる。
従って第3図において、ホール素子入力電流工。
を定電流制御すると、温度変化によりホール素子入力抵
抗R1が変化するので、差動増幅回路反転入力電圧v0
および非反転入力電圧VDは変化する。ここで温度変化
しても、ホール素子出力電圧vHが変化しないならば、
入力抵抗R1が変化して差動増幅回路の反転入力電圧v
0と、非反転入力電圧VDが変化しても差動増幅器回路
出力は変化しない。
しかしながら、ホール素子出力電圧vHが温度により変
化し、磁電変換装置出力が賛化し誤差となる欠点があっ
た。
ここに1本発明は、ホール素子を用いた磁電変換装置に
おいて、温度変化による出力電圧の変化を抑えることに
より、精度の良い磁電変換装置を*mさせる温度補償方
法を提供することをその目的とする。
すなわち1本発明は、第3図における抵抗10の抵抗値
R10を抵抗lの抵抗値R8と若干相違させる構成をと
る。
第1図は本発明の一実施例の差動増幅回路のブロック図
である。
図面において、同一符号は同一もしくは和尚部分を示す
この第1図により本発明の作用を!i伜明する。なお、
演算増幅器tの電源およびホール素子の出力電圧vHの
残留成分の補正用の調整抵抗!2と抵抗13は省略して
いる。
この差動増幅回路において、反転入力端子の電位をvo
、非反転入力端子の電位をVDとし、ホール素子出力零
時の温度変化によるVDおよびV。
の電位の変化分をaV、ホール素子出力電圧vHの温度
変化による変化分をdvHとし、常温時VD−V、>0
とすると、増幅回路出力V。UTは正の電圧となる。
ここで、R,:R・s R8=”1゜のとき、増幅器回
路出力V。UTは 6 vOUT =   (VD  ”c)    ・−−・
・・(第4式)である。温度変化により反転入力端子の
電位の変化はav+av、であり、非反転入力端子の変
化はdVとすると、増幅回路出力V。UTは− VoUT=−1(vr、+av)−(Vo+av+av
H))1 R@ =−(v −v −av )    ・・・・・・・・
・(第7式)となり、常温時より−dHだけ低下する。
R叩 ここで、Ry ”cR* e ’a 4 Rsoのとき
を考えると、温変変化時における反転入力に対する増幅
回路出力は 8 −(V、+ dV + dVl、)       −・
・−・−・−・−(tU式)となり、非反転入力に対す
る増幅回路出力はR9+R16Rff となり、それぞれ常温時における増幅回路出力よシも だけ増加する。。
これら増加分の差が、温度変化による出力電圧vOU?
の誤差となる。つまシ、 ・・−・−・−・・(#試) 可変できない、従って第二項中の抵抗値R・、八〇も大
きくすることにより そこで、簡単のため、R・=Rマとする。と抵抗値R1
,をR1よりも若干大きくすることによシ・・・・・・
・・・OW1代) となシ、出力電圧V。U?の誤差分の(第1/式)の第
二項が大きくな9、誤差感分を減少させることができる
また、このとき抵抗値R1@を変化させることにより、
増幅回路の非反転入力に対する増幅度が変化するが、そ
の割合は非常に小さく1問題となら/+100 101 □・□=100.Oj /+10j  / となり1反転入力のゲインとの差は非常に少なく問題と
ならない。
従って1本条件を第3図の磁電変換装置に適用すると、
ホール素子入力電流I0を定電流制御することによシ、
温度変化による。差動増幅回路入力電圧が変化すること
と、差動増幅回路の一部の抵抗をアンバランスさせるこ
とにより、ホール素子出力電圧の変化分を補償すること
ができる。このよう書=温度変化によって磁電変換装置
の出力の変化を抑えることができる。
しかして、第J図、第j図において、抵抗ioの抵抗値
R1を増加して温度補償を行なったが、非反転入力に対
する増幅度を若干増加させれば良いのであるから、抵抗
りの抵抗値R・を若干減少させることによシ、同様の作
用を行なうことができる。
これまでは、第2図に示すように温度上昇でホール素子
出力電圧vHが減少する場合を論じたが、さらに温度上
昇により、ホール素子出力電圧vHが増加する場合は、
前述と逆に、非反転入力に対する増幅度を若干減少させ
れば良いのであるから、抵抗りの抵抗値R−を増加させ
るか、抵抗10の抵抗値R1・を減少させることによシ
、温度補償を行なうことができる。
かくして1本発明(=よれば、ホール素子の入力抵抗、
出力電圧の温度係数の正・負にかかわりなく、差動増幅
回路の一部の抵抗値を変え、アンバランスさせることに
より、磁電変換装置としての変換係数を殆ど変えること
なく、温度変化による出力電圧の変化を抑えることがで
きる・
【図面の簡単な説明】
第1図はホール素子の動作原理図、第2図はホール素子
の温度特性図、第3図はホール素子を用いた磁電変換装
置の回路図、第参図はホール素子の内部等争回路、第j
図は本発明の一実施例の差動増幅回路におけるホール素
子の温度による出力電圧の補償方法を説明するための回
路図である。 l・・・ホール素子 コ・・・定電圧ダイオード J 、 4c、 7 、 I 、 ? 、10.//、
/3−・・抵抗!・・・トランジスタ ト・・演薯増幅器 lコ・・・調整抵抗器 /l 、 13・・・電源 /A 、 /)・・・ホール素子入力抵抗要素/l 、
 /9・・・ホール素子出力電圧要素・出願人代理人 
  猪  股     清第3図 第4図 Δ 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体のホール効果を利用した半導体磁電変換素子
    と、半導体磁電変換素子に一定の電流を流すための定電
    流回路と、半導体磁電変換素子の出力を増幅する増幅器
    を用いた差動増幅回路からなる磁電変換装置において、
    前記増幅器に接続された反転入力抵抗R1とその゛反転
    入力端と出力端に接続された帰還抵抗R1と非反転入力
    抵抗R,と非反転入力端と零電位間に接続された抵抗−
    0がR,:!t・ e R& = R1゜。 R@/Ry  ”一定の状態から、前記素子の出力電圧
    が温度について正特性をもつ場合は抵抗R・を固定のと
    き抵抗R1・を減少させ、負特性をもつ場合は抵抗R・
    を固定のとき抵抗R1,を増加させるようにすることを
    特徴とする磁電変換装置の温度補償方法。
JP56118027A 1981-07-28 1981-07-28 磁電変換装置の温度補償方法 Pending JPS5819506A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7924228B2 (en) 2005-08-03 2011-04-12 Panasonic Corporation Storage medium with built-in antenna
CN103575304A (zh) * 2013-10-25 2014-02-12 宁波南车时代传感技术有限公司 霍尔效应传感器工作温度补偿电路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7924228B2 (en) 2005-08-03 2011-04-12 Panasonic Corporation Storage medium with built-in antenna
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