DE1754066U

DE1754066U - DEVICE FOR COMPENSATION OF THE INDUCTIVE COMPONENT IN REAL VOLTAGE GENERATORS.

Info

Publication number: DE1754066U
Application number: DES15911U
Authority: DE
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1955-01-31
Filing date: 1955-01-31
Publication date: 1957-10-17

Description

Einrichtung zur Kompensation der induktiven Komponente beiHallspannungserzeugern t> Es ist bekannt, daß bei gewissen Stoffen, z. B. Wismut und Germanium, die in einem Magnetfeld angeordnet sind und von einem Strom durchflossen werden, senkrecht zur Strom-und Feldrichtung die sog. Hallspannung auftritt. Diese Hallspannung ist proportional dem Produkt aus Strom und Feldstärke. Bei Anordnung des Hallkörpers in einem magnetischen Wechselfeld wird jedoch in der zur Abführung der Hallspannung unvermeidlichen Leiterschleife zusätzlich eine Spannung induziert, die sich der Hallspannung überlagert. Zur Vermeidung dieser induktiven Komponente ist bereits eine Anordnung bekanntgeworden, bei der einer der beiden, zur Abnahme der Hallspannung dienenden Leiter parallel zum Hallgenerator durch das Magnetfeld geführt ist. Durch Veränderung der räumlichen Lage dieses Leiters, sowie durch geeignete Formgebung kann erreicht werden, daß er weitgehend von denselben magnet-. sehen Kraftlinien geschnitten wird, wie der Hallkörper, so daß eine induktive Beeinflussung nahezu ausgeschaltet ist. Weiterhin ist zur Kompensation der induktiven Komponente vorgeschlagen C> worden, den einen der die Hallspannung abnehmende Drähte in Richtung auf die andere Abnahmestelle isoliert über den Widerstandskörper vorzugsweise unmittelbar auf diesem liegend herauszuführen und anschließend mit dem zur anderen Abnahmestelle der Hallspannung führenden Zuleitungsdraht derart weiterzuführen, daß eine wirksame Induktionsfläche in Bezug auf den Fluß der Magnetfeldanordnung vermieden ist. u Durch diese Mittel kann eine in vielen Fällen ausreichende Kom- pensation der induktiven Komponente erreicht werden. Es sind nun aber Hallkörper bekanntgeworden, die aus einem Material o hoher Trägerbeweglichkeit von mindestens etwa 6000 cm2/Vs be- stehen. Zu diesen Materialien gehören halbleitende Verbindungen, vorzugsweise von der Form A-m-B.,, d. h. Verbindungen eines 111 1- Elementes A der III. Gruppe mit einem Element B der V. Gruppe des periodischen Systems, beispielsweise InSb oder InAs. Infolge der hohen Trägerbeweglichkeit dieser Stoffe ist die an ihnen entstehende Hallspannung um einige Größenordnungen höher als diejenige bei Wismut oder Germanium. Außerdem ist es möglich, die an ihnen entstehende Hallspannung an ein stromaufnehmendes Gerät anzulegen, so daß man diese Hallspannungserzeuger als Hallgeneratoren bezeichnet. Die Hallgeneratoren eignen sich für äußerst empfindliche Messungen, bei denen sich'auch eine extrem niedrige induktive Komponente störend. bemerkbar machen kann. V Die Aufgabe der vorliegenden'Neuerung besteht darin, einen voll- ständigen Abgleich der induktiven Komponente zu erreichen. neueruwgemäß ist eine in den Hallkreis geschaltete Leiterschleife in einem Magnetfeld angeordnet, dessen zeitliche Änderung mit derjenigen des den Hallgenerator beeinflussenden Magnetfeldes übereinstimmt 0 Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß von dem Strom, der das den Hallgenerator beeinflussende Magnet- feld erzeugt, zugleich ein zweites Magnetfeld hervorgerufen C> wird. Infolgedessen weisen beide Magnetfelder die gleiche zeitliche Änderung auf. Die von diesem zweiten Magnetfeld in der Leiterschleife induzierte Spannung ist dann so zu schalten, daß' sie der induktiven Komponente des Hallgenerators entgegenwirkt.Device for compensating the inductive component for hall voltage generators t> It is known that with certain substances, e.g. B. bismuth and germanium, which are arranged in a magnetic field and through which a current flows, the so-called Hall voltage occurs perpendicular to the current and field direction. This Hall voltage is proportional to the product of current and field strength. When the Hall body is arranged in an alternating magnetic field, however, a voltage is additionally induced in the conductor loop, which is inevitable for dissipating the Hall voltage, which is superimposed on the Hall voltage. To avoid this inductive component, an arrangement has already become known in which one of the two conductors serving to decrease the Hall voltage is passed through the magnetic field parallel to the Hall generator. By changing the spatial position of this conductor, as well as by suitable shaping, it can be achieved that it is largely magnetic. see lines of force cut, like the Hall body, so that inductive influence is almost eliminated. Farther is proposed to compensate for the inductive component C> been to lead out one of the wires decreasing the Hall voltage in the direction of the other pick-up point, isolated via the resistor body, preferably lying directly on it, and then continue with the lead wire leading to the other pick-up point of the Hall voltage in such a way, that an effective induction surface in relation to the flow of the Magnetic field arrangement is avoided. u With these means, in many cases, sufficient com- compensation of the inductive component can be achieved. There are But now reverberation bodies have become known that are made of one material O high mobility of the carrier of at least about 6000 cm2 / Vs stand. These materials include semiconducting compounds, preferably of the form AmB. ,, ie compounds of a 111 1- Element A of III. Group with an element B of group V of the periodic table, for example InSb or InAs. As a result of the high mobility of these materials, the Hall voltage generated on them is several orders of magnitude higher than that of bismuth or germanium. In addition, it is possible to apply the Hall voltage produced on them to a current-consuming device, so that these Hall voltage generators are referred to as Hall generators. The hall generators are extremely suitable for sensitive measurements, in which there is also an extremely low interfering inductive component. can make noticeable. V The task of the present renewal is to provide a fully to achieve constant adjustment of the inductive component. According to the new, a conductor loop connected to the Hall circuit is arranged in a magnetic field whose change over time corresponds to that of the magnetic field influencing the Hall generator. field generated, at the same time caused a second magnetic field C> will. As a result, both magnetic fields have the same change over time. The voltage induced in the conductor loop by this second magnetic field must then be switched in such a way that it counteracts the inductive component of the Hall generator.

Damit die induktive Komponente der Hallspannung und die in der Leiterschleife induzierte Gegenspannung absolut genommen die gleiche Größe erhalten, kann beispielsweise die erforderliche Stärke des Magnetfeldes durch Änderung des dieses Magnetfeld erzeugenden Stromes erreicht werden. Vorteilhaft bleibt jedoch die Stärke des Magnetfeldes unverändert. Die Anpassung der in C> der Leiterschleife erzeugten Gegenspannung kann in diesen Fall dadurch erreicht werden, daß die Leiterschleife innerhalb des Magnetfeldes in ihrer räumlichen Lage veränderbar ist. Bei einer derartigen Anordnung der Leiterschleife kann gemäß der weiteren Neuerung die Leiterschleife unmittelbar in dem den Hallgenerator beeinflussenden Magnetfeld angeordnet sein. Falls in diesem Falle die in der Leiterschleife induzierte Gegenspannung zur Kompensation der induktiven Komponente der Hallspannung nicht ausreicht, kann die Leiterschleife mit mehreren Windungen ausgebildet werden.So that the inductive component of the Hall voltage and the counter-voltage induced in the conductor loop have the same size, for example, the required strength of the magnetic field can be achieved by changing the current that generates this magnetic field. However, it remains advantageous the strength of the magnetic field remains unchanged. The adaptation of the in C> The counter-voltage generated by the conductor loop can in this case be achieved in that the spatial position of the conductor loop can be changed within the magnetic field. With such an arrangement of the conductor loop, according to the further innovation, the conductor loop can be arranged directly in the magnetic field influencing the Hall generator. If, in this case, the counter voltage induced in the conductor loop is not sufficient to compensate for the inductive component of the Hall voltage, the conductor loop can be formed with several turns.

In vielen Fällen wird der Hallgenerator mit einer Halterung aus nichtmagnetischem Material versehen, vorzugsweise in einem.In many cases, the Hall generator comes with a non-magnetic bracket Material provided, preferably in one.

Kunststoff eingebettet, der eine Beschädigung des Hällgenerators bzw. der an dem Hallgenerator befestigten Elektroden vermeiden soll. In diesem halle ist es vorteilhaft, die Leiterschleife innerhalb der Halterung des Hallgenerators verstellbar anzuordnen.Plastic embedded, which could damage the Hall generator or the electrodes attached to the Hall generator should avoid. In this hall it is advantageous to place the conductor loop inside the holder of the Hall generator to be arranged adjustable.

Das kann beispielsweise in der Art geschehen, daß die Halterung mit einer Bohrung versehen ist und'die Leiterschleife mittels einer Muffe in der Bohrung drehbar befestigt wird.This can be done, for example, in such a way that the bracket with a hole is provided and'die conductor loop by means of a sleeve in the hole is rotatably attached.

Anhand der Figuren 1 bis 6 sei die Erfindung näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to FIGS.

Figo 1 und 2 zeigen eine Gesamtansicht im Grund-und Aufriß Der Hallgenerator 1 ist von einem Gußkörper 2 umgeben. 3 und 4 sind die Zuführungsleitungen für den primären Steuerstrom 5 und 6 die Leitungen, an denen die Hallspannung abgenommen wird, In den Stromkreis der einen Leitung 6 ist eine Leiterschleife 7 ge- schaltet, die aus sehr dünnem, steifem Draht besteht. Der Draht- durchmesser dieser Schleife 7 ist vorteilhaft gleich dem Drahtdurchmesser der Verbindungsleitungen 5a und 6a zvischen den Hallelektroden und den Lötösen 8. Diese Schleife 7 ist in einer Bohrung 9 des Gußkörpers 2 drehbar angeordnet. In dem Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß das Magnetfeld senkrecht zur Zeichenebene steht. Es ist leicht verständlich, daß durch einfache Drehung der Leiterschleife 7 um ihre Längsachse die Höhe der in der Leiterschleife 7 induzierten Spannung verändert werden kann, so daß eine Anpassung an die induktive Störkomponente der Hallspannung möglich ist. Durch eine Muffe 10 wird die Leiterschleife 7 in der Bohrung 9 gehalten.1 and 2 show an overall view in plan and elevation. The Hall generator 1 is surrounded by a cast body 2. 3 and 4 are the feed lines for the primary control current 5 and 6 the lines from which the Hall voltage is tapped, In the circuit of one line 6 is a conductor loop 7 switches, which consists of very thin, stiff wire. The wire- The diameter of this loop 7 is advantageously equal to the wire diameter of the connecting lines 5a and 6a between the Hall electrodes and the soldering lugs 8. This loop 7 is rotatably arranged in a bore 9 of the cast body 2. In the exemplary embodiment it is assumed that the magnetic field is perpendicular to the plane of the drawing. It is easy to understand that the level of the voltage induced in the conductor loop 7 can be changed by simply rotating the conductor loop 7 about its longitudinal axis, so that an adaptation to the inductive interference component of the Hall voltage is possible. The conductor loop 7 is held in the bore 9 by a sleeve 10.

Für die Ausbildung der Muffe und die Haltung der Leiterschleife in der Muffe sind in den Fig. 3 bis 5 verschiedene Ausführungbeispiele dargestellt. In Fig. 3 besteht die Muffe aus einem Schaft 11 kleineren Durchmessers und einem Kopf 12 größeren Durchmessers. Der Durchmesser des Schaftes 11 ist dabei gleich oder um ein geringes kleiner als der Durchmesser der Bohrung 9, so daß eine Drehung der Laiterschleife 7 um die Längsachse möglich i. st.For the formation of the sleeve and the maintenance of the conductor loop in the sleeve are shown in Figs. 3 to 5 different embodiments. In Fig. 3, the sleeve consists of a shaft 11 of smaller diameter and a Head 12 of larger diameter. The diameter of the shaft 11 is the same or by a little smaller than the diameter of the bore 9, so that a rotation the Laiterschleife 7 around the longitudinal axis possible i. st.

In der endgültigen Stellung kann sodann eine weitere Verdrehung, beispielsweise infolge Erschütterungen o. dgl., durch bekannte C> Arretierungsmittel verhindert werden. Zwischen der Leiterschleife 7 und der Muffe 10 ist eine Isolierschicht 13 angeordnet, die zugleich eine Beschädigung des Leiters verhindert.In the final position, a further rotation, for example as a result of vibrations o. The like., by known C> Locking means are prevented. An insulating layer 13, which at the same time prevents damage to the conductor, is arranged between the conductor loop 7 and the sleeve 10.

In Fig. 4 ist der Schaft 11 der laufe 10 mit einem Gewinde 14 versehen, welches in die Bohrung 9 eingeschraubt werden kann.In Fig. 4 the shaft 11 of the barrel 10 is provided with a thread 14, which can be screwed into the bore 9.

In diesen Fall ist es vorteilhaft, entweder Schaft 11 und Kopf 12 gegeneinander verdrehbar auszubilden, oder aber auf dem Gewinde 14 des Schaftes 11 eine Gegenmutter anzuordnen, mit deren Hilfe die Muffe 10 in dem einjustiertesn Zustand gehalten wird.In this case it is advantageous to have either shaft 11 and head 12 to be rotated against each other, or on the thread 14 of the shaft 11 to arrange a lock nut, with the help of which the sleeve 10 in the einjustiertern State is maintained.

Ein besonders einfaches Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 5, in welcher der Schaft 11 konisch ausgebildet ist, so daß nach dem Einjustieren der Leiterschleife 7 durch weiteres Einpressen der I. luffe 10 in die Bohrung 9 ein fester Sitz erreicht werden kann.A particularly simple embodiment is shown in FIG. 5, in which the shaft 11 is conical so that after adjusting the conductor loop 7 by further pressing the I. luffe 10 into the bore 9 a tight fit is achieved can be.

In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Leiterschleife 7 aus mehreren Windungen besteht, welche ebenfalls, wie in den Fig. 1 bis 5 dargestellt, in der Bohrung, 9 des Gußkörpers 2 angeordnet sein können.In Fig. 6 an embodiment is shown in which the conductor loop 7 consists of several turns, which also, as shown in FIGS. 1 to 5, in the bore 9 of the cast body 2 can be arranged.

Durch die Neuerung kann ein genauer Abgleich der induktiven Steuerkomponente der Hallspannung erreicht werden. Mit besonde- C> rem Vorteil ist die Neuerung zum Feinabgleich geeignet bei solchen Hallgeneratoren, bei denen bereits durch andere Mittel ein Grobabgleich der induktiven Komponente erreicht ist.The innovation enables a more precise comparison of the inductive Control component of the Hall voltage can be achieved. With special C> Another advantage is that the new feature for fine adjustment is suitable for those Hall generators in which a coarse adjustment of the inductive components has already been achieved by other means.

14 Schutzansprücñe 6 Figuren14 claims to protection 6 figures

Claims

Protection claims 1. Device for compensation of the inductive component in the case of Hall voltage generators, preferably Hall generators made of a higher material Mobility of carriers exposed to a time-varying magnetic field, characterized in that a conductor loop connected to the Hall circuit in a magnetic field is arranged, the change over time with that of the Hall generator influencing magnetic field matches.

2. Device according to claim 1, characterized in that the conductor loop is changeable in their spatial position to the magnetic field.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the conductor loop directly in the magnetic field influencing the Hall generator is arranged.

4o device according to claim 1 to 3, characterized in that the conductor loop has several turns. 5. Device according to claim 1 to 4, characterized in that C>

that the conductor loop is adjustable in the holder of the Hall generator.

6. Device according to claim 5, characterized in that the conductor loop is arranged in a bore of the bracket.

7. Device according to claim 6, characterized in that the conductor loop is fastened in the bore by means of a sleeve. 8. Device according to claim 7, characterized in that the sleeve from a shaft of smaller diameter and a L L.

Head of larger diameter is made.

9o device according to claim 8, characterized in that the diameter of the shaft equal to or slightly smaller than the diameter of the bore is (Fig. 3).

10. Device according to claim 9, characterized in that the shaft with a thread which can be screwed into the bore is provided (Fig 4) I. 11. Device according to claim 10, characterized in that The shaft and head can be rotated relative to one another 12. Device according to claim 9, characterized in that the shaft is slightly conical (Fig. 5) O 130 Device according to claim 7 and the following, characterized

shows that an insulating layer is arranged between the conductor loop and the sleeve.

14. Device according to claim 1 to 13, characterized by the use for fine adjustment in such Hall generators, which have already been done by other means. a rough adjustment of the inductive component has been achieved.