JPS6324268B2 - - Google Patents
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- JPS6324268B2 JPS6324268B2 JP55166409A JP16640980A JPS6324268B2 JP S6324268 B2 JPS6324268 B2 JP S6324268B2 JP 55166409 A JP55166409 A JP 55166409A JP 16640980 A JP16640980 A JP 16640980A JP S6324268 B2 JPS6324268 B2 JP S6324268B2
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- voltage
- hall
- terminal
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000005355 Hall effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R21/00—Arrangements for measuring electric power or power factor
- G01R21/08—Arrangements for measuring electric power or power factor by using galvanomagnetic-effect devices, e.g. Hall-effect devices
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01D—MEASURING 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
- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
- G01D5/14—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R17/00—Measuring arrangements involving comparison with a reference value, e.g. bridge
- G01R17/02—Arrangements in which the value to be measured is automatically compared with a reference value
- G01R17/06—Automatic balancing arrangements
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はホール素子の同相電圧除去回路に関
する。
する。
従来より、ホール素子に制御電流を印加する手
段として、定電圧源方式と定電流源方式がある
が、ホール素子の内部抵抗が温度や磁場の強さに
より変化するため、高精度を要する装置では定電
流源方式が一般に利用される。
段として、定電圧源方式と定電流源方式がある
が、ホール素子の内部抵抗が温度や磁場の強さに
より変化するため、高精度を要する装置では定電
流源方式が一般に利用される。
第１図は定電流源方式を用いた従来のガウスメ
ータの構成例を示している。１はホール素子であ
り、その制御電流端子１ａ，１ｂ間に定電流源２
を接続している。ホール素子１の出力端子１ｃ，
１ｄはよく知られたように信号電圧（ホール出力
電圧）の他に同相電圧をもつ。ここで同相電圧と
は、制御電流端子１ａ，１ｂ間の素子内部抵抗に
よる抵抗分圧により二つの出力端子１ｃ，１ｄに
同相で現われる電圧である。即ちいま、磁界零の
状態で制御電流端子１ａ，１ｂ間に直流の制御電
流を流した場合を考えると、端子１ａの電圧がＶ
であるとすると、二つの出力端子１ｃ，１ｄには
共にほぼ（1/2）Ｖの電圧が現われるが、この
（1/2）Ｖがここで言う同相電圧である。制御電流
を流し、所定の磁界が印加された時に得られるホ
ール出力電圧は、二つの出力端子１ｃ，１ｄ間の
電位差として現われるから、これを検出するため
には前述の同相電圧の影響を除かなければならな
い。このため同相電圧を除去すべく、２個の演算
増幅器OP1，OP2を用いた完全差動方式の高入力
インピーダンスのバツフア増幅回路３にホール素
子１の出力端子１ｃ，１ｄを接続し、このバツフ
ア増幅回路３の平衡出力電圧を演算増幅器OP3を
用いた差動入力、シングル出力方式の差動増幅回
路４を介してメータ５に導くようにしている。
ータの構成例を示している。１はホール素子であ
り、その制御電流端子１ａ，１ｂ間に定電流源２
を接続している。ホール素子１の出力端子１ｃ，
１ｄはよく知られたように信号電圧（ホール出力
電圧）の他に同相電圧をもつ。ここで同相電圧と
は、制御電流端子１ａ，１ｂ間の素子内部抵抗に
よる抵抗分圧により二つの出力端子１ｃ，１ｄに
同相で現われる電圧である。即ちいま、磁界零の
状態で制御電流端子１ａ，１ｂ間に直流の制御電
流を流した場合を考えると、端子１ａの電圧がＶ
であるとすると、二つの出力端子１ｃ，１ｄには
共にほぼ（1/2）Ｖの電圧が現われるが、この
（1/2）Ｖがここで言う同相電圧である。制御電流
を流し、所定の磁界が印加された時に得られるホ
ール出力電圧は、二つの出力端子１ｃ，１ｄ間の
電位差として現われるから、これを検出するため
には前述の同相電圧の影響を除かなければならな
い。このため同相電圧を除去すべく、２個の演算
増幅器OP1，OP2を用いた完全差動方式の高入力
インピーダンスのバツフア増幅回路３にホール素
子１の出力端子１ｃ，１ｄを接続し、このバツフ
ア増幅回路３の平衡出力電圧を演算増幅器OP3を
用いた差動入力、シングル出力方式の差動増幅回
路４を介してメータ５に導くようにしている。
この場合、ホール素子１の同相成分が誤差にな
らないように高いCMMR（Ｃommon Ｍode Ｒ
ejection Ｒatio、同相成分除去比）を得るため
に、抵抗R1〜R4はR1・R4＝R2・R3を満足しなけ
ればならない。そのためには、これらの抵抗を可
変抵抗として調整可能にするとか、高精度の抵抗
を用いることが必要となる。
らないように高いCMMR（Ｃommon Ｍode Ｒ
ejection Ｒatio、同相成分除去比）を得るため
に、抵抗R1〜R4はR1・R4＝R2・R3を満足しなけ
ればならない。そのためには、これらの抵抗を可
変抵抗として調整可能にするとか、高精度の抵抗
を用いることが必要となる。
このように従来のホール素子を用いた装置で
は、高精度の測定を行うにはかなり複雑な回路を
必要とし、また可変抵抗や精密抵抗を要するため
装置全体が高価になるといつた欠点がある。
は、高精度の測定を行うにはかなり複雑な回路を
必要とし、また可変抵抗や精密抵抗を要するため
装置全体が高価になるといつた欠点がある。
この発明は上記の点に鑑み、差動増幅回路を用
いずホール素子の同相電圧を除去し、ガウスメー
タ等の装置を簡単かつ安価な構成としてしかも高
精度の測定を可能とするホール素子装置を提供す
るものである。
いずホール素子の同相電圧を除去し、ガウスメー
タ等の装置を簡単かつ安価な構成としてしかも高
精度の測定を可能とするホール素子装置を提供す
るものである。
この発明においては、高利得直流増幅器である
演算増幅器の一方の入力端を接地したとき、他方
の入力端がいわゆる仮想的接地（イマジナリ・シ
ヨート）となることを利用して、ホール素子の出
力端子の一方を仮想的接地とし、他方からホール
出力電圧を取出すようにする。
演算増幅器の一方の入力端を接地したとき、他方
の入力端がいわゆる仮想的接地（イマジナリ・シ
ヨート）となることを利用して、ホール素子の出
力端子の一方を仮想的接地とし、他方からホール
出力電圧を取出すようにする。
この発明の一実施例のガウスメータを第２図に
示す。１１がホール素子であり、その第１の制御
電流端子１１ａは定電流源１２に、第２の制御電
流端子１１ｂは演算増幅器OP11の出力端子にそ
れぞれ接続している。演算増幅器OP11の非反転
入力端は接地し、反転入力端にホール素子１１の
第１の出力端子１１ｃを接続している。そしてホ
ール素子１１の第２の出力端子１１ｄから得られ
るホール出力電圧を、演算増幅器OP12と抵抗
R11，R12からなる非反転増幅回路１３を介して
メータ１４に導くようにしている。
示す。１１がホール素子であり、その第１の制御
電流端子１１ａは定電流源１２に、第２の制御電
流端子１１ｂは演算増幅器OP11の出力端子にそ
れぞれ接続している。演算増幅器OP11の非反転
入力端は接地し、反転入力端にホール素子１１の
第１の出力端子１１ｃを接続している。そしてホ
ール素子１１の第２の出力端子１１ｄから得られ
るホール出力電圧を、演算増幅器OP12と抵抗
R11，R12からなる非反転増幅回路１３を介して
メータ１４に導くようにしている。
このような構成とすれば、定電流源１２から流
れ出した電流はホール素子１１に制御電流として
流れた後、演算増幅器OP11に吸い込まれていく。
そして演算増幅器OP11は非反転入力端が接地電
位にあるから、反転入力端も仮想的接地となり、
従つてホール素子１１の第１の出力端子１１ｃも
接地電位となる。こうしてホール素子１１の第２
の出力端子１１ｄからは自動的に同相成分が除去
されたホール出力電圧のみが得られるから、これ
を通常の非反転増幅回路１３により取出すことが
できる。ちなみに、第１の出力端子１１ｃを仮想
的接地ではなく、制御電流端子１１ｂと共に実際
に接地した場合には、制御電流端子１１ａと出力
端子１１ｃ間に電流パスが形成される。このよう
な電流パスが形成されることは、二つの制御電流
端子間のホール効果に寄与する制御電流の大きさ
が分からなくなり、また出力端子１１ｃ，１１ｄ
間にはホール出力電圧の他に横方向の電流による
電圧降下分が重畳するため、極めて不都合であ
る。出力端子１１ｃを高入力インピーダンスの演
算増幅器の仮想的接地を利用して、電流の流出を
伴うことなく電位的にのみ接地することにより、
この様な不都合を回避することができる。このと
き、磁界零で制御電流のみを流した場合を考える
と、第１の出力端子１１ｃの電位が零であるとい
うことは、素子の制御電流を流す方向の中間点が
電位零、つまり第２の出力端子１１ｄの電位も零
ということであり、前述した同相電圧は自動的に
除去されることになる。
れ出した電流はホール素子１１に制御電流として
流れた後、演算増幅器OP11に吸い込まれていく。
そして演算増幅器OP11は非反転入力端が接地電
位にあるから、反転入力端も仮想的接地となり、
従つてホール素子１１の第１の出力端子１１ｃも
接地電位となる。こうしてホール素子１１の第２
の出力端子１１ｄからは自動的に同相成分が除去
されたホール出力電圧のみが得られるから、これ
を通常の非反転増幅回路１３により取出すことが
できる。ちなみに、第１の出力端子１１ｃを仮想
的接地ではなく、制御電流端子１１ｂと共に実際
に接地した場合には、制御電流端子１１ａと出力
端子１１ｃ間に電流パスが形成される。このよう
な電流パスが形成されることは、二つの制御電流
端子間のホール効果に寄与する制御電流の大きさ
が分からなくなり、また出力端子１１ｃ，１１ｄ
間にはホール出力電圧の他に横方向の電流による
電圧降下分が重畳するため、極めて不都合であ
る。出力端子１１ｃを高入力インピーダンスの演
算増幅器の仮想的接地を利用して、電流の流出を
伴うことなく電位的にのみ接地することにより、
この様な不都合を回避することができる。このと
き、磁界零で制御電流のみを流した場合を考える
と、第１の出力端子１１ｃの電位が零であるとい
うことは、素子の制御電流を流す方向の中間点が
電位零、つまり第２の出力端子１１ｄの電位も零
ということであり、前述した同相電圧は自動的に
除去されることになる。
従つてこの発明によれば、このような効果が得
られる。
られる。
(1) ホール素子の１つの出力端子を仮想的接地状
態とするので、差動増幅回路を用いることなく
自動的に同相成分を除去することができ、従つ
て回路構成が簡単になる。
態とするので、差動増幅回路を用いることなく
自動的に同相成分を除去することができ、従つ
て回路構成が簡単になる。
(2) 同様の理由で、従来のように同相電圧を除去
するために可変抵抗や精密抵抗を用いる必要が
なく、装置が安価なものとなる。
するために可変抵抗や精密抵抗を用いる必要が
なく、装置が安価なものとなる。
(3) 接地電位を基準として信号電圧を取出すた
め、増幅回路の設計も容易になる。
め、増幅回路の設計も容易になる。
(4) ホール素子の１つの出力端子を仮想的接地と
するので、制御電流として交流を用いた場合、
従来の方式と比べ同じ回路電圧では約２倍の制
御電流を流すことができる。換言すれば約２倍
の感度を持たせることができる。
するので、制御電流として交流を用いた場合、
従来の方式と比べ同じ回路電圧では約２倍の制
御電流を流すことができる。換言すれば約２倍
の感度を持たせることができる。
第３図はこの発明を交流電力計に応用した実施
例である。第２図と相対応する部分には第２図と
同一符号を付してある。交流電圧VLはトランス
２１を介し、演算増幅器OP13と抵抗R13からなる
電流源回路２２によりVLに比例した電流に変換
されてホール素子１１に制御電流として供給され
る。一方負荷電流ILはフエライトコア２３により
その大きさに比例した磁場Ｂに変換されてホール
素子１１に印加される。この結果、VLとILの積に
比例したホール出力電圧即ち電力値が出力端子１
１ｄから取出されることになる。
例である。第２図と相対応する部分には第２図と
同一符号を付してある。交流電圧VLはトランス
２１を介し、演算増幅器OP13と抵抗R13からなる
電流源回路２２によりVLに比例した電流に変換
されてホール素子１１に制御電流として供給され
る。一方負荷電流ILはフエライトコア２３により
その大きさに比例した磁場Ｂに変換されてホール
素子１１に印加される。この結果、VLとILの積に
比例したホール出力電圧即ち電力値が出力端子１
１ｄから取出されることになる。
以上のようにこの発明によれば、演算増幅器の
特質を利用してホール素子の同相電圧を簡単かつ
効果的に除去し、もつてホール素子を用いた各種
装置の構成の簡略化、低価格化を図ることができ
る。
特質を利用してホール素子の同相電圧を簡単かつ
効果的に除去し、もつてホール素子を用いた各種
装置の構成の簡略化、低価格化を図ることができ
る。
第１図は従来のホール素子を用いたガウスメー
タの構成を示す図、第２図はこの発明の一実施例
のガウスメータの構成を示す図、第３図はこの発
明の別の実施例の電力計の構成を示す図である。 １１……ホール素子、１１ａ，１１ｂ……制御
電流端子、１１ｃ，１１ｄ……出力端子、１２…
…定電流源、OP11……演算増幅器、１３……非
反転増幅回路、１４……メータ。
タの構成を示す図、第２図はこの発明の一実施例
のガウスメータの構成を示す図、第３図はこの発
明の別の実施例の電力計の構成を示す図である。 １１……ホール素子、１１ａ，１１ｂ……制御
電流端子、１１ｃ，１１ｄ……出力端子、１２…
…定電流源、OP11……演算増幅器、１３……非
反転増幅回路、１４……メータ。
Claims (1)
- １ 制御電流を流すための第１、第２の制御電流
端子、およびホール電圧を得る第１、第２の出力
端子を有するホール素子と、このホール素子の第
１の制御電流端子に接続された定電流源と、出力
端子が前記ホール素子の第２の制御電流端子に接
続され、一つの入力端が前記ホール素子の第１の
出力端子に接続され、他の入力端が接地されて前
記第１の出力端子を仮想的に接地する高利得演算
増幅器と、前記ホール素子の第２の出力端子に接
続された、ホール電圧を検出する増幅器とを備え
たことを特徴とするホール素子装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55166409A JPS5790176A (en) | 1980-11-26 | 1980-11-26 | In-phase voltage removing circuit for hall element |
| KR1019810002936A KR850000359B1 (ko) | 1980-11-26 | 1981-08-12 | 호올(Hall)소자의 동상 전압제거 회로 |
| US06/318,852 US4435653A (en) | 1980-11-26 | 1981-11-06 | In-phase voltage elimination circuit for Hall element |
| EP81305346A EP0052981B1 (en) | 1980-11-26 | 1981-11-11 | Hall element circuit arranged to eliminate in-phase voltage |
| DE8181305346T DE3172782D1 (en) | 1980-11-26 | 1981-11-11 | Hall element circuit arranged to eliminate in-phase voltage |
| CA000390760A CA1195735A (en) | 1980-11-26 | 1981-11-24 | In-phase voltage elimination circuit for hall element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55166409A JPS5790176A (en) | 1980-11-26 | 1980-11-26 | In-phase voltage removing circuit for hall element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5790176A JPS5790176A (en) | 1982-06-04 |
| JPS6324268B2 true JPS6324268B2 (ja) | 1988-05-19 |
Family
ID=15830878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55166409A Granted JPS5790176A (en) | 1980-11-26 | 1980-11-26 | In-phase voltage removing circuit for hall element |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5790176A (ja) |
| KR (1) | KR850000359B1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0235460U (ja) * | 1988-08-30 | 1990-03-07 | ||
| JPH0814616B2 (ja) * | 1989-05-22 | 1996-02-14 | 三菱電機株式会社 | ホール素子装置 |
| JP6144515B2 (ja) * | 2013-03-27 | 2017-06-07 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | ホール素子駆動回路 |
| JP2015078949A (ja) * | 2013-10-18 | 2015-04-23 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | ホール起電力信号検出回路 |
-
1980
- 1980-11-26 JP JP55166409A patent/JPS5790176A/ja active Granted
-
1981
- 1981-08-12 KR KR1019810002936A patent/KR850000359B1/ko not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5790176A (en) | 1982-06-04 |
| KR850000359B1 (ko) | 1985-03-22 |
| KR830006696A (ko) | 1983-10-06 |
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