In gasgefülltem Gefäss untergebrachte Widerstandsanordnung. Halbleiterwiderständen mit hohen Tem peraturkoeffizienten des Widerstandes, die aus Metalloxyden oder Oxydgemischen be stehen, kann man durch eine Fremdheizung willkürlich verschiedene Widerstandswerte geben. Dabei ist es leicht, sie in verhältnis mässig kurzer Zeit auf höhere Temperaturen zu bringen. Jedoch besteht eine wesentliche Schwierigkeit darin, dass die Widerstände nach Verringerung der Heizung nur sehr langsam auf die neue niedrigere Temperatur zurückgehen.
Nach der Erfindung kann diese Schwierigkeit dadurch überwunden werden, dass der Widerstandskörper aus min destens einem halbleitenden Metalloxyd als Hohlzylinder ausgebildet ist, der den Heiz körper umgibt und der in einem mit Gas gefüllten Gefäss unter Belassung eines derart grossen Abstandes untergebracht ist, dass eine freie Strömung des Gases rund um den Widerstandskörper ermöglicht ist. Überdies wird erfindungsgemäss im Innern des Hohl- zylinders eine Temperaturströmung des Gases unterdrückt.
Dies kann zweckmässig dadurch erreicht werden, dass der Abstand zwischen dem Heizkörper und dem Wider standskörper so klein gewählt wird, dass eine die Beheizung störende Gasströmung zwi schen dem Heizkörper und dem Widerstands körper nicht stattfinden kann. Der Wider standskörper kann daher durch Leitung und Strahlung schnell auf die gewünschte Tem peratur aufgeheizt werden. Als Füllgas wählt man zweckmässigerweise ein leicht be wegliches Gas, wie beispielsweise Wasser stoff: dann ist im wesentlichen nur die Aussenseite des Körpers im Betrieb einer starken Temperaturströmung des Gases aus gesetzt.
Es gelingt leicht, die Aussenseite des Widerstandskörpers auf diese Weise nahezu auf der Temperatur des umgebenden Raumes zu halten. Bei einem Versuch wurde etwa 40' Übertemperatur gemessen. Da der Gas vorrat ausserhalb des Röhrchens eine wesent- lieh niedrigere Temperatur hat als der prak- tisch nicht strömende, kleine Gasvorrat innerhalb des Röhrchens, braucht der ausser halb des Röhrchens befindliche Gasvorrat nicht wesentlich abgekühlt zu \-erden. Er spielt daher für die Wärmeträgheit der ganzen Anordnung keine wesentliche Rolle.
An Stelle von Wasserstoff können in man chen Fällen auch Stickstoff oder Argon be nutzt werden.
Der Heizkörper kann aus einem Werk stoff hergestellt werden, der keinen Tempe- raturkoeffizienten des Widerstandes besitzt: dadurch kann eine schnelle Gleichbewichts- einstellun- auch in solchen Fällen erreicht werden, in denen eine verhältnismässig niedrige Temperatur des Heizkörpers be nutzt wird. In diesem Falle stellt man den Heizkörper beispielsweise aus Konstantan oder temperaturkoeffizientenfreien Halblei terstoffen her.
Will man eine besonders schnelle Einstellung des Widerstandes bei stärkerer Heizun-- erreichen, so wählt man einen Heizkörper mit höherer Betriebstem peratur. Dafür sind Heizkörper aus Wolfram oder llolybdän mit einer Betriebstemperatur oberhalb von 800 C geeignet. Der Abstand zwischen der Oberfläche des Heizkörpers und der Innenfläche des Widerstandskörpers sollte im allgemeinen weniges als 3 min.<B>und</B> zweckmässig (l.8 bis 1 mm betragen,
11111 eine Temperaturströmung des Gases in die sem Zwischenraum zii vermeiden. )Nenn man, um einen grossen Querschnitt des @a.lb- leiterwiderstandskörper,s bei. geringer Dicke zu erhalten, ein weites Rohr ans Halbleiter- stoff als Widerstandskörper wählt.
ist es häufig- nicht möglich oder nicht zwc @@kmässi@@. dem Heizwiderstand selber einen so !gossen Querschnitt zu erteilen, rlass der gewünschte geringe Abstand zwischen der Oberfläche des Heizkörpers und der Innenfläche (1e Ha.lbleiterwiderstandskörpers erhalten wirfl. In diesem Falle wird man andere Hilfsmittel benutzen müssen, um eine Temperaturströ mung des Gases zu unterdrücken.
Hierfür kommen Kappen an den Enden der -N#@Tider- standsanordnung oder Scheiben, die quer zur Längsrichtung der Widerstandsanordnung verlaufen, beispielsweise in Betracht. Der Abstand der Gefässwandung von dem Wider standskörper beträgt zweckmässig mehr als 1 cm.
Als Gasfüllung eignet sich eine Ftil- lunb von 10 bis 300 min Quecksilbersäule Wasserstoff. Besonders bewährt hat sich eine Füllung mit 1-r0 bis ?00 mm Quecksilber- säule bei einem gegenseitigen Abstand von 1 mm zwischen Widerstandskörper und Heizkörper.
Als Widerstandskörper eignen sich vor- nehmlieli leitende Spirielle, wie llagiresiuin- Titanat. Derartige Widerstandskörper kön nen aus 60 Gewichtsteilen Dlagnesiumogyd un.d -1.11 (xewichtste,ilen Titandiozyd her gestellt werden, und zwar zweckmässig in der Weise,
dass das Gemisch in Röhrchenform ausgespritzt wird und die erzeugten Röhr chen dann zunächst bei 1100 C eine Stunde in Luft und darauf ebenfalls eine Stupide bei 1450 " C bis 1500 C in einer Wasser- sloffatmospliäre gebrannt -erden. Der Was serstoff wird hierbei vor dem Einströmen in den Ofen durch mit Wasser gefüllte Waschflaschen geleitet. um ihn mit )'i'a.sser- dampf zu beladen.
Bei einem Ausführungsbeispiel des Er findungsgegenstandes wurde ein Röhrchen # an- s 3lagiiesium-Tita.n-Spinell von einem _@ussendurchniesser von 1.2 mm und einem Innendurchmesser von 1,0 mm, sowie einer Länge zwischen den Stromzuführungen von 4 mm durch einen Wolfrainfaden geheizt, der etwa. 4-\V aufnahm.
Die durch den sehr kleinen, Innendurchmesser des Röhrchens ver- anla.sste innere. Reibung des Gases verhin- derte lric#ri..ei mit Sicherheit eine Strömung des Crascs im Innern des Röhrchen.
Das Gefäss umschloss bei dieser Ausführung den Widerstandskörper mit etwa 15 mm<B>Ab-</B> stand und war mit Wasserstoff von \?CaC) mm Druck gefüllt.
Der Widerstand des Röhr chens belrir- bei dieser Heizung von 4 W etwa 1.0,000 Olim. Nach dem Abschalten des Reizstromes kühlte sich der 'Widerstands körper so schnell ab, dass er bereits nach 1,5 bis 4 Sekunden<B>90%</B> des Kaltwiderstan- des erreicht hatte. Nach 4 Sekunden wurden einige handerttausend Ohm gemessen.
Diese gering,exe Zeit wird dadurch erreicht, dassi durch Strahlung, durch Leitung und .durch die Wärmeströmung des frei im Glas.gefäb strömenden Gases nur die Wärmemenge, ab- geführt zu werden braucht, die, sich im innern Teil des Röhrchens,
in dem vom Röhrchen eingeschlossenen Gas und in dem Heizfaden befindet. Diese Wärmemenge ist sehr bering und durch die geringe Stärke des Röhrchens kann sie leicht an das Gas ab gegeben, werden.
In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsg@emässpn Widerstandsanord nung dargestellt. Der beispielsweise aus Urandioxyd bestehende, rohrförmige Wider- standskörper 1 umschliesst mit geringem Ab stand den Heizfaden 2. Der Heizfaden 2 wird von einer Feder 3; gespannt. Die An ordnung befindet sich innerhalb eines ge- sehlossenen, mit Wasserstoff gefüllten Glaa: gefä.sses 4.
Die Quetschung 5 wird von vier Stromzuführungen durchsetzt, von denen die Stromzuführungen 6 und 7 zum Widerstands körper und die Stromzuführungen 8 und :a zum Heizkörper führen.
Die Widerstandsänderung indem Wider standskörper, infolge der unterschiedlichen: Heizung durch den Heizwiderstand, erfolgt stetig und ohne dass. Wackelkontakte auf treten können. Die Schaltung kann leicht so getroffen werden-, dass;
eine Änderung des dem Heizwiderstand vorgeschalteten Vor- wid-erstandes um eine Längeneinheit, zum Beispiel um einen oder mehrere Zentimeter, .einer Änderung :des. Halbleiterwiderstandes um eine Zehnerpotenz entspricht. In dieser Weise ist eis leicht möglich, mit dem Halb leiterwiderstand ein Gebiet von drei Zehner potenzen zu überstreichen.
Ausführungsbeispiele der Widerstands anordnung nach der Erfindung, bei welchen das Metalloxyd des Widerstandskörpers einen negativen Temperaturkoeffizienten hat, lassen sich mit grossem Erfolg als selbsttätig regelnde oder willkürlich geregelte Wi.der- stände für Entladungsgefässe verwenden. Die Fig. 2;
zeigt ein Anwendungsbeispiel .eines solchen Ausführungebei.spiels für ein gasgefülltes Entladungsgefäss,. An die Span nungsquelle 10 sind in Reihe ein VorsoUalt- widerstand <B>11</B> und der Halbleiterwider- standskörper 112 angeschlossen. Parallel zum Halbleiterwiderstand 12,
liegt die Primär spule des Transformators 13, der die Energie für eine Nutzlast, beispielsweise das gas gefüllte Entladungsgefäss- 1.4, liefert. Auf der .Sekundärseite !des Transformators liegt in Reihe mit dem Heizkörper für den Halb- leiterwiderstand das Entladungsgefäss. Es ist leicht einzusehen.,
dassi bei dieser Schaltung ein zu starkes Steigen des. durch dieses<B>DA</B> nt- ladungsgefäss gehenden Stromes den Heiz körper für den Halbleiterwiderstand er wärmt. Dadurch wird auch die Temperatur des Halbleiterwiderstandes erhöht, und dieser Halbleiterwiderstand nimmt weniger Span nung auf. Diesi hat zur Folge, :dass die Pri märwicklung des Transformators eine ge ringere ,Sp am4ung erhält.
Die geringere ,Spannung am Transformator setzt selbsttätig .den iStrom @du-Pell dasi Entladungsgefäss herab. Wir haben hier also eine selbsttätige Regelung.
Die Fig. 3 zeigt ein anderes Anwendungs- beispiel. Häufig soll ein Transformator mit grosser .Streuung, also verhältnismässig, grossen Kupfer- und Eisenverlusten, verwendet wer den,
um die denn Entladungsröhren zugeführte Energie zu begrenzen.. Die Spannungsver minderung mit wachsender Stromaufnahme kann .nicht beliebig gross gemacht werden, weil dadurch der Transformator zu hoch er hitzt wird. Um dies zu vermeiden, ist es vorteilhaft, den Widerstandskörper 12 mit negativen Temperaturkoeffizienten parallel zur Sekundärwicklung zu legen.
Die .Sekun- ,däxwicklung des Transformators 13 speist zunächst einen Vorsichaltwiderstand für :die Entladungsräh Are 14. Der Vorschaltwider- stan.d dient gleichzeitig als Heizwiderstand für den Widerstandskörper 12.
Dem Wider standskörper 12 kann noch ein Widerstand 11 vorgeschaltet sein. Der Heizfaden hat hierbei sowohl die Aufgabe, als Vo@nsch@alt-
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widerstand <SEP> für <SEP> das <SEP> Entladungsgefäss <SEP> zu
<tb> dielen, <SEP> al.s <SEP> aueli <SEP> die <SEP> Aufgabe, <SEP> da,. <SEP> Halbleiter zu, <SEP> erwärmen. <SEP> Er <SEP> en@-ärizil:
<SEP> das <SEP> Halb IFiterröhreh(@n <SEP> umsomehr, <SEP> je <SEP> inelir <SEP> Strom <SEP> voll
<tb> der <SEP> Nutzlast, <SEP> also <SEP> vom <SEP> Entladungsrohr, <SEP> auf benommen <SEP> 'Wird. <SEP> Bei <SEP> steigendem <SEP> Strom durchgang <SEP> durch <SEP> das <SEP> Entladungsrohr <SEP> sinkt
<tb> infolgedes,,en <SEP> der <SEP> Widerstand <SEP> des <SEP> Halb leiterröhrcbens, <SEP> und <SEP> es <SEP> steigt <SEP> daher <SEP> gleicb zeitig <SEP> der <SEP> Stroinzufluss <SEP> durch <SEP> diese;
<SEP> <B><I>Halb-</I></B>
<tb> <B>cl</B> <SEP> Dies <SEP> bedingt <SEP> aber <SEP> dann <SEP> eine;
<tb> Z <SEP> l,ISI <SEP> 'it7 <SEP> lielle <SEP> relastung <SEP> .der <SEP> Sekundärspule <SEP> und
<tb> damit <SEP> ein <SEP> AbsinLen <SEP> der <SEP> Transformator spa <SEP> nnung. <SEP> Auch <SEP> liier <SEP> haben <SEP> ivir <SEP> also <SEP> eine
<tb> selbstt < i.tig@, <SEP> Regelung.
<tb>
Ein <SEP> weiteres <SEP> Anwendungsbeispiel <SEP> ist <SEP> ü1
<tb> der <SEP> Fig. <SEP> J <SEP> dargestellt. <SEP> Der <SEP> Heizfaden <SEP> für
<tb> den <SEP> Halbleiterwiderstand <SEP> 1? <SEP> liegt <SEP> in
<tb> Falle <SEP> in <SEP> Reibe <SEP> mit <SEP> einem <SEP> Regeli@-iderstand
<tb> 15 <SEP> an <SEP> einer <SEP> he:,onderen <SEP> Selmnd < irwicldung <SEP> des
<tb> Transformators <SEP> 13 <SEP> oder <SEP> auch <SEP> an <SEP> einer <SEP> An zapfung <SEP> diese,. <SEP> Transformators. <SEP> Die <SEP> Haupt sekundNri@icklung <SEP> des <SEP> Transformators <SEP> 1:1
<tb> speist <SEP> die <SEP> Entladungsröhre <SEP> 14 <SEP> und <SEP> den <SEP> damit
<tb> in <SEP> Reihe <SEP> liegenden <SEP> Halbleiterwiderstand <SEP> 1\3.
<tb> -Man <SEP> kann <SEP> durch <SEP> willkürliebes <SEP> Einstellen
<tb> des <SEP> Re--eli@-icl.ersta.ndes <SEP> 1:
5 <SEP> den <SEP> Widerstands wert <SEP> des <SEP> Halbleiterröhrchens <SEP> reiteln <SEP> und
<tb> damit <SEP> den <SEP> durch <SEP> das <SEP> Eniladiingsgef < iss
<tb> gehe=nden <SEP> Strom <SEP> auf <SEP> rlen <SEP> erwünschten <SEP> Wert
<tb> einstellen. <SEP> Beispielsiseise <SEP> ist. <SEP> es <SEP> bekannt. <SEP> dass
<tb> @,a@g."füllte <SEP> Entladuvi-röhren <SEP> nach <SEP> l;iiigerer
<tb> Bea.ilspruelitin- <SEP> hart <SEP> brennen. <SEP> das <SEP> beisst <SEP> durch
<tb> Gasaufzehrung <SEP> einen <SEP> höheren <SEP> Spannungs abfall <SEP> am <SEP> Gefäss <SEP> haben. <SEP> Durch <SEP> Nachregeln
<tb> des <SEP> Widerstandes <SEP> 1.3 <SEP> kann <SEP> die <SEP> Spannung <SEP> ain
<tb> Entlaclii;
lgsgefäss <SEP> leicht <SEP> den <SEP> jeweiligen <SEP> Be triebsverhältnissen <SEP> angepasst <SEP> werden. <SEP> Ein
<tb> besonderer <SEP> Vorteil <SEP> ist <SEP> liier, <SEP> dass <SEP> die <SEP> Regelung
<tb> auch <SEP> bei <SEP> solchen <SEP> Anordnungen, <SEP> die <SEP> mit <SEP> Hoch spannung <SEP> betrieben <SEP> werden, <SEP> an. <SEP> einem <SEP> Teil
<tb> vor,-enommen <SEP> wird, <SEP> der <SEP> keine <SEP> Hochspannung
<tb> Dihrt. <SEP> Es <SEP> sind <SEP> hier <SEP> also <SEP> keine <SEP> besonderen
<tb> Vorsieht:smassregeln <SEP> erforderlich.
<tb>
Die <SEP> bisher <SEP> beschriebenen, <SEP> Anwendungs beispiele <SEP> betrafen <SEP> gasgefiillte <SEP> Entladungs gefässe. <SEP> Das <SEP> Ausführungsbeispiel <SEP> des <SEP> Gegen- standes der Erfindung, dessen Widerstan4s- körper einen negativen Temperaturkoeffi- ziente n. zeigt, kann aber auch mit brossem Vorteil bel solchen Anordnungen benutzt werden, die #'akuum-Entladiuigsbefässe ent halten.
Ein Beispiel dafür ist. die Lautstzirke- re"elung am Versl.ärkergerät. Diese Laut- stärkeregelung kann man durch sogenannte Potentionieterwidenstände vornehmen, die entweder einen Neben@scbluss zur Eingangs- spule des Antennenkreises oder einen Neben schluss zum Gitterkreis der ersten Nieder- frequenzrühre bilden.
Je nach der Grösse des Nebenschlusses durch den Potentiometer- widerstand wird die einfallende Hochfre- quenzamplitude mehr oder 'weniger stark ver mindert.
Für diese Selialtungen benutzt inan vorteilhaft eine Widerstandsanordnung mit i.egativein Teinpeiatiirkoeffizienten des Me- talloxydes. Bei \Vecliselstromb raten liegt dabei der Heizfaden des Halbleiterkörpers in Reilie mit einem Regelwiderstand an der Heizwicklung des Transformators.
Bei Gleieli- oder Allstromgeräten legt man ihn parallel zu einem Regelwiderstand in den Heizkreis. Die, bisher verwendeten Potentio- melerwiderstände, die meist, aus Kohle wider ständen mit Gleitkontakten hergestellt wer den, haben grosse Nachteile,
da die Über- bangswiderst7inde zwischen dem bleitenden Kontakt und dem ji'iderstandsiserkstoff sehr leicht Kratzgeräusche hervorrufen. die dann mitveist < irlkt werden und im Lautsprecher ein stiirendes Rauschen hervorrufen.
Diese Schwierigkeit wird durch diese Widerstands- anordnung völlig überwunden, da irgend- welche Kratzgeräusche bei fehlendem Gleit kontakt überhaupt nicht, mehr auftreten können.
Den Halbleiterwiderstand wählt man, wenn er einen Nebenschluss zur An tennenspule bildet, dabei zweckmässig so, dass er bei Raumtemperatur einen Widerstand von 111' bis 106 Ohm und bei der höchsten Betriebstemperatur einen Widerstand von 10;
Ohm besitzt. Legt man den Widerstand zwischen Hoebi- und Niederfrequenzvenstär- herstufen. :so wählt man ihn vorteilhaft so, dass der Kaltwiderstand 10'i bis 10' Ohin und der Widerstand bei der höchsten Be- triebstemperatur 10 bis 1i02 Ohm beträgt.
Die Widerstandsanordnung mit negativem Temperaturkoeffizienten des. Metalloxydes: kann ferner auch zum Steuern von Glüh lampen benutzt werden.
In den Fig. 5 und 6 sind Anwendungsbeispiele hierfür angegeben. Nach der Fig. 5 umschliesst ,das Widerstands röhrchen 16 einen Teil .des im Lampengefäss 17 in üblicher Weise mittels eines Quetsch- fusses 18, eines Tragstiels 19: und der Trag drähte 20 gehalterten Glühlampendraktes 21.
Der Glühlampendraht 2.'1 ist an die :Sekun- därwicklung 212 eines Transformators an geschlossen, während der Widerstandskörper 16 parallel zur Primärwicklung 23, liegt. Der Primärwicklung .des Transformators ist .ein Widerstand 24 vorgeschaltet, der bei spielsweise ein Eisenwaaserstoffwiderstand sein kann.
Die Glühlampe ist mit einem möglichst leicht beweglichen Gas gefüllt.
Bei dieser Anordnung wird bei steigender Belastung der Glühlampe Ader Widerstands körper 1.6 erwärmt und dadurch die Span nung an den Enden der Primärwicklung :23 ,dies Transformators deswegen herabgesetzt, weil :die dem. Transformator zugeführte Stromstärke primärseitig durch den Wider stand 24 begrenzt ist.
Je nach der Abstim mung der einzelnen Teile aufeinander kann mit dieser Anordnung entweder die durch den Glühdraht 2.1 der Lampe fliessende Stromstärke bei schwankender 1\Tetzspannung konstant gehalten werden, was für die Vier- wendung einer :derartigen Lampe für Mess:
- zwecke vorteilhaft ist, oder es wird dusch .die "Rückkopplung" zwischen der Heizung :des Widerstandskörpers 16 und dem Kurz- schliessen der Primärwicklung des Transfor mators eine .Schwingung erzeugt, die zum Beispiel für Signalzwecke verwendet werden kann. Dieses:
Schwingen der Anordnung nach Fig. 5 ist folgendermassen zu erklären: Der Eisenwasserstoffwiderstand 24, der in Reihe mit -der Primärwicklung 23 liegt, begrenzt durch seine Regelkurve die :Strommenge, die die Primärwicklung 2,3 sowie den ,dazu parallel ,geschalteten aus Urandioxyd be- stehenden Widerstandskörper 1,6 durchfliesst.
Bei dem: Einschalten der Lampe ist nun der Halbleiterkörper 1.6 hochohmig und daher sein Stromverbrauch gering. Der Leucht körper 21: mit sehr kleiner Wärmekapazität leuchtet auf und heizt nunmehr den Halb leiterhohlkörper 16 soweit vor, :dass: sein Wi derstand :stark sinkt, wobei die durch vermehrte eigene :Stromaufnahme erzeugte Wärme in dem Halbleiterkörper 16 gleich zeitig mitwirkt.
Dadurch ,den. Eisenwasser- stoffwi.denstand 24 die Strommenge aber be grenzt wird, kann nunmehr der Fall eintre- ten, dass praktisch die Primärspule 2ss des Transformators infolge des nunmehr nieder- ohmigen,
parallel liegenden Halbleiterwider- standes 1,6 überhaupt keine Leistung mehr aufnimmt. Der Leuchtkörper 2.1 erkaltet. Der Halbleiterkörper 1.6 muss nun so be- messen sein, idass Lediglich beide Wirkungen, nämlich Heizung durch Strahlung ,des Leuchtkörpers 21 und Heizung durch :den vom Eisenwasseistoffwidwrstand durchgelas senen Strom, ihn auf hoher Temperatur halten.
Fehlt eine ,dieser beiden Heizungen, so sind die :Strahlungs@- und Leitungsverluste am Halbleiterkörper 16 .grössex als :die durch .den Eisenwasserstoffwidenstand 2,4 begrenzte Leistungsaufnahme, das heisst der Halbleiter körper kühlt sich wieder ab und wird mehr und mehr hochohmig. Nach Massgabe der Abkühlung steigt wieder die Spannung an der Primärspule 23 wie auch am Halbleiter körper 1:6.
Das bedeutet nun aber nichts anderes, als dass jetzt für .eine mehr oder weniger kurze Zeit der Leuchtkörper -21 wieder Energie aufnimmt und diese durch Strahlung abgibt, von der nun wieder einen Teil der Halbleiterwiderstand 16 erhält,
der jetzt wieder in seinem Widerstandswert zu sammenbrechen kann.
Bei der Anordnung nach Fig. 6 ist der Heizkörper 25 der Widerstandsanordnung in Reihe mit dem @Glühlampendraht 21 ge schaltet. Parallel zur Glühlampe liegt der Widerstandskörpelr 16. Die Anordnung ar beitet in ähnlicher Weise wie ,die Anordnung nach Fig. 5. Hierbei dient :der Heizkörper 25 der Widerstandsanordnung als Vorwider- sta.nd für die Glühlampe.
Werden die beschriebenen Anordnungen benutzt, um die Strombelastung der Glüh- lampe unveränd erlicli zu halten, so kann hiermit eine so genaue Einhaltung des eingestellten Wertes erzielt werden, dass sehr genaue Belichtungen bei der Verviel- fältigung von Aufnahmen im Lichtbildver- fa.hren erhalten werden.
Die Belichtungs- zeiten können daher ein für alle Mal unver änderlich eingestellt werden und sind frei von Schwankungen der Netzspannung.
Resistance arrangement housed in a gas-filled vessel. Semiconductor resistors with high tem perature coefficients of resistance, which are made of metal oxides or oxide mixtures, can be given arbitrarily different resistance values by external heating. It is easy to bring them to higher temperatures in a relatively short time. However, a major difficulty is that the resistances only very slowly return to the new lower temperature after reducing the heating.
According to the invention, this difficulty can be overcome in that the resistance body is formed from at least one semiconducting metal oxide as a hollow cylinder which surrounds the heating body and which is housed in a gas-filled vessel leaving such a large distance that a free flow of the gas around the resistor body is made possible. In addition, according to the invention, a temperature flow of the gas is suppressed in the interior of the hollow cylinder.
This can expediently be achieved in that the distance between the radiator and the resistance body is selected to be so small that a gas flow interfering with the heating cannot take place between the radiator and the resistance body. The resistance body can therefore be quickly heated to the desired temperature by conduction and radiation. The filling gas is expediently chosen to be an easily movable gas, such as hydrogen: then essentially only the outside of the body is exposed to a strong temperature flow of the gas during operation.
It is easy to keep the outside of the resistor body almost at the same temperature as the surrounding area in this way. One test measured about 40 'overtemperature. Since the gas supply outside the tube has a considerably lower temperature than the practically non-flowing, small gas supply inside the tube, the gas supply outside the tube does not need to be cooled down significantly. It therefore does not play an essential role for the thermal inertia of the entire arrangement.
Instead of hydrogen, nitrogen or argon can also be used in some cases.
The radiator can be made of a material that does not have a temperature coefficient of resistance: this allows a quick equalization setting to be achieved, even in those cases in which a relatively low temperature of the radiator is used. In this case, the radiator is made of constantan or temperature coefficient-free semiconductors.
If you want to achieve a particularly fast setting of the resistance when the heating is higher, you should choose a radiator with a higher operating temperature. Radiators made of tungsten or molybdenum with an operating temperature above 800 C are suitable for this. The distance between the surface of the heating element and the inner surface of the resistance element should generally be less than 3 minutes. <B> and </B> appropriate (1.8 to 1 mm,
11111 avoid a temperature flow of the gas in this space zii. ) One calls for a large cross-section of the @ a.l- conductor resistance body, s. To obtain a small thickness, choose a wide tube on the semiconductor material as a resistance body.
is it often not possible or not zwc @@ kmässi @@. To give the heating resistor itself such a cast cross-section, allow the desired small distance between the surface of the heating element and the inner surface (1e semiconductor resistor element is obtained. In this case, you will have to use other aids to suppress a temperature flow of the gas .
For this purpose, caps at the ends of the -N # @ tider arrangement or disks that run transversely to the longitudinal direction of the resistor arrangement come into consideration. The distance between the vessel wall and the resistance body is expediently more than 1 cm.
A filling of 10 to 300 minutes of mercury column hydrogen is suitable as the gas filling. A filling with a column of mercury from 1 to 0 mm, with a mutual distance of 1 mm between the resistance body and the heating element, has proven to be particularly effective.
Conductive spirals, such as lagiresiuin titanate, are particularly suitable as resistance bodies. Resistance bodies of this kind can be made from 60 parts by weight of magnesium oxide and -1.11 (the weightiest, ile titanium dioxide, in a practical manner
that the mixture is sprayed out in the form of a tube and the tubes produced are then first burnt in air at 1100 ° C. for one hour and then also a stupid at 1450 ° C. to 1500 ° C. in a hydrogen atmosphere. The hydrogen is here before it flows in into the oven through washing bottles filled with water in order to load it with steam.
In one embodiment of the subject matter of the invention, a tube of 3lagiiesium-titanium-spinel with an outer diameter of 1.2 mm and an inner diameter of 1.0 mm and a length between the power supply lines of 4 mm was heated by a tungsten thread who is about. 4- \ V recorded.
The inner ones caused by the very small inner diameter of the tube. Friction of the gas definitely prevented lric # ri..ei a flow of the crash inside the tube.
In this embodiment, the vessel enclosed the resistor body with a distance of about 15 mm and was filled with hydrogen at a pressure of \? CaC) mm.
The resistance of the tube is about 1.0,000 olim with this heating of 4 W. After switching off the stimulation current, the resistance body cooled down so quickly that it had reached <B> 90% </B> of the cold resistance after 1.5 to 4 seconds. After 4 seconds, a few hundred thousand ohms were measured.
This short, exe time is achieved by the fact that only the amount of heat that is in the inner part of the tube needs to be dissipated through radiation, conduction and the heat flow of the gas flowing freely in the glass.
in the gas trapped in the tube and in the filament. This amount of heat is very limited and due to the small thickness of the tube it can easily be given off to the gas.
In Fig. 1, an embodiment of the erfindungsg @ emässpn resistor arrangement is shown. The tubular resistance body 1, which consists for example of uranium dioxide, encloses the heating filament 2 with a small distance. The heating filament 2 is actuated by a spring 3; curious; excited. The arrangement is located within a closed glass filled with hydrogen: vessel 4.
The pinch 5 is penetrated by four power leads, of which the power leads 6 and 7 to the resistance body and the power leads 8 and: a lead to the radiator.
The resistance change in the resistance body, as a result of the different: Heating by the heating resistor, takes place steadily and without any loose contacts. The circuit can easily be made so- that;
a change in the series resistor upstream of the heating resistor by a unit of length, for example by one or more centimeters,. a change: des. Semiconductor resistance corresponds to a power of ten. In this way, it is easy for ice to cover an area of three powers of ten with the semiconductor resistance.
Embodiments of the resistor arrangement according to the invention, in which the metal oxide of the resistor body has a negative temperature coefficient, can be used with great success as automatically regulating or arbitrarily regulated resistors for discharge vessels. Fig. 2;
shows an application example of such an embodiment for a gas-filled discharge vessel. A biasing resistor 11 and the semiconductor resistor body 112 are connected in series to the voltage source 10. Parallel to the semiconductor resistor 12,
is the primary coil of the transformer 13, which supplies the energy for a payload, for example the gas-filled discharge vessel 1.4. On the "secondary" side of the transformer, the discharge vessel is in series with the heating element for the semiconductor resistance. It's easy to see.,
that with this circuit an excessive increase in the current passing through this <B> DA </B> charge vessel warms the heating element for the semiconductor resistor. This also increases the temperature of the semiconductor resistor, and this semiconductor resistor absorbs less voltage. This has the consequence: that the primary winding of the transformer receives a lower amount of voltage.
The lower voltage on the transformer automatically reduces the iStrom @ du-Pell dasi discharge vessel. So we have an automatic regulation here.
3 shows another application example. Often a transformer with a large spread, i.e. relatively large copper and iron losses, should be used,
in order to limit the energy supplied to the discharge tubes .. The voltage reduction with increasing current consumption cannot be made arbitrarily large, because this causes the transformer to heat up too much. In order to avoid this, it is advantageous to place the resistor body 12 with negative temperature coefficients parallel to the secondary winding.
The secondary winding of the transformer 13 initially feeds a series resistor for: the discharge wire 14. The series resistor also serves as a heating resistor for the resistor body 12.
The resistance body 12 can be preceded by a resistor 11. The filament has the task of being a Vo @ nsch @ alt-
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resistance <SEP> for <SEP> the <SEP> discharge vessel <SEP> to
<tb> dielen, <SEP> al.s <SEP> aueli <SEP> the <SEP> task, <SEP> there ,. Close <SEP> semiconductor, heat <SEP>. <SEP> Er <SEP> en @ -ärizil:
<SEP> the <SEP> half IFiterröhreh (@n <SEP> all the more, <SEP> each <SEP> inelir <SEP> current <SEP> full
<tb> of the <SEP> payload, <SEP> i.e. <SEP> from the <SEP> discharge tube, <SEP> on <SEP> 'is dazed. <SEP> With <SEP> increasing <SEP> current passage <SEP> through <SEP> the <SEP> discharge tube <SEP> decreases
<tb> as a result, the <SEP> resistance <SEP> of the <SEP> semi-conductor tube, <SEP> and <SEP> it <SEP> increases <SEP> therefore <SEP> at the same time <SEP> the <SEP> Stroin inflow <SEP> through <SEP> this;
<SEP> <B><I> Half-</I> </B>
<tb> <B> cl </B> <SEP> This <SEP> requires <SEP> but <SEP> then <SEP> one;
<tb> Z <SEP> l, ISI <SEP> 'it7 <SEP> lielle <SEP> load <SEP>. of the <SEP> secondary coil <SEP> and
<tb> so <SEP> a <SEP> AbsinLen <SEP> of the <SEP> transformer spa <SEP>. <SEP> <SEP> and <SEP> also have <SEP> and <SEP> i.e. <SEP> one
<tb> self <i.tig @, <SEP> regulation.
<tb>
Another <SEP> <SEP> application example <SEP> is <SEP> ü1
<tb> of <SEP> Fig. <SEP> J <SEP> shown. <SEP> The <SEP> filament <SEP> for
<tb> the <SEP> semiconductor resistance <SEP> 1? <SEP> is <SEP> in
<tb> Fall <SEP> into <SEP> grater <SEP> with <SEP> a <SEP> regulating resistor
<tb> 15 <SEP> to <SEP> one <SEP> he:, onderen <SEP> Selmnd <irwicldung <SEP> des
<tb> Transformers <SEP> 13 <SEP> or <SEP> also <SEP> at <SEP> a <SEP> tap <SEP> this one. <SEP> transformer. <SEP> The <SEP> main secondary winding <SEP> of the <SEP> transformer <SEP> 1: 1
<tb> <SEP> feeds the <SEP> discharge tube <SEP> 14 <SEP> and <SEP> feeds the <SEP> with it
<tb> <SEP> semiconductor resistance <SEP> 1 \ 3 located in <SEP> row <SEP>.
<tb> -Man <SEP> can <SEP> through <SEP> arbitrarily <SEP> setting
<tb> des <SEP> Re--eli@-icl.ersta.ndes <SEP> 1:
5 <SEP> the <SEP> resistance value <SEP> of the <SEP> semiconductor tube <SEP> rider <SEP> and
<tb> with <SEP> the <SEP> through <SEP> the <SEP> Eniladiingsgef <iss
<tb> go = nd <SEP> current <SEP> to <SEP> rlen <SEP> desired <SEP> value
Set <tb>. <SEP> example is <SEP>. <SEP> it <SEP> known. <SEP> that
<tb> @, a @ g. "filled <SEP> discharge tubes <SEP> after <SEP> l; iiigerer
Burn <tb> Bea.ilspruelitin- <SEP> hard <SEP>. <SEP> the <SEP> bites through <SEP>
<tb> gas consumption <SEP> have a <SEP> higher <SEP> voltage drop <SEP> at the <SEP> vessel <SEP>. <SEP> By <SEP> readjustment
<tb> of the <SEP> resistor <SEP> 1.3 <SEP> can <SEP> the <SEP> voltage <SEP> ain
<tb> Entlaclii;
<SEP> can be easily adjusted <SEP> to the <SEP> respective <SEP> operating conditions <SEP>. <SEP> On
<tb> special <SEP> advantage <SEP> is <SEP> liier, <SEP> that <SEP> the <SEP> regulation
<tb> also <SEP> with <SEP> such <SEP> arrangements, <SEP> the <SEP> are operated with <SEP> high voltage <SEP> <SEP>, <SEP> on. <SEP> a <SEP> part
<tb> before, -taken <SEP>, <SEP> the <SEP> no <SEP> high voltage
<tb> Dihrt. <SEP> There are <SEP> <SEP> here <SEP> so <SEP> no <SEP> special ones
<tb> Provides: rules <SEP> required.
<tb>
The <SEP> <SEP> previously described <SEP> application examples <SEP> concerned <SEP> gas-filled <SEP> discharge vessels. <SEP> The <SEP> exemplary embodiment <SEP> of the <SEP> object of the invention, the resistance body of which exhibits a negative temperature coefficient n., Can, however, also be used with great advantage in such arrangements that have a vacuum - Contain discharge vessels.
An example of this is. The volume control on the amplifier device. This volume control can be made by so-called potentiometer resistors, which either form a secondary circuit to the input coil of the antenna circuit or a secondary circuit to the grid circuit of the first low-frequency mixer.
Depending on the size of the shunt caused by the potentiometer resistance, the incident high-frequency amplitude is reduced to a greater or lesser extent.
For these selections, a resistor arrangement with a negative component coefficient of the metal oxide is advantageously used. At \ Vecliselstrombrates the heating filament of the semiconductor body lies in line with a rheostat on the heating winding of the transformer.
With Gleieli or all-current devices, it is placed in the heating circuit parallel to a control resistor. The potentiometer resistors used so far, which are mostly made of carbon resistors with sliding contacts, have major disadvantages,
since the excess resistance between the conductive contact and the resistance material can very easily cause scratching noises. which are then carried along and cause annoying noise in the loudspeaker.
This difficulty is completely overcome by this resistor arrangement, since any scratching noises can no longer occur if there is no sliding contact.
The semiconductor resistor is chosen if it forms a shunt to the antenna coil, expediently so that it has a resistance of 111 'to 106 ohms at room temperature and a resistance of 10 at the highest operating temperature;
Ohm owns. If you place the resistance between the Hoebi and low frequency amplifiers. : it is advantageously chosen so that the cold resistance is 10 to 10 ohms and the resistance at the highest operating temperature is 10 to 10 ohms.
The resistor arrangement with a negative temperature coefficient of the. Metal oxide: can also be used to control incandescent lamps.
In FIGS. 5 and 6, application examples are given for this. According to FIG. 5, the resistance tube 16 encloses part of the incandescent lamp element 21 held in the lamp vessel 17 in the usual manner by means of a pinch foot 18, a support stem 19 and the support wires 20.
The filament lamp wire 2.'1 is connected to the secondary winding 212 of a transformer, while the resistance body 16 is parallel to the primary winding 23. The primary winding of the transformer is preceded by a resistor 24 which, for example, can be an iron hydrogen resistor.
The incandescent lamp is filled with a gas that can move as easily as possible.
With this arrangement, with increasing load on the incandescent lamp core resistance body 1.6 is heated and thereby the voltage at the ends of the primary winding: 23, this transformer is reduced because: the dem. Transformer supplied amperage on the primary side by the counter stand 24 is limited.
Depending on how the individual parts are matched to one another, this arrangement can either keep the current intensity flowing through the filament 2.1 of the lamp constant with a fluctuating mains voltage, which is useful for the use of such a lamp for measurement:
- Purposes is advantageous, or the "feedback" between the heater: of the resistance body 16 and the short-circuiting of the primary winding of the transformer generates an oscillation that can be used for signaling purposes, for example. This:
Oscillation of the arrangement according to FIG. 5 can be explained as follows: The ferrous hydrogen resistance 24, which is in series with the primary winding 23, limits the amount of current that the primary winding 2, 3 and the uranium dioxide connected in parallel with it - standing resistance body 1.6 flows through.
When: Switching on the lamp, the semiconductor body 1.6 is now high-resistance and therefore its power consumption is low. The luminous body 21: lights up with a very small heat capacity and now preheats the hollow conductor body 16 to such an extent that: its resistance: drops sharply, with the heat generated in the semiconductor body 16 by increased own power consumption at the same time.
Thereby the. Eisenhydro- stoffwi.denstand 24 but the amount of electricity is limited, the case can now arise that practically the primary coil 2ss of the transformer due to the now low-ohmic,
parallel semiconductor resistor 1.6 no longer consumes any power. The luminous body 2.1 cools. The semiconductor body 1.6 must now be dimensioned in such a way that only both effects, namely heating by radiation, of the luminous body 21 and heating by: the current passed by the ferrous hydrogen resistor, keep it at a high temperature.
If one of these two heaters is missing, the: Radiation and conduction losses on the semiconductor body 16 are greater than: the power consumption limited by the ferrous hydrogen resistance 2,4, i.e. the semiconductor body cools down again and becomes more and more high-resistance. Depending on the cooling, the voltage on the primary coil 23 and on the semiconductor body increases again 1: 6.
But that means nothing else than that for a more or less short time the luminous element -21 takes up energy again and emits it through radiation, of which the semiconductor resistor 16 now receives a part again,
which can now collapse again in its resistance value.
In the arrangement of FIG. 6, the heating element 25 of the resistor arrangement is connected in series with the @ bulb wire 21 ge. The resistor body 16 lies parallel to the incandescent lamp. The arrangement works in a similar manner to the arrangement according to FIG. 5. Here, the heating element 25 of the resistor arrangement serves as a series resistor for the incandescent lamp.
If the arrangements described are used to keep the current load of the incandescent lamp unchanged, the set value can be adhered to so precisely that very precise exposures are obtained when reproducing recordings using the photographic method .
The exposure times can therefore be set unchanged once and for all and are free from fluctuations in the mains voltage.