JPS5840687A - ホ−ル乗算器 - Google Patents
ホ−ル乗算器Info
- Publication number
- JPS5840687A JPS5840687A JP56139342A JP13934281A JPS5840687A JP S5840687 A JPS5840687 A JP S5840687A JP 56139342 A JP56139342 A JP 56139342A JP 13934281 A JP13934281 A JP 13934281A JP S5840687 A JPS5840687 A JP S5840687A
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- voltage
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-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
- G06G—ANALOGUE COMPUTERS
- G06G7/00—Devices in which the computing operation is performed by varying electric or magnetic quantities
- G06G7/12—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers specially adapted therefor
- G06G7/16—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers specially adapted therefor for multiplication or division
- G06G7/162—Arrangements for performing computing operations, e.g. operational amplifiers specially adapted therefor for multiplication or division using galvano- magnetic effects, e.g. Hall effect; using similar magnetic effects
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発倒は、１個のホール素子を用いて電力測定中磁気測
定等を行うホール乗算器に関する。
定等を行うホール乗算器に関する。
ホール素子を用いて例えば電力を測定する場合、負荷電
圧と負荷電流をそれぞれ制御電流と磁場に変換してホー
ル素子に印加し、それらの乗算結果であるホール出力電
圧を測定する。こＯ場合、ホール出力電圧が微小である
ため、低オフセツト電圧、低ドリフトの特殊な増幅器を
用いなければならず、ｉ九ホール出力電圧が温度によυ
変動する丸め、これを補償しなければならない、といっ
たことが安価でかつ高精ｔ。
圧と負荷電流をそれぞれ制御電流と磁場に変換してホー
ル素子に印加し、それらの乗算結果であるホール出力電
圧を測定する。こＯ場合、ホール出力電圧が微小である
ため、低オフセツト電圧、低ドリフトの特殊な増幅器を
用いなければならず、ｉ九ホール出力電圧が温度によυ
変動する丸め、これを補償しなければならない、といっ
たことが安価でかつ高精ｔ。
測定装置を実現する上で問題となっている。
例えば、ＧａＡ−十Ｇ・ホール素子はホール出力電圧Ｏ
ｉ１度係数が−０，０２％／℃と小さいが出力電圧が約
２０ｍＶ／Ｋｇａｕｓｓと小さい、一方１ｍＢｂホール
素子は出力電圧が約２００ｍＶ／Ｋｇａｕ易Ｓと大壷い
が、温度係数が一３％／℃と大きい、従ってｌａｍｂホ
ール素子は、温度特性が悪いために高精度を要する測定
には用いられず、出方電圧が大きくかつ安価であるとい
う特徴が十分生かされていない。
ｉ１度係数が−０，０２％／℃と小さいが出力電圧が約
２０ｍＶ／Ｋｇａｕｓｓと小さい、一方１ｍＢｂホール
素子は出力電圧が約２００ｍＶ／Ｋｇａｕ易Ｓと大壷い
が、温度係数が一３％／℃と大きい、従ってｌａｍｂホ
ール素子は、温度特性が悪いために高精度を要する測定
には用いられず、出方電圧が大きくかつ安価であるとい
う特徴が十分生かされていない。
本発明は上記の点に鑑み、温度特性の悪いホール素子で
あっても確実に温度補償を行って高精度の測定を可能と
し九ホール乗算器を提供するものである。
あっても確実に温度補償を行って高精度の測定を可能と
し九ホール乗算器を提供するものである。
本発明に係るホール乗算器の原理構成を第１図に示す０
図において、ｌがホール素子であり、そのホール出力電
圧を増幅器２により増幅し、その出力電圧を一端を接地
した積分器ＩＫより積分するようｋなっている。ホール
素子１には、乗算すべ龜信号ａ１およびａｌをそれぞれ
制御電流■１および磁場Ｂ、として印加する。一方ホー
ル素子ｌＫは、基準信号す、を制御電流Ｉ。
図において、ｌがホール素子であり、そのホール出力電
圧を増幅器２により増幅し、その出力電圧を一端を接地
した積分器ＩＫより積分するようｋなっている。ホール
素子１には、乗算すべ龜信号ａ１およびａｌをそれぞれ
制御電流■１および磁場Ｂ、として印加する。一方ホー
ル素子ｌＫは、基準信号す、を制御電流Ｉ。
として制御電流ｘ１に重畳して印加すると共に、積分器
Ｓの出力電圧ｂｌを磁場Ｂ、に変換して、これをホール
出力電圧が零となるように、即ち負帰還ルーｌを構成す
るように磁場Ｂ、に重畳して印加する。この場合、ホー
ル索子１では磁場３１は信号亀ＩＫのみ感応し、磁場１
．は信号ａ嘗Ｋｏみ感応するように、例えば１に、１１
を交流とし、夏１ ｅ ”ｍを直流とする。４鳳。
Ｓの出力電圧ｂｌを磁場Ｂ、に変換して、これをホール
出力電圧が零となるように、即ち負帰還ルーｌを構成す
るように磁場Ｂ、に重畳して印加する。この場合、ホー
ル索子１では磁場３１は信号亀ＩＫのみ感応し、磁場１
．は信号ａ嘗Ｋｏみ感応するように、例えば１に、１１
を交流とし、夏１ ｅ ”ｍを直流とする。４鳳。
４１はそれぞれ磁場Ｂ１＋Ｂｌを得るための電磁石を示
している。
している。
このように構成して、省号ａ重とａｌの乗算結果を積分
ＷＩＳの出力電圧ｂｓ Ｋよ〉測定することくより、ホ
ール素子１の温度係数の影響が完全に除去される。即ち
、ホール素子１の信号ａＩとａ麿によるホール出力電圧
ｖ！１１は温度ＴＫよシ変動する係数をＫ （Ｔ）とし
てＶａｔ ＝Ｋ （Ｔ） ・ ａｓ ＩＩＪ
−で表わされる。同ＩＩＫホール票子１０
基準信号ｈ１と積分器出力電圧ｂｓＫよるホール出力電
圧Ｖｌｌは Ｖ、嘗ｇＫ （Ｔ） ａ ｂｌ ｏｉｌｍで表
わされる。ところで積分器３の入力の一端は接地され、
増幅器２に得られる出力電圧が零となるように負珊遺ル
ー！が構成されているから。
ＷＩＳの出力電圧ｂｓ Ｋよ〉測定することくより、ホ
ール素子１の温度係数の影響が完全に除去される。即ち
、ホール素子１の信号ａＩとａ麿によるホール出力電圧
ｖ！１１は温度ＴＫよシ変動する係数をＫ （Ｔ）とし
てＶａｔ ＝Ｋ （Ｔ） ・ ａｓ ＩＩＪ
−で表わされる。同ＩＩＫホール票子１０
基準信号ｈ１と積分器出力電圧ｂｓＫよるホール出力電
圧Ｖｌｌは Ｖ、嘗ｇＫ （Ｔ） ａ ｂｌ ｏｉｌｍで表
わされる。ところで積分器３の入力の一端は接地され、
増幅器２に得られる出力電圧が零となるように負珊遺ル
ー！が構成されているから。
■−１−Ｖｍ愈 ＝Ｋ（Ｔ） ・ａｔ ＃ｌ寓−Ｋ（
Ｔ） ・ｂｒ ・ｂｍ ＝ ０である。従って ａｌ・ａｌ＝ｂｌ・ｂｌ となり、基準信号ｂ１を一定とすれば １１ °ａ露 ｂ。
Ｔ） ・ｂｒ ・ｂｍ ＝ ０である。従って ａｌ・ａｌ＝ｂｌ・ｂｌ となり、基準信号ｂ１を一定とすれば １１ °ａ露 ｂ。
となる、即ち、信号ａ１とａｌの乗算結果は温度によｐ
変化するＫ （Ｔ）の項が補償されて積分器３の出力電
圧ｂｌに比例する形で得られるととＫなる。
変化するＫ （Ｔ）の項が補償されて積分器３の出力電
圧ｂｌに比例する形で得られるととＫなる。
を九この場合、基準信号ｂ１を信号ａ１と略等しい値に
設定しておけば、つまりホール素子ＩＫＲれる制御電流
成分！１ ａ Ｆが略等しくなるように設定しておけば
、ホール索子ｌの磁場直線性が多少悪くてもその影響が
相殺されて高精度の乗算を行うことができる。
設定しておけば、つまりホール素子ＩＫＲれる制御電流
成分！１ ａ Ｆが略等しくなるように設定しておけば
、ホール索子ｌの磁場直線性が多少悪くてもその影響が
相殺されて高精度の乗算を行うことができる。
第２図はこの発明を電力計に適用した実施例を示すもの
で、第１図と対応する部分には第１図と同一符号を付し
である。ホール素子ｌには、交流負荷電圧ｖＬをパワー
トランス５を介して制御電流！１に変換して印加し、交
流負荷電流ｒＬを電磁石４１により磁場Ｂ１に肇換して
印加する。會えホール素子１には、直流の基準電圧りに
より制御電流ｒ＝を制御電ｆｉｌｔＫ重畳して印加し、
積分器８の出力電圧Ｖ、を電圧−電流変換器Ｉにより電
流に変換した後、電磁石４層′によ如磁場Ｂ、に変換し
て印加する。電磁石’１’ｅ’４ｍは共通のコアを用い
ており、そＯイヤツノ内にホール素子１が配電されるこ
とになる。
で、第１図と対応する部分には第１図と同一符号を付し
である。ホール素子ｌには、交流負荷電圧ｖＬをパワー
トランス５を介して制御電流！１に変換して印加し、交
流負荷電流ｒＬを電磁石４１により磁場Ｂ１に肇換して
印加する。會えホール素子１には、直流の基準電圧りに
より制御電流ｒ＝を制御電ｆｉｌｔＫ重畳して印加し、
積分器８の出力電圧Ｖ、を電圧−電流変換器Ｉにより電
流に変換した後、電磁石４層′によ如磁場Ｂ、に変換し
て印加する。電磁石’１’ｅ’４ｍは共通のコアを用い
ており、そＯイヤツノ内にホール素子１が配電されるこ
とになる。
これＫよって、先の原理説明から明らかなとおり、電力
値ＶＬ Ｘ ＩＬ ｔ−すれに比例した積分器３の出力
電圧Ｖｓ Ｋ変換して測定することができろうそしてホ
ール素子の温度による特性姿動は補償されているから、
例えば温度係数の大きい夏馳８−ホール素子を用いても
高精度の電力測定が可能となる。第３図は、第２図の実
施例でホール素子ｌとして１ｍ８ｂホール菓子を用いた
場合の温度特性（イ）と、同様のＩｎａｂホール素子を
用いて単純に＊荷電圧と負荷電流の積を求める電力針を
構成した従来例の温度特性（ロ）を比較して示したもの
で１本夾施何による温度特性の向上が−著Ｋｌｌめられ
る。ｔた前述のように、基準電圧ｖ１の値を選ぶことに
より、ホール素子の磁場直線性が悪くてもその影響を受
けず高精度の電力測定が可能となる。
値ＶＬ Ｘ ＩＬ ｔ−すれに比例した積分器３の出力
電圧Ｖｓ Ｋ変換して測定することができろうそしてホ
ール素子の温度による特性姿動は補償されているから、
例えば温度係数の大きい夏馳８−ホール素子を用いても
高精度の電力測定が可能となる。第３図は、第２図の実
施例でホール素子ｌとして１ｍ８ｂホール菓子を用いた
場合の温度特性（イ）と、同様のＩｎａｂホール素子を
用いて単純に＊荷電圧と負荷電流の積を求める電力針を
構成した従来例の温度特性（ロ）を比較して示したもの
で１本夾施何による温度特性の向上が−著Ｋｌｌめられ
る。ｔた前述のように、基準電圧ｖ１の値を選ぶことに
より、ホール素子の磁場直線性が悪くてもその影響を受
けず高精度の電力測定が可能となる。
更Ｋ、従来よシホール素子の駆動には温度特性の点から
定電流駆動が多く用いられているが、本発明によれば定
電圧駆動としても出力電圧の温度補償が確実に行われる
から、回路が簡単、不平衡電圧の温度変化が少ない、素
子の抵抗差による積感度のばらつきが小さい、といった
定電圧駆動の特徴も十分生かすことができる。
定電流駆動が多く用いられているが、本発明によれば定
電圧駆動としても出力電圧の温度補償が確実に行われる
から、回路が簡単、不平衡電圧の温度変化が少ない、素
子の抵抗差による積感度のばらつきが小さい、といった
定電圧駆動の特徴も十分生かすことができる。
第４図は本発明をＲＭＳコン・童−夕に適用した実施例
である。即ち第１図における信号亀３として信号＆怠を
用い、また基準信号ｂ１の代シに積分Ｗｈ１の出力電圧
す雪を用いている・このとき、 ａｌ＝ 龜ｌにム ｂにｂｌＣＢ であるから、先の原理説明から、 Ｋ （Ｔ）ム” Ｗ Ｋ （Ｔ） Ｂ’とな如、 Ｂ＝り となる。つｔヤ入力信号ａ１の真の実効値−８値）を検
出することができる。この実施例においても、先の実施
例と同様の効果が得られることは明らかである。
である。即ち第１図における信号亀３として信号＆怠を
用い、また基準信号ｂ１の代シに積分Ｗｈ１の出力電圧
す雪を用いている・このとき、 ａｌ＝ 龜ｌにム ｂにｂｌＣＢ であるから、先の原理説明から、 Ｋ （Ｔ）ム” Ｗ Ｋ （Ｔ） Ｂ’とな如、 Ｂ＝り となる。つｔヤ入力信号ａ１の真の実効値−８値）を検
出することができる。この実施例においても、先の実施
例と同様の効果が得られることは明らかである。
以上説明したように本発明によれば、温度特性の悪いホ
ール素子を用いても確実にＩｌ＆補償が行われ、また基
準信号を設定することにより磁場直線性の影響も除かれ
、従って高精度の測定を可能としたホール乗算器が得ら
れる。
ール素子を用いても確実にＩｌ＆補償が行われ、また基
準信号を設定することにより磁場直線性の影響も除かれ
、従って高精度の測定を可能としたホール乗算器が得ら
れる。
第１図は本発明のホール乗纂器の原理構成を示す図、第
２図は本発明を電力針に適用した実施例を示す図、第３
図はその温度特性を従来例と比較して示す図、第４図は
本発明を闇コンバータに適用した実施例を示す図である
。 １・・・ホール素子、２・・・増幅器、８・・・積分器
、Ｃ・・・電圧−電流変換器、”１ ＊ ”ｌ・・・乗
算すべき信号、ｂｌ・・・基準信号、ｂ、・・・積分器
出力電圧。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 門弟 １ 因 １
２図は本発明を電力針に適用した実施例を示す図、第３
図はその温度特性を従来例と比較して示す図、第４図は
本発明を闇コンバータに適用した実施例を示す図である
。 １・・・ホール素子、２・・・増幅器、８・・・積分器
、Ｃ・・・電圧−電流変換器、”１ ＊ ”ｌ・・・乗
算すべき信号、ｂｌ・・・基準信号、ｂ、・・・積分器
出力電圧。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 門弟 １ 因 １
Claims (2)
- （１）ホール素子ト、こやホール重子のホール出力電圧
を増幅する増幅器と、この増幅器の出力電圧を積分する
積分器とを備え、前記ホール素子には乗算すべき信号ａ
１およびａ３をそれヤれ制御電流および磁場セして印加
すると共Ｋ、基準信号ｂ１を制御電流として重畳して印
加し、Ｉ！に前記積分器の出力電圧ｂ３を磁場に変換し
てこれを前記ホール出力電圧が零となる負帰還ルーノを
構成するように重畳して印加するようにし九ことを特徴
とするホール乗算器。 - （２）信号ａｌおよびａｓはそれぞれ交流の負荷電圧お
よび負荷電流であり、基準信号ｂ１は直ａｍ圧であって
、信号ａ１およびａ３の乗算結果である電力を積分器の
出力電圧ｂｌＫより測定するようにした特許請求の範囲
第１項記載のホール乗算器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56139342A JPS5840687A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | ホ−ル乗算器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56139342A JPS5840687A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | ホ−ル乗算器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5840687A true JPS5840687A (ja) | 1983-03-09 |
| JPS611790B2 JPS611790B2 (ja) | 1986-01-20 |
Family
ID=15243092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56139342A Granted JPS5840687A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | ホ−ル乗算器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5840687A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0735286A (ja) * | 1993-07-27 | 1995-02-07 | Cosmo Koki Co Ltd | 管継手 |
-
1981
- 1981-09-04 JP JP56139342A patent/JPS5840687A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS611790B2 (ja) | 1986-01-20 |
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