JPS6324269B2 - - Google Patents

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JPS6324269B2
JPS6324269B2 JP56079465A JP7946581A JPS6324269B2 JP S6324269 B2 JPS6324269 B2 JP S6324269B2 JP 56079465 A JP56079465 A JP 56079465A JP 7946581 A JP7946581 A JP 7946581A JP S6324269 B2 JPS6324269 B2 JP S6324269B2
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terminals
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Donarudo Eiuari Guranto
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SUPUREIGU EREKUTORITSUKU CO
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/07—Hall effect devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/20—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices
    • G01R15/202—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using galvano-magnetic devices, e.g. Hall-effect devices, i.e. measuring a magnetic field via the interaction between a current and a magnetic field, e.g. magneto resistive or Hall effect devices using Hall-effect devices

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、予め定められた強さの磁界を越える
磁界を検出するための２端子ホールセンサであつ
て、更に詳しくは、ホール素子と、ホール電圧閾
値検出器と、１対の直流電源端子とを有してい
て、その直流電源端子を経てセンサが遠隔電源か
ら電気エネルギーを受取り、またその直流電源端
子を介して出力信号を遠隔受信機に伝送するよう
にした、２端子ホールセンサに関する。
ホール素子と、増幅器段を有するホール電圧閾
値検出器とを１つのICパツケージに組立てるこ
とは公知であり、１つのパツケージにされた回路
は遠隔直流電源から電源端子とアース端子とを介
して電力を受けとり、第３の端子とアース端子と
を介して出力信号を伝送する。このような３端子
回路は、米国特許出願第3816766号明細書に記載
されている集積回路に形成できる。この公知の集
積回路は、同じ１つの基板上に、ホール素子にほ
ぼ一定の電圧を加えるための電圧調整器と、広範
囲にわたる遠隔直流電源の電圧のための閾値検出
器とを有している。
本発明の課題は、直流電力を受けとり、出力信
号を伝送するための増幅器を２つだけ有するホー
ル素子センサパツケージを提供することである。
本発明によれば、端子２つだけのホールセンサ
は、閾値検出器に接続されたホール素子と、ホー
ル素子に直流電力を調整して加える電圧調整器
と、定電流負荷ないしシンクとを備えており、こ
の定電流負荷ないしシンクには、２つの直流電源
端子から、周囲磁界の磁束密度が低い範囲のとき
に或一定の電流が流れ、周囲磁界の磁束密度が高
い範囲のときには少なくとも大きさの点でより僅
かな（またはこの逆）電流が流れる。従つて直流
電源から取出される直流電源電流自体を検出する
ことにより、センサの周囲磁界がどちらの範囲に
あるかを調べることができ。しかも、センサと遠
隔直流電源と磁界の強さの指示器との間に２つの
導線が必要なだけになる。本発明は内部接続線の
コストがコストのうちの大きな部分を占めている
タコメータや磁石で作動する警報器等を非常に低
コストにするのに殊に適している。
次に本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明
する。
第１図は、電圧調整器１１と、ホール素子１２
と、シユミツトトリガ回路１３と、出力増幅器段
とが設けられた集積回路１０を示す。増幅器段は
トランジスタ１５および１６と、抵抗１７および
１８と、ダイオード１９とから成る。シユミツト
トリガ回路１３にはプリアンプ（特に図示せず）
を設けてもよい。シユミツトトリガ回路と、いく
つかのプリアンプと、後続するトランジスタ１５
および１６を有する増幅器段とを合わせると、ホ
ール素子は端子２０から出力が取り出される閾値
検出器を有しているとみなしてよい。
直流電力は電源端子２２とアース端子２３とを
介して集積回路１０に供給される。端子２３は内
部でアースブス２４に接続され、端子２２は電圧
調整されていない電圧の加わるブス２５に接続さ
れている。ブス２４および２５から電圧が加わる
電圧調整器１１が、アースブス２４に関して一定
の電圧をブス２６に供給する。ホール素子１２と
閾値検出器は、調整電圧のブス２６から電力を得
る。
第１図の集積回路１０は、上記の米国特許第
3816766号明細書の３端子回路の主な特徴を有し
ている。このような集積回路（UGN3020T）は
Sparague Electric社で製造されている。端子２
２と２３間の電圧に相当する4.5〜24Vの電源電
圧に対して得られる、ブス２６と２４間の調整電
圧は市販品では3.3Vである。従つてホール素子
１２の感度と、シユミツトトリガ回路１３の予め
定められる導通閾値電圧とは、電源電圧の広い範
囲にわたつて常に一定である。
電界効果トランジスタ（FET）３０は定電流
ダイオードとして作用するように、ゲートがソー
スに接続されている。このFETは出力端子２０
と電源端子２２との間に接続されている。これに
より、ホール素子１２に全く、あるいは僅かしか
磁界が加わつていないとき、従つてシユミツトト
リガ回路１３で検出されるホール素子の出力電圧
がシユミツトトリガ回路固有の閾値電圧より低い
とき、出力増幅トランジスタ１６が導通すると、
FETトランジスタ３０が電源ブス２４および２
５から、そこにどれだけの直流電圧が加わつてい
ようとも（ただし4.5〜24Vの間）、常に約10mA
の電流を矢印３１の方向に流すようになつてい
る。
磁界が十分大きくなつて、シユミツトトリガ回
路１３の状態が切換わると、トランジスタ１６が
遮断され、定電流ダイオード３０を通る電流３１
は零になる。磁束密度の小さい磁界に対しては電
源から集積回路１０に流れ込む電流３２は約
8.0mAであり、強い磁界に対しては電流３２は
5.5mAである。弱磁界のときと強磁界のときの全
直流電源電流３３の比（息ち18／5.5＝3.3）は、
第４図に示すように、電源電圧の広い範囲（約
4.5〜24V）にわたつてほぼ一定である。曲線３
４および３５は各々強磁界および弱磁界のときの
電流３３を示している。
上記の装置は、破線３６で囲んで示すように２
つの電源端子３７および３８を有する１つのIC
パツケージに組立て、この２つの電源端子を各々
パツケージ３４内部で集積回路の電源端子２２お
よび２３に接続するとよい。この端子３７および
３８に47Ωの抵抗４１を介して蓄電池４０が接続
される。抵抗４１における電圧降下の影響を受け
るトランジスタ４２は、全直流電源電流３３が約
14mAより小さいとき遮断され、電流３３が
14mAより大きいとき導通する。
トランジスタ４２のコレクタ回路におけるレス
ポンダブロツク４３はランプやベル等の指示器に
形成するかまたは、ホールセンサの状態の切換に
関連して所望の動作を行う、リレーや電気−機械
変換器等のアクチユエータであつてもよい。
第２図に示す本発明の別の実施例は、２つだけ
端子５１および５２を有する完全に集積化された
装置５０として形成されている。この集積回路５
０は、第１図の集積回路１０と同じ回路素子すべ
てを備えている。第２図において、第１図の素子
と同一の素子は第１図の素子の記号に100を加え
た記号で示されている。更に、第２図の集積回路
５０はダイオードとして接続されているトランジ
スタ５４とカレントシンクトランジスタ５５と抵
抗５７および５９とから成る変形カレントミラー
回路を備えている。
約2700Ωの抵抗５７はトランジスタ５４のコレ
クタ−ベース区間をブス１２６との間を接続して
おり、ブス１２６は、アースブス１２４に関して
3.3Vの調整電圧を供給する。抵抗５７はトラン
ジスタ５４に約1mAの基準電流６０が常に流れ
るようにする。抵抗５９の値は約40Ωである。ト
ランジスタ５５のコレクタを流れる電流６１は約
20mAである。基準電流６０とシンクまたは負荷
電流６１との比は、直流電源電圧4.5〜24Vの広
範囲にわたつて約1/20である。周囲磁界が低い範
囲、即ち第３図に示すように約165gauss未満の
とき、弱磁界に対しては回路１１１，１１２，１
１３およびトランジスタ１１５に約8mAの電流
が流れ、電流６０は約1mA、電流６１は零とな
るので、全電源電流３３は約9mAとなる。周囲
磁界が220gaussより大きいときは、回路１１１，
１１２，１１３とトランジスタ１１５とに約
5.5mAが流れ、電流６０および６１が約21mAと
なるので、出力電流６５は約26.5mAとなる。第
４図の破線で示す曲線７０は弱磁界の場合の電源
電流６５を、同じく破線の曲線７１は強磁界の場
合の電源電流を電源電圧の関数として表わしてい
る。この強磁界および弱磁界に対する電流６５の
比は、26.5／９即ち約３であり、電源電圧が広範
囲にわたつて変化しても、確実かつ簡単に電源で
検出される明瞭な信号が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は遠隔の直流電源と遠隔の受信機とに接
続されている本発明の２端子ホールセンサの回路
図、第２図は本発明の別の２端子ホールセンサの
回路図、第３図は第２図のセンサにおける直流電
源電流と、磁束密度との関係を示す曲線図、第４
図は、第１図および第２図のセンサにおける、
各々強磁界および弱磁界に対して流れる電源電流
と、電源電圧との関係を第１図に対して実線で、
第２図に対して破線で示す曲線図である。 １１，１１１……電圧調整器、１２，１１２…
…ホール素子、１３，１１３……シユミツトトリ
ガ回路、２０……閾値検出器出力端子、５５……
カレントシンクトランジスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 電源端子２２，２３；５１，５２間に接
    続された電圧調整器１１：１１１と、 (b) 該電圧調整器１１；１１１に接続されたホー
    ル素子１２；１１２と、 (c) 該ホール素子１２；１１２の出力側に接続さ
    れているホール素子閾値検出器１３，１５〜１
    ９；１１３，１１５〜１１９とが設けられてお
    り、該ホール素子閾値検出器１３，１５〜１
    ９；１１３，１１５〜１１９はホール素子出力
    電圧がホール素子閾値検出器１３，１５〜１
    ９；１１３，１１５〜１１９の閾値電圧よりも
    低いときに１方の出力信号を送出し且つホール
    素子出力電圧がホール素子閾値検出器１３，１
    ５〜１９；１１３，１１５〜１１９の閾値電圧
    よりも高いときに前記の一方の出力信号とは異
    なる他方の出力信号を送出し、 (d) さらに定電流源３０；５４，５５，５７，５
    ９が設けられており、該定電流源３０；５４，
    ５５，５７，５９は前記ホール素子閾値検出器
    １３，１５〜１９；１１３，１１５〜１１９）
    の出力信号のうちの一方に応じて前記電源端子
    ２２，２５；５１，５２からの予め定められた
    値のほぼ一定の電流を流し且つ前記ホール素子
    閾値検出器１３，１５〜１９；１１３，１１５
    〜１１９の２つの出力信号のうちの他方に応じ
    て比較的少ない電流を流すように構成されてい
    ることを特徴とするホールセンサ回路。 ２ 定電流負荷に、ソースがゲートに接続された
    接合形FETが設けられており、更に閾値検出器
    の出力側の回路が、周囲磁界の一方の範囲に対し
    て開き、周囲磁界の他方の範囲に対して閉じるト
    ランジスタスイツチとなつており、該スイツチと
    FETとが直列に直流電源端子間に接続されてい
    る、特許請求の範囲第１項記載のホールセンサ回
    路。 ３ 定電流負荷が、ベース同士の接続された１対
    のトランジスタを有しており、該トランジスタの
    １つはコレクタとエミツタが、電圧調整器の出力
    側間で電流制限抵抗に直列に接続されており、第
    ２のトランジスタのコレクタとエミツタは直流電
    圧源の端子間に接続されており、更に閾値検出器
    に出力回路が周囲磁界の２つの範囲の一方に対し
    て閉じていて、他方に対して開いているトランジ
    スタスイツチとなつており、該スイツチはこのス
    イツチが閉じたときに定電流負荷とならないよう
    に、前記第２のトランジスタのベース・エミツタ
    間に接続されている、特許請求の範囲第１項記載
    のホールセンサ回路。 ４ ホール素子、閾値検出器、電圧調整器、定電
    流負荷、直流電圧源の１対の端子がすべて１つの
    集積回路にまとめられている、特許請求の範囲第
    １項記載のホールセンサ回路。 ５ 直流電圧源の２つの端子として、集積回路に
    給電する２つだけの端子を用いる、特許請求の範
    囲第４項記載のホールセンサ回路。
JP7946581A 1980-05-27 1981-05-27 2-terminal hole sensor Granted JPS5719682A (en)

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