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DE1074647B - Contactless electronic switch using magnetic field-sensitive semiconductor resistors - Google Patents

Contactless electronic switch using magnetic field-sensitive semiconductor resistors

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Publication number
DE1074647B
DE1074647B DENDAT1074647D DE1074647DA DE1074647B DE 1074647 B DE1074647 B DE 1074647B DE NDAT1074647 D DENDAT1074647 D DE NDAT1074647D DE 1074647D A DE1074647D A DE 1074647DA DE 1074647 B DE1074647 B DE 1074647B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic field
resistance
circuit
switch according
sensitive
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.)
Pending
Application number
DENDAT1074647D
Other languages
German (de)
Inventor
Erlangen Dipl Ing Manfred Tschermak Erlange i Dipl -Ing Wilhelm Kafka Tennenlohe Turmberg bei Erlangen und Dipl Ph\s Dr Erich Weißhaar
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.)
Siemens Schuckertwerke AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Publication date
Publication of DE1074647B publication Critical patent/DE1074647B/en
Pending legal-status Critical Current

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Description

Kontaktloser elektronischer Schalter unter Verwendung von magnetfeldempfindlichen Halbleiterwiderstandskörpern Gegenstand der Erfindung ist ein kontaktloser, vorzugsweise durch Verstellen mechanisch beweglicher Teile betätigbarer elektronischer Schalter unter Verwendung von magnetfeldempfindlichen Halbleiterwiderstandskörpern.Contactless electronic switch using magnetic field sensitive Semiconductor resistance bodies The invention is a contactless, preferably Electronic switch that can be operated by adjusting mechanically moving parts using semiconductor resistors that are sensitive to magnetic fields.

Es sind bereits kontaktlose Steuerschaltungen bekanntgeworden, bei denen Steuerschalter ohne mechanische Schaltkontakte als Taster, Endlagenschalter, Hilfsschalter von Starkstromschaltern u. dgl. verwendet werden. Solche Steuerschalter ohne mechanische Schaltkontakte arbeiten zum Teil in der Weise, daß elektrische Zustandsänderungen durch Verstellung mechanisch bewegter Teile eines Magnetsystems zustande gebracht werden. Die Erfindung löst die Aufgabe, eine Steuereinrichtung zu schaffen, bei der solche kontaktlose Signalgeber eingesetzt werden sollen., die im Aufbau möglichst einfach und klein sind sowie weder komplizierte Hilfseinrichtungen noch umfangreiche Schaltungsmaßnahmen erfordern. Dabei soll die Steuereinrichtung je nach den zu erfüllenden Erfordernissen entweder als Berührungsschalter oder als Annäherungsschalter ohne mechanische Berührung zwischen bewegten und ruhenden Teilen auszubilden sein.Contactless control circuits have already become known at control switches without mechanical switching contacts as buttons, limit switches, Auxiliary switches of power switches and the like can be used. Such control switches without mechanical switching contacts work in part in such a way that electrical ones Changes in state by adjusting mechanically moving parts of a magnet system be brought about. The invention solves the problem of a control device to create, in which such contactless signaling devices are to be used., the are as simple and small as possible in structure and neither complicated auxiliary equipment still require extensive circuit measures. The control device should either as a touch switch or as a Proximity switch without mechanical contact between moving and stationary parts to be trained.

Der Aufbau eines Steuersystems ohne mechanische Kontakte gestattet, auf ein sehr niedriges Leistungsniveau überzugehen. Die bisher in industriellen Anlagen vorhandenen Bedenken gegen Schalteinrichtungen mit mechanisch beweglichen Kontakteinrichtungen kommen damit in Wegfall. Diese Bedenken richten sich vorwiegend gegen mögliche Störungen durch Kontaktverstaubung oder Niederschlag von Wasserdampf oder anderen kondensierenden Dämpfen, durch Korrosion, Kriechströme und geringe Isolation gegen Erde, die verhältnismäßig hohe Steuerspannungen und Ströme bedingen. Ein mit niedrigen Spannungen und Leistungen arbeitendes Steuersystem unter Vermeidung mechanischer Schaltkontakte hat besondere Vorteile in Anlagen, bei denen die Überwachung von Kontakten schwierig ist, ferner in schlagwetter-oder explosionsgefährdeten Betrieben oder auch dort, wo die Art der Steuerung die Reihenschaltung einer großen Zahl von Kontakten bedingt. Letzteres ist beispielsweise bei Aufzugssteuerungen ein vielfach erhobenes Erfordernis. Bei der Beantwortung der Frage, nach welchem Prinzip die in solchen kontaktlosen Steuerschaltungen immer vorzusehenden Steuerschalter, wie z. B. Taster, Endlagenschalter, Hilfsschalter von Starkstromschaltern, Schachtschalter und Stockwerkschalter für Aufzüge usw., auszuführen sind, läßt an sich eine große Zahl von Lösungsmöglichkeiten zu, um eine kleine mechanische Bewegung in eine Spannungsänderung oder sonstige Änderung einer elektrischen Größe umzusetzen. Oft ist es dabei aber auch wünschenswert, die Anzahl der Zuleitungen vom Signalgeber des Steuerschalters zu der eigentlichen Steuereinrichtung möglichst gering zu halten.The construction of a control system without mechanical contacts allows move to a very low level of performance. The so far in industrial There are concerns about switchgear with mechanically movable systems Contact facilities are thus no longer necessary. These concerns are predominantly directed against possible disturbances due to contact dust or the precipitation of water vapor or other condensing vapors, due to corrosion, leakage currents and low Isolation from earth, which require relatively high control voltages and currents. A control system that operates with low voltages and powers while avoiding mechanical switching contacts has particular advantages in systems where monitoring It is difficult to make contacts, and in factories where there is a risk of firedamp or explosion or where the type of control allows the series connection of a large number of Contacts conditional. The latter is common in elevator controls, for example requirement raised. In answering the question on which principle the in such contactless control circuits always to be provided control switches, such as z. B. buttons, limit switches, auxiliary switches for high-voltage switches, shaft switches and floor switches for elevators, etc., are to be carried out, in itself a large one Number of possible solutions to convert a small mechanical movement into a change in tension or other changes to an electrical variable. But it is often there also desirable, the number of leads from the signal generator of the control switch to keep the actual control device as low as possible.

Diese Bedingung ist von den gebräuchlichen Anordnungen nicht immer leicht einzuhalten. So sind beispielsweise Einrichtungen bekannt, bei denen ein magnetischer, eine Wechselstromwicklung tragender Kreis durch Annäherung eines Dauermagnets gesättigt und dadurch der Wechselstromwiderstand der Wicklung und die am Lastwiderstand auftretende Spannung geändert werden. In ähnlicher Weise wird bei einer anderen Anordnung ein Transformator gebildet, bei dem ein Teil des magnetischen Kreises mit der Sekundärwicklung beweglich ausgebildet ist. Die mechanische Verstellbarkeit bewirkt eine verschieden starke Kopplung der Sekundärwicklung mit der Primärwicklung. Diese Anordnungen setzen die Verwendung von Wechselströmen voraus, bei denen besondere Sorgfalt hinsichtlich der Leitungsführung erforderlich ist, um bei der Empfindlichkeit der Steuerung genügende Sicherheit gegen Störeinstrahlungen zu erhalten. Abgesehen davon, daß diese Schaltungen zum Teil - wie bereits oben erwähnt - eine unerwünscht hohe Anzahl von Zuleitungen benötigen, machen sie noch Abschirmungen notwendig, um einerseits Störeinstrahlungen von außen zu vermeiden, andererseits aber auch induktive Ausstrahlungen aus den Steuerkreisen auf benachbarte Kreise gering zu halten. Eine weitere Unannehmlichkeit, die die Verwendung von Wechselströmen mit sich bringt, ist in den Geräuschen zu sehen, welche durch die Wechselflüsse verursacht werden.This condition is not always of the common arrangements easy to adhere to. For example, facilities are known in which a magnetic circuit carrying an alternating current winding through the approach of a permanent magnet saturated and thereby the alternating current resistance of the winding and the load resistance occurring voltage can be changed. Similarly, with another Arrangement formed a transformer in which part of the magnetic circuit is designed to be movable with the secondary winding. The mechanical adjustability causes the secondary winding to be coupled to the primary winding to different degrees. These arrangements require the use of alternating currents in which special Care in routing is required to deal with sensitivity to obtain sufficient security against interference radiation for the control system. Apart from that from the fact that some of these circuits - as already mentioned above - are undesirable require a large number of supply lines, they still require shielding, on the one hand to avoid interference from outside, on the other hand also Inductive emissions from the control circuits to neighboring circuits are low keep. Another inconvenience associated with the use of alternating currents can be seen in the noises caused by the alternating flows.

Beim Gegenstand der Erfindung, der, wie bereits eingangs erwähnt, einen kontaktlosen, vorzugsweise durch Verstellen mechanisch beweglicher Teile betätigbaren elektronischen Schalter unter Verwendung von magnetfeldempfindlichen Halbleiterwiderstandskörpern betrifft, können diese Nachteile vermieden werden, wobei überdies eine Gleichstromversorgung der Steuerung möglich ist.In the subject matter of the invention, which, as already mentioned, a contactless, preferably actuatable by adjusting mechanically movable parts electronic switch using magnetic field sensitive semiconductor resistors concerns, these disadvantages can be avoided, moreover using a direct current power supply the control is possible.

Es ist dabei mindestens ein magnetfeldempfindlicher Halbleiterwiderstand so angebracht, daß er durch Änderung der Stärke bzw. Richtung des ihn durchdringenden magnetischen Flusses so beeinflußt wird, daß in einem Ausgangskreis eine wesentliche Änderung einer elektrischen Größe, z. B. eine Widerstands-oder Spannungsänderung, erzielbar ist. Insbesondere kann der magnetfeldempfindliche Widerstand, der seinen Widerstandswert - vorzugsweise durch relative Bewegung eines Dauermagnets - ändert, so beschaffen und das Magnetsystem so bemessen sein, daß beim Übergang von der einen Extremstellung in die andere Endlage so starke Widerstandsänderungen bewirkt werden, daß die in einem an den Widerstand angeschlossenen Laststromkreis mit innerhalb eines vorbestimmten Bereiches schwankendem Widerstandswert vorhandene Spannung ausreichend stark veränderbar ist.There is at least one semiconductor resistor that is sensitive to magnetic fields attached so that it can be changed by changing the strength or direction of the penetrating it Magnetic flux is influenced so that in an output circuit a substantial Change in an electrical quantity, e.g. B. a change in resistance or voltage, is achievable. In particular, the magnetic field-sensitive resistor, its Resistance value changes - preferably through the relative movement of a permanent magnet, be designed and the magnet system dimensioned so that the transition from one Extreme position in the other end position so strong changes in resistance are caused, that the in a load circuit connected to the resistor with within a predetermined range of fluctuating resistance value is sufficient is highly changeable.

Wenn, wie in Fig. 1 gezeigt ist, der magnetfeldempfindliche Widerstand 1 mit einem in Reihe liegenden Lastkreis RL an der Betriebsspannung liegt, so tritt entsprechend dem magnetfeldabhängigen Widerstandswert des magnetfeldempfindlichen Widerstandes 1 am Lastkreis eine bestimmte Spannung UL auf. In einem Verbraucherwiderstand R 1 wird auf diese Weise die notwendige Leistung erzeugt.When, as shown in Fig. 1, the magnetic field sensitive resistor 1 is connected to the operating voltage with a load circuit RL lying in series, then occurs corresponding to the magnetic field-dependent resistance value of the magnetic field-sensitive Resistance 1 on the load circuit has a certain voltage UL. In a consumer resistor In this way, R 1 generates the necessary power.

Es besteht nun vielfach der Wunsch, mit einer solchen Einrichtung nicht - nur einen einzigen Verbraucher, der etwa durch den Belastungswiderstand R 1 zu definieren wäre, anzuschließen, vielmehr sollen beliebig und unabhängig voneinander eine Reihe solcher Verbraucherwiderstände anzuschließen sein, deren Anzahl allerdings begrenzt ist. Es liegen also eine Reihe von Widerständen R 1 . . . R n einander parallel, so daß der Widerstandswert des Lastkreises keine konstante Größe ist, sondern mit zunehmender Anzahl der Parallelwiderstände immer geringer wird. Damit steigen aber die Anforderungen an die Schaltung, wenn man verlangt, daß das Verhältnis von eingeschaltetem zu ausgeschaltetem Zustand durch ein Spannungsverhältnis definiert ist, welches mindestens die Größe 1 :2 besitzt.There is now a desire in many cases to have such a facility not - just a single consumer, for example due to the load resistance R 1 would have to be defined, to be connected, rather should be arbitrary and independent of one another a number of such consumer resistors must be connected, but their number is limited. So there are a number of resistors R 1. . . R n each other parallel, so that the resistance value of the load circuit is not a constant value, but with an increasing number of parallel resistances it becomes smaller and smaller. In order to but increase the demands on the circuit if one demands that the ratio from switched on to switched off state defined by a voltage ratio which is at least 1: 2 in size.

Um ein sicheres Arbeiten der Einrichtung zu erzielen, wird gemäß der Erfindung ein solcher Widerstandskörper in einem zu betätigenden Laststromkreis angeordnet und ihm zur Vergrößerung des zulässigen Schwankungsbereiches für die wirksame Belastung ein an eine gesonderte Hilfsspannung angeschlossener Saugkreis zugeordnet.In order to achieve safe operation of the facility, according to the Invention of such a resistance body in a load circuit to be actuated arranged and him to enlarge the permissible range of fluctuation for the effective load a suction circuit connected to a separate auxiliary voltage assigned.

Die Einrichtung kann einen oder mehrere Halbleiter mit magnetischer Sperrschicht enthalten. Es ist aber auch möglich, als. magnetfeldempfindliche Widerstände magnetfeldabhängige Halbleiter, insbesondere aus einer Verbindung nach Art AIIIBV- Verbindungen zu verwenden; d. h. aus Stoffen, die eine Verbindung eines Elementes der III. mit einem Element der V. Gruppe des Periodischen Systems darstellen. Es kann auch zweckmäßig sein, gegebenenfalls einen oder mehrere Hallspannungserzeuger zu verwenden. Unter Umständen ist es vorteilhaft, hierzu Materialien mit hoher Trägerbeweglichkeit heranzuziehen.The device can be one or more semiconductors with magnetic Barrier included. But it is also possible as. Magnetic field sensitive resistors Magnetic field-dependent semiconductors, in particular from a compound according to type AIIIBV- To use connections; d. H. made of substances that are a compound of an element the III. with an element of Group V of the Periodic Table. It can also be expedient, optionally one or more Hall voltage generators to use. Under certain circumstances, it is advantageous to use materials with a high level of carrier mobility for this purpose to use.

Die im Lastkreis gebildete Spannungsänderung läßt sich zur Steuerung kontaktloser Einrichtungen, wie Magnetverstärker, Transistoren usw., mit Hilfe bekannter Gatterschaltungen ausnutzen. Dabei ist es zweckmäßig, bei Reihenschaltung von magnetfeldempfindlichem Widerstand und Verbraucherkreis an die Verbindungsleitung das Hilfspotential über einen zusätzlichen Widerstand anzuschließen. Die Hilfsspannung hat zweckmäßig entgegengesetzte Polarität zur Hauptspannung. Der Widerstand im Saugkreis kann ebenfalls ein magnetfeldempfindlicher Widerstand sein. Dabei ist es zweckmäßig, diesen Widerstand in umgekehrtem Sinne zu beeinflussen, also so im Magnetsystem anzuordnen, daß bei einer Widerstandserhöhung im eigentlichen magnetfeldempfindlichen Widerstand eine Widerstandserniedrigung am Hilfskreiswiderstand stattfindet. In dem Hilfskreis kann man auch gegebenenfalls eine Temperaturkompensation der Steuerung bewirken, indem man den Widerstand im Hilfskreis temperaturabhängig macht oder einen temperaturabhängigen zusätzlichen Widerstand in diesem Kreis verwendet.The voltage change formed in the load circuit can be used for control purposes contactless devices, such as magnetic amplifiers, transistors, etc., with the help of known Take advantage of gate circuits. It is useful when connecting magnetic field-sensitive devices in series Resistance and consumer circuit to the connection line via the auxiliary potential to connect an additional resistor. The auxiliary voltage is expediently opposite Polarity to the main voltage. The resistance in the suction circuit can also be sensitive to magnetic fields Be resistance. It is useful to reverse this resistance to influence, so to be arranged in the magnet system that with an increase in resistance a decrease in resistance in the actual resistance, which is sensitive to magnetic fields takes place at the auxiliary circuit resistor. In the auxiliary circle you can also if necessary cause the controller to compensate for the temperature by adjusting the resistance in the Makes auxiliary circuit temperature-dependent or an additional temperature-dependent Resistance used in this circle.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Figuren zeigen Ausführungsbeispiele in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen in vereinfachter Darstellung.The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing. the Figures show exemplary embodiments in their essential parts for the invention in a simplified representation.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist im Hilfskreis ein zusätzlicher Widerstand 14 vorgesehen, der an eine negative Spannung - U gelegt ist. Wenn man die Betriebsspannung + U beispielsweise mit 18 V bemißt - bei einer Änderung des Widerstandswertes des magnetfeldempfindlichenWiderstandes 1 zwischen 120 und 1,2 Kiloohm -, so kann man den Widerstand 14 beispielsweise mit 6 Kiloohm bemessen und eine Spannung - U von 90 V anlegen. Wie sich dann leicht ersehen läßt, ergibt sich für den sogenannten ausgeschalteten Zustand, bei dem also der Widerstandswert des magnetfeldempfindlichen Widerstandes 1 seine höchste Größe besitzt; eine Spannungsteilung in der Weise, daß der Verbindungspunkt 15 keine Spannung gegen Null führt. An dem Widerstand RL des Lastkreises ist dann also keine Spannung wirksam. Dabei ist es also auch gleichgültig, wie groß man den Widerstand RL bemißt. Sein Widerstandswert wird dann lediglich so bemessen, daß für den sogenannten eingeschalteten Zustand, bei dem der Widerstandswert des magnetfeldempfindlichen Widerstandes 1 seine geringste Größe besitzt, noch günstige Verhältnisse herrschen. Man wird in diesem Falle den Wert des Widerstandes RL mit etwa 200 Ohm wählen.In the embodiment shown in Fig. 2 is in the auxiliary circuit an additional resistor 14 is provided, which is connected to a negative voltage - U is. If you measure the operating voltage + U, for example, at 18 V - with a Change in the resistance value of the magnetic field sensitive resistor 1 between 120 and 1.2 kilo ohms - so you can set the resistor 14, for example, with 6 kilo ohms dimension and apply a voltage - U of 90 V. As can then easily be seen results for the so-called switched-off state, in which the resistance value the magnetic field sensitive resistor 1 has its largest size; a voltage division in such a way that the connection point 15 does not lead to a voltage towards zero. To the Resistance RL of the load circuit is then no voltage effective. It is there So it does not matter how large the resistance RL is measured. Its resistance value is then only dimensioned in such a way that for the so-called switched-on state, at which the resistance value of the magnetic field-sensitive resistor 1 is the lowest Greatness, favorable conditions still prevail. In this case one becomes the Select the value of the resistor RL with about 200 ohms.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an Stelle des Widerstandes 14 mit normalem Verhalten. nunmehr ebenfalls ein magnetfeldempfindlicher Widerstand ersetzt, welcher mit 16 bezeichnet ist. Während bei der in Fig. 2 veranschaulichten nur zwei Zuleitungen zum Steuerschalter notwendig sind, von denen gegebenenfalls auch eine Rückleitung über Erde oder Masse stattfinden kann, benötigt die in Fig. 3 dargestellte Schaltung eine Leitung mehr. Dadurch, daß aber die Widerstandsänderung im magnetfeldempfindlichen Widerstand 16 ebenfalls zur Steuerung mit herangezogen wird, kann ein höheres Spannungsverhältnis. im Lastkreis erzielt werden oder bei Absenkung der Mindestspannung auf den Nullwert die Spannung im Höchstwert auf einen höheren Betrag gebracht werden. Dabei ist es wünschenswert, beispielsweise die Spannung am Lastkreis zwischen 0 und 10 V ändern zu können. Wenn man annimmt, daß die Widerstandswerte der magnetfeldempfindlichen Widerstände 1 und 16 sich im umgekehrten Sinne zwischen 100 und 300 Ohm ändern, so kann man bei einem wirksamen Lastwiderstand RL von 200 Ohm die Spannung + U mit knapp 21 V und die Spannung - U mit knapp 7 V bemessen. Dabei ergibt sich am Lastwiderstand RL ein Spannungsunterschied von 0 und 10V.In the embodiment shown in Fig. 3 is in place of resistance 14 with normal behavior. now also a magnetic field sensitive Resistance, which is designated with 16 replaced. While illustrated in FIG only two leads to the control switch are necessary, one of which may be a return line via earth or ground can also take place, requires the one shown in Fig. 3 circuit shown one line more. Because, however, the change in resistance in the magnetic field-sensitive resistor 16 is also used for control can be a higher tension ratio. can be achieved in the load circuit or at Lowering the minimum voltage to zero value the voltage in the maximum value to one higher amount can be brought. It is desirable, for example, the tension on the load circuit between 0 and 10 V to be able to change. If you assume that the resistance values of the magnetic field sensitive resistors 1 and 16 are in reverse sense change between 100 and 300 ohms, so you can with an effective Load resistance RL of 200 Ohm the voltage + U with almost 21 V and the voltage - U measured with just under 7 V. This results in a voltage difference across the load resistor RL from 0 and 10V.

Eine Korrektur von Temperaturfehlern kann beispielsweise dadurch ermöglicht werden, daß das Potential der Hilfsspannung, also die negative Spannung, in ihrer Höhe von der Umgebungstemperatur abhängig gemacht wird, beispielsweise indem sie aus einem Spannungsteiler mit temperaturabhängigen und temperaturunabhängigen Widerständen entnommen wird. Bei einer Schaltung gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann auch der Widerstand 14 einen Temperaturgang erhalten, der den Temperaturfehler durch die Änderung der Umgebungstemperatur weitgehend kompensiert. Auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 können in Reihenschaltung oder Parallelschaltung temperaturabhängige Widerstände vorgesehen sein, mit deren Hilfe Temperaturfehler weitgehend ausgeglichen werden.A correction of temperature errors can thereby be made possible, for example be that the potential of the auxiliary voltage, i.e. the negative voltage, in their Height is made dependent on the ambient temperature, for example by from a voltage divider with temperature-dependent and temperature-independent resistors is removed. In a circuit according to the embodiment shown in FIG the resistor 14 can also be given a temperature response that shows the temperature error largely compensated by the change in ambient temperature. Also in the embodiment According to FIG. 3, temperature-dependent circuits can be connected in series or in parallel Resistors can be provided, with the help of which temperature errors are largely compensated will.

Als magnetfeldempfindliche Widerstände können, wie oben erwähnt, magnetfeldabhängige Halbleiter verwendet werden. Es ist auch möglich, gegebenenfalls Hallgeneratoren vorzusehen, wobei dann bei nicht ausreichender Hallspannung ein Verstärker, beispielsweise mit Transistoren, nachgeschaltet sein kann. Weiterhin sind auch Schaltelemente mit magnetischer Sperrschicht, z. B. Germaniumkristalle mit magnetischer Sperrschicht, verwendbar. Es kann zweckmäßig sein, das Magnetfeld von einem negativen Wert bis zu einem positiven Wert umzusteuern, um die Möglichkeit großer Widerstandsänderungen zu bekommen.As mentioned above, magnetic field-dependent resistors can be used as magnetic field-sensitive resistors Semiconductors are used. It is also possible to use Hall generators if necessary to be provided, in which case an amplifier, for example, is provided if the Hall voltage is insufficient with transistors, can be connected downstream. Furthermore, switching elements are also included magnetic barrier, e.g. B. germanium crystals with magnetic barrier layer, usable. It can be useful to increase the magnetic field from a negative value to to a positive value to avoid the possibility of large changes in resistance to get.

Ein Germaniumkristall mit magnetischer Sperrschicht erfährt eine Widerstandsänderung von etwa 1 : 10 bei einer Induktionsänderung von 10000 Gauß in der einen Richtung bis 10000 Gauß in entgegengesetzter Richtung. Man kann diese Induktionsänderung z. B. dadurch erzielen, daß man einen Permanentmagnet gegenüber dem Kristallträger um einen Winkel von 180° dreht. Für Taster, Endschalter u. dgl. kann es aber zweckmäßig sein, zunächst durch einen Dauermagnet die Induktion von 10000 Gauß in einer Richtung herzustellen und dann durch Änderung der Lage eines zweiten Dauermagneten das Feld des ersten Magnets zu übertönen.A germanium crystal with a magnetic barrier layer experiences a change in resistance of about 1:10 with an induction change of 10,000 Gauss in one direction up to 10,000 Gauss in the opposite direction. One can change this induction z. B. can be achieved by having a permanent magnet opposite the crystal carrier rotates through an angle of 180 °. However, it can be useful for buttons, limit switches and the like be, initially by a permanent magnet induction of 10,000 Gauss in one direction and then by changing the position of a second permanent magnet, the field of the first magnet to drown out.

Für eine solche Ausbildungsform der Erfindung ist in Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Der Halbleiterkristall 1 befindet sich hier zwischen zwei Polschuhen 17 und 18, die über einen Luftspalt von unbeweglichen Dauermagneten 19 erregt sind, während der zweite, mit 20 bezeichnete Dauermagnet mechanisch beweglich angebracht ist. Die Pole der Dauermagnete sind mit N und S bezeichnet. Der Magnet 20 kann in Richtung des Pfeiles 21 an das Magnetsystem angenähert oder von diesem entfernt werden. Man kann eine Federkraft vorsehen und den Dauermagnet entgegen der Kraft dieser Feder annähern. Beim Tastschalter kann ein mechanischer Schnappvorgang die Einschaltlage festhalten, bis sie wieder ausgeklinkt ist oder zurückschnappt.An exemplary embodiment is shown in FIG. 4 for such an embodiment of the invention illustrated. The semiconductor crystal 1 is located here between two pole pieces 17 and 18, which are excited by immovable permanent magnets 19 via an air gap, while the second permanent magnet, denoted by 20, is attached to be mechanically movable is. The poles of the permanent magnets are labeled N and S. The magnet 20 can in In the direction of arrow 21 approached or removed from the magnet system will. You can provide a spring force and the permanent magnet against the force approximate this spring. With the pushbutton switch, a mechanical snap action can cause the Hold the switch-on position until it is disengaged again or snaps back.

Zusätzlich zu einem solchen mechanischen Schnappvorgang oder allein können auch elektrische Mittel angewendet werden, um ein Festhalten des. beweglichen Teiles in den Endlagen sicherzustellen. Man kann zu diesem Zwecke von einer Rückkopplung Gebrauch machen. Die Rückkopplung kann den beweglichen Permanentmagnet so lange festhalten, bis durch Unterbrechung des Stromes oder eine Gegensteuerung der Magnet abfällt.In addition to such a mechanical snap action or alone Electrical means can also be used to hold the. Movable To ensure the part in the end positions. One can use a feedback for this purpose Make use. The feedback can keep the moving permanent magnet as long hold on until by interrupting the current or counter-controlling the magnet falls off.

In Fig. 4 ist mit 22 eine Rückkopplungswicklung bezeichnet, die den Widerstand 14 in Fig. 2 ganz oder teilweise ersetzt.In Fig. 4, 22 denotes a feedback winding which the Resistor 14 in Fig. 2 replaced in whole or in part.

In Fig. 5 ist ein solches Schaltungsbeispiel veranschaulicht, bei dem die Wicklung 22 parallel zum Laststromkreis geschaltet ist. Man kann hierbei das Schaltelement ändern und mit Null verbinden, so daß man mit zwei Zuleitungen für den Steuerschalter auskommt.In Fig. 5 such a circuit example is illustrated at which the winding 22 is connected in parallel to the load circuit. You can do this Change the switching element and connect it to zero so that you have two leads for the control switch.

Es kann in manchen Fällen wünschenswert sein, den Übergang vom Einschalten zum Ausschalten und umgekehrt bei schleichender Bewegung so zu beeinflussen, daß ein plötzlicher Umschaltvorgang eintritt. Hierzu läßt sich ebenfalls die obenerwähnte Rückkopplungsschaltung verwenden. In dieser Rückkopplung kann beispielsweise der Strom der Schaltelemente oder ein durch die Spannung am Schaltelement oder Nutzwiderstand getriebener Strom zur Beeinflussung der Magnetisierung mitbenutzt werden, indem eine Wicklung 22 die Magnetisierung durch den Permanentmagnet unterstützt oder ihr entgegenwirkt, je nachdem, ob man einen Arbeitsstromschalter oder einen Ruhestromschalter herstellen will.In some cases it may be desirable to transition from switching on to switch off and vice versa with creeping movement so that a sudden switchover occurs. The above-mentioned can also be used for this purpose Use feedback circuit. In this feedback, for example, the Current of the switching elements or a through the voltage on the switching element or useful resistor driven current can also be used to influence the magnetization by a winding 22 supports the magnetization by the permanent magnet or her counteracts, depending on whether you have an operating current switch or a closed current switch wants to manufacture.

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kontaktloser, vorzugsweise durch Verstellen mechanisch beweglicher Teile betätigbarer elektronischer Schalter unter Verwendung von magnetfeldempfindlichen Halbleiterwiderstandskörpern, dadurch gekennzeichnet, daß ein solcher Widerstandskörper in einem zu betätigenden Laststromkreis angeordnet und ihm zur Vergrößerung des zulässigen Schwankungsbereiches für die wirksame Belastung ein an eine gesonderte Hilfsspannung angeschlossener Saugkreis zugeordnet ist. PATENT CLAIMS: 1. Contactless, preferably by mechanical adjustment moving parts actuatable electronic switch using magnetic field sensitive Semiconductor resistance bodies, characterized in that such a resistance body arranged in a load circuit to be actuated and to enlarge the permissible fluctuation range for the effective load to a separate Auxiliary voltage connected suction circuit is assigned. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Widerstandskörper und der Last an den Laststromkreis angeschlossene Saugkreis einen zusätzlichen Widerstand enthält. 2. Switch according to claim 1, characterized in that the between the resistance body and the load The suction circuit connected to the load circuit contains an additional resistor. 3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Widerstand ein magnetfeldempfindlicher Widerstand ist. 3. Switch according to claim 2, characterized in that the additional resistor is a magnetic field sensitive resistor. 4. Schalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung der Lastspannung entgegengesetzt gepolt ist. 4. Switch according to claim 2 or 3, characterized in that the auxiliary voltage has the opposite polarity to the load voltage is. 5. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetfeldempfindliche Widerstand im Saugkreis im entgegengesetzten Sinne wie der magnetfeldempfindliche Widerstand im Laststromkreis beeinflußt ist. 5. Switch according to claim 3, characterized in that the magnetic field sensitive Resistance in the suction circuit in the opposite sense as that which is sensitive to magnetic fields Resistance in the load circuit is affected. 6. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Saugkreis temperaturempfindliche Widerstände vorgesehen sind. 6. Switch according to one of the preceding Claims, characterized in that temperature-sensitive resistors in the suction circuit are provided. 7. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand im Saugkreis ganz oder teilweise als Rückkopplungswicklung zum Erzwingen plötzlicher Spannungsänderungen beim Ein- und Ausschalten ausgebildet ist. B. 7. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that that the resistance in the suction circuit wholly or partially as a feedback winding to the Forcing sudden voltage changes when switching on and off is designed is. B. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungswicklung zur Erzielung eines plötzlichen Umschaltvorganges bei langsamer Änderung des beeinflussenden Magnetfeldes mitbenutzt ist, indem sie das Magnetfeld stärkt bzw. schwächt (Arbeitsstrom- bzw, Ruhestromprinzip). Switch according to Claim 7, characterized in that the feedback winding to achieve a sudden switching process with a slow change of the influencing Magnetic field is also used by strengthening or weakens (open-circuit or closed-circuit principle). 9. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als magnetfeldempfindliche Widerstände Halbleiter mit magnetischer Sperrschicht, Halbleiter aus AIIIBV-Verbindungen oder Hallspannungserzeuger vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1043 393.9. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that semiconductors with a magnetic barrier layer, semiconductors from AIIIBV connections or Hall voltage generators are provided as magnetic field-sensitive resistors. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1 043 393.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1299321B (en) * 1967-04-21 1969-07-17 Siemens Ag Device for a contactless, digital and direction-sensitive switch

Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1043393B (en) * 1956-04-11 1958-11-13 Philips Nv Electronic gate circuit

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