CH289739A - Widerstandsthermometer. - Google Patents

Widerstandsthermometer.

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CH289739A
CH289739A CH289739DA CH289739A CH 289739 A CH289739 A CH 289739A CH 289739D A CH289739D A CH 289739DA CH 289739 A CH289739 A CH 289739A
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CH
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glass
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W C Heraeus Gesellscha Haftung
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Heraeus Gmbh W C
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/18Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer

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Description


  Widerstandsthermometer.    In der Praxis haben sieh für die Messung  von höheren Temperaturen zwei Arten von  Widerstandsthermometern eingeführt; bei der  einen Art besteht der Träger für die     Mess-          wicklung    aus einer keramischen Masse und  bei der andern Art aus Glas.  



  Bei den Widerstandsthermometern mit  keramischen Wicklungsträgern sind auf einem       zvlindrischen    Körper aus keramischer Masse  Rillen angebracht, in die das Widerstands  material, im allgemeinen Platin, eingelegt ist;  auf dieses ist. zu seinem Schutze eine Glasur  aufgebracht. Durch diese Anordnung sind die  einzelnen Punkte der     Messwicklung,    beispiels  weise des Platindrahtes, in ihrer Lage genau  festgelegt.  



  Für die Herstellung von Widerstands  thermometern mit gläsernen Wicklungsträgern  sind bereits die verschiedensten Glassorten  vorgeschlagen worden. Lange Zeit waren  die Widerstandsthermometer aus Quarzglas  und aus Hartglas die besten der Praxis.       Neuerdings    war dann ein wesentlicher Fort  schritt durch die Verwendung von Gläsern  erzielt worden, deren     Erweichungspunkt    zwi  schen dem der gewöhnlichen Gläser und dem  des Quarzglases liegt, also durch Verwendung  von Gläsern mit einem vergleichsweise hohen       Borsäuregehalt    und dadurch bedingtem sehr  kleinen     Wärmeausdehnungskoeffizienten    nach  der     Art    des unter dem Namen      Supremaxglas      bekannten Glases.

   Alle diese Widerstands  thermometer aus Glas werden in der Weise    hergestellt, dass auf ein dünnes Stäbchen oder  Röhrchen oder eine Kapillare aus dem betref  fenden Glas der Platindraht (worunter hier  und im folgenden auch ein schmales Band  verstanden werden kann) aufgewickelt, dar  über ein passendes Röhrchen aus Glas gezogen  und durch Erwärmen mit dem Träger aus  Glas verschmolzen wird. Da hierbei an den  freien Stellen zwischen der     Messwicl@lung    eine  fast vollständige Verschmelzung der beiden  Gläser eintritt, ist die     Messwicklung    in das  Glas nahezu unverrückbar eingeschmolzen.  



  Der Erfindung liegen folgende Überlegun  gen zugrunde:  Es wurde festgestellt, dass die Fehler bei  den bisher benutzten Widerstandsthermome  tern im wesentlichen daher rühren, dass     die          Widerstandswicklung    an zahlreichen     Punkten     festgelegt und so in ihrer freien Beweglich  keit bei den beim Erwärmen und Abkühlen  auftretenden Ausdehnungsänderungen gehin  dert ist. Bei den Thermometern mit einem  Träger aus keramischer Masse ist die Wick  lung durch die aufgebrachte Glasur festge  legt und bei den Glasthermometern durch die  aufgeschmolzene Hülse. Bei dieser Festlegung  der Wicklung in ihrer gesamten Länge ist.  sie von vornherein mechanisch beansprucht.

    Wird nun das Thermometer auf hohe Tem  peraturen gebracht und wieder abgekühlt,  dann treten in grösserem oder kleinerem Um  fang     Rekristallisationen    auf; da die     Messwick-          lung    nicht nachgeben kann, wird sie unregel-      mässig an den Rändern verformt. Bei einem  Draht tritt eine Struktur auf, die     ansehau-          lieh    durch den Begriff      pferdesehwanzähn-          liehe    Struktur  gekennzeichnet ist; bei einem  Band ist. eine Veränderung an den Rändern  zu beobachten, die diesem das Aussehen einer  abgebrauchten Säge gibt.

   Hierdurch treten  unkontrollierbare Widerstandsänderungen und  damit Verschiebungen des Nullpunktes auf;  häufig beobachtet man sogar Unterbrechungen  der Platinwicklung. Es wurde nun gefunden,  dass bei einer Anordnung des Widerstands  materials, die ihm seine freie Beweglichkeit  lässt, die genannten Erscheinungen nicht auf  treten und eine etwa auch dann noch zu be  obachtende Gefügeänderung sich nicht in der  krassen Formveränderung wie bei den bis  herigen Thermometern auswirkt.  



  Das erfindungsgemässe Widerstandsther  mometer ist deshalb dadurch gekennzeichnet,  dass der     Messdraht    auf seiner ganzen Länge  derart angeordnet. ist,     da.ss    sich in ihm beim  Erwärmen und beim Abkühlen keine mecha  nischen Spannungen ausbilden können.  



       Zweckmässigerweise    ist der Wicklungs  träger in diesem Falle zylindrisch und weist  schraubenlinienförmig verlaufende Rillen auf,  in welche der     Messdraht,    der mit Vorteil     bi-          filar    verläuft, eingelegt ist.  



  Die Erfindung umfasst des weiteren auch  noch ein Verfahren zur Herstellung eines  Widerstandsthermometers, bei welchem die       Messwieklung    in schraubenlinienförmigen Ril  len des Wicklungsträgers liegt. Dieses Ver  fahren kennzeichnet sich dadurch, dass die  Rillen in den Wicklungskörper durch Ein  tauchen eines zylinderförmigen Körpers in  ein Ätzmittel eingeätzt werden;, wobei die  Stellen, an denen sich keine Vertiefungen bil  den sollen, abgedeckt werden.  



  Im folgenden werden das erfindungsge  mässe Widerstandsthermometer und das er  findungsgemässe Verfahren beispielsweise be  schrieben.    Der     Wieklungsträgerkörper    besteht ans  Glas. Auf diesem Träger ist ein Platindraht  lose aufgewickelt, und zwar in schrauben-    linienförmigen Rillen. Die Tiefe der Rillen  ist ungefähr fünfmal grösser als die Dicke  des     bandförmigen    Platindrahtes. Die     lIesswiek-          lung    ist     bifilar    gewickelt, eine Hülle dient.       zum    Schutze der     Messwieklung.    Sie ist mit den  die Rillen begrenzenden Rippen des Träger  körpers verschmolzen.

   Der     Trägerkörper    und  die Hülle bestehen beispielsweise aus Glas mit  einem     Transformationspunkt    von 600 bis  ss00  C. Derartiges Glas ist unter der Bezeich  nung      Supremaxglas     bekannt geworden. Der  Platindraht kann sieh beim Erwärmen frei  ausdehnen, ohne     da.ss    die Gefahr eines     Win-          dungssehlusses    besteht. Selbstverständlich kann  das Thermometer auch mit zwei unabhängi  gen     bifilaren    Wicklungen auf den gleichen  Trägerkörper versehen sein.

      Die     Herstellung    des     Widerstandstheruno-          meters    geht, in folgender Weise vor sich:  Auf einem     Stäbehen,    einem Röhrchen oder  einer Kapillare aus Glas werden Rillen für die       Aufnahme    der     Messwieklung        angebracht.    Vor  teilhaft wird dies so ausgeführt, dass auf den  zylindrischen Körper spiralförmig ein Band  aus     Metall    aufgelegt und dann der ganze Kör  per in eine     Ätzflüssigkeit,    insbesondere     Fluss-          säure,    eingetaucht wird.

   Dabei bilden sieh an  den voll dem Metall nicht. abgedeckten Stellen  Rillen, in die dann die     Messwicklung    einge  legt wird. Die Rillen werden nicht besonders  tief gemacht; ihre Tiefe beträgt aber wenig  stens das Doppelte der Dicke der     Messwick-          lung,    beispielsweise das fünffache der Band  dicke. Über den Träger mit der     Messwicklung     wird schliesslich eine passende Hülle aus Glas  gezogen und durch Erwärmen mit, der Grund  lage verschmolzen.

   Das Verschmelzen der bei  den Glaskörper erfolgt hierbei lediglich an  den Stellen, die beim Ätzen abgedeckt. waren,  während die Rillen, in denen die     Messwick-          lung    liegt,     unverändert    bleiben.  



  Wenn ein so hergestellter Widerstands  thermometer erhitzt und abgekühlt wird, kann  sich die     3lesswicklung    an allen Stellen frei  bewegen, da. sie nirgends auf ihrer gesamten  Auflagefläche in den Rillen durch Glas fest  geheftet ist.           Bifilare    Thermometer der beschriebenen  Art behalten auch bei wiederholtem Erhitzen  bis kurz unterhalb des     Transformationspunk-          tes    des betreffenden Glases und Abkühlen  ihren ursprünglichen Widerstandswert weit  besser als die bisherigen Widerstandsthermo  meter. Es wurde festgestellt, dass selbst bei  Erhitzen bis 700 C die Temperaturmessung  auf wenige Zehntel Grad genau bleibt und der  Nullpunkt sich     praktisch    überhaupt nicht  verschiebt.

   Man erkennt ohne weiteres, dass  der     Messdraht    nicht so stark den genannten       :lnderungen    der Struktur unterworfen ist,  wie die bisherigen     MTiderstandsthermometer.     Die freie Beweglichkeit wirkt sich, abgesehen  davon, dass die Gefügeänderung bei fehlender  mechanischer Beanspruchung nicht in dem  Masse auftritt, wie bei einer in ihrer Lage  festgehaltenen Wicklung, vor allem dahin aus,  dass eine etwaige     Gefügeänderung    nicht zu  den Zerstörungen führen kann wie bei einer  fest     eingeschmolzenen    Wicklung.  



  Eine Anordnung eines Widerstandsmate  rials auf einem Glaskörper, so dass dieses beim  Erwärmen und Abkühlen keine mechanische  Beanspruchung erfährt, lässt sich auch auf  andere Weise     vornehmen,,    beispielsweise in  dem man die Widerstandsdrähte zwischen  entfernten Befestigungselementen ausspannt.  Auch ist man für das Anbringen der Rillen bei  der oben beschriebenen Ausführungsform nicht  unbedingt auf das Ätzen angewiesen. Aber  die beschriebene Form und Herstellungsweise  hat sieh als praktisch und besonders einfach  erwiesen.    Es lassen sich als Werkstoffe für die Trä  ger der     Messwicklung    und die Umhüllung  auch andere Materialien als Glas, beispiels  weise keramische Werkstoffe und hochschmel  zende Naturstoffe, verwenden.

   Die Führung  für die     Messwicklung    kann hierbei beispiels  weise auf feinmechanischem     ''4'e--e    auf dem  Tragkörper angebracht werden. Wesentlich  ist, dass auch hierbei, zum Unterschied von  den bekannten     Widerstandsthermometern,    die  Wicklung durch Glasuren oder Einschmelz  mittel nicht     festgelegt    wird.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH I: Widerstandsthermometer, dadurch gekenn zeichnet, dass der Messdraht auf seiner ganzen Länge derart angeordnet ist, dass sich in ihm beim Erwärmen und beim Abkühlen keine me chanischen Spannungen ausbilden können. UNTERANSPRÜCHE: 1. Widerstandsthermometer nach Patentan spruch I, mit einem auf einen Wicklungsträger aufgewickelten Messdraht, dadurch gekenn zeichnet, da.ss der Messdraht frei in Rillen des MTicklungsträgers eingelegt. ist, so dass sich der -LvIessdraht gegenüber dem Wicklungsträger ausdehnen und verschieben kann, ohne dass sich die Windungen der ll:
    essdrahtwickhing gegenseitig berühren können. 2. Widerstandsthermometer nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsträger zylindrisch ausgebildet ist und schraubenlinienförmig verlaufende Rillen aufweist. 3. Widerstandsthermometer nach Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messdraht als bifilare Wicklung ausgebildet ist. 4. Widerstandsthermometer nach Unteran spruch 3, mit einem Wicklungsträger aus Glas, dadurch gekennzeichnet, dass der Wick lungsträger und die Messwicklung durch eine Glashülle abgedeckt sind, die mit dem Wick lungsträger an den die Rillen begrenzenden Rippen desselben verschmolzen ist. 5.
    Widerstandsthermometer nach Unteran spruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungsträger und die Hülle aus Glas mit einem Transformationspunkt von 600 bis 800 C bestehen. PATENTANSPRUCH II: Verfahren mtlr Herstellung des Wider standsthermometers nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen in den Wicklungskörper eingeätzt werden, durch Ein tauchen eines zylinderförmigen Körpers in ein Ätzmittel, wobei die Stellen, an denen sich keine Vertiefungen bilden sollen, abgedeckt werden. UNTERANSPRUCH: ö.
    Verfahren nach Patentanspruch II zur Herstellung eines Widerstandsthermometers, mit einem Wicklungsträger aus Glas, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrische Glaskör per mit einem flusssäurebeständigen Metall- band schraubenlinienförmig bewickelt und daraufhin so lange in ein Flusssäurebad ge taucht wird, bis sich Rillen gebildet haben, deren Tiefe wenigstens der doppelten Draht dicke des Messdr ahtes entspricht.
CH289739D 1950-02-20 1951-02-19 Widerstandsthermometer. CH289739A (de)

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