CH373825A - Steuerbare elektrische Impedanz - Google Patents

Description

  Steuerbare     elektrische        Impedanz       Die     Erfindung    bezieht     sich    auf eine steuerbare  elektrische     Impedanz    bestehend aus einer zu     einer          baulichen    Einheit     zusammengebauten        Kombination     eines :

  strahlungsempfindlichen Körpers, auf dem       wenigstens-    zwei die     Impedanz    bedingende Elektroden       angebracht    sind-, mit einer steuerbaren     Strahlungs-          quelle    zur Steuerung dieser     Impedanz.     



  Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine  derartige Kombination anzuwenden als, steuer  baren Widerstand an Stelle der üblichen steuer  baren Widerstände, bei denen die Steuerung  erhalten wird durch Verschiebung eines Kon  taktes längs eines Widerstandskörpers. Mit einer sol  chen     Kombination        kann    ein steuerbarer Widerstand  erhalten werden, der     gleichmässig    und sehr genau  steuerbar ist, ohne dabei      Kracheffekte     zu veranlas  sen, wie diese bei dem üblichen     Widerstand    mit ver  schiebbarem Kontakt auftreten.

   Eine bauliche Aus       führung    einer derartigen Kombination wird bei     d'ie-          sern    Vorschlag jedoch nicht angegeben.  



  Ferner ist eine     konstruktive    Ausbildung eines       steuerbaren    Widerstandes beschrieben worden, bei  dem eine     photoleitende    Schicht auf der Innenseite  einer Hülle einer mit Gitter     gesteuerten    Vakuum  röhre angebracht ist. Die Anode dieser     Vakuumröhre     ist     strahlungsdurchlässig        und,    mit     einer        :lumineszieren-          den        Substanz    bedeckt.

   Mit dem Gitter kann der An  odenstrom und dadurch die Strahlungsintensität der       lu'mineszierend'en    Substanz gesteuert werden und, die  Strahlung beeinflusst den Widerstand der photoleiten  den Schicht. Ebenso ist eine andere als Schalter zu  verwendende     Ausbildung    einer derartigen Kombina  tion     vorgeschlagen    worden,

   bei der auf     einer        Strah-          lungsquelle    mit einer     zylinderförmigen    gläsernen       Hülle    auf der     zylindrischen        Aussenfläche        hinterein-          ander    drei Schichten angebracht sind,     ,nämlich    eine       strahlungsdurchlässige    dünne     Elektrodenschicht,    eine    photoleitende Schicht und eine zweite Elektroden  schicht.  



  Der Aufbau der vorerwähnten bekannten Anord  nungen ist jedoch sehr kompliziert. Auch der Betrieb  und die Herstellung dieser     Anordnungen        isst    sehr  schwierig. Die Erfindung     bezweckt,    eine besonders  günstige und     einfache    Ausbildung einer steuerbaren  elektrischen Impedanz     anzugeben,    bei der ausserdem  die Impedanz     in    einfacher Weise elektrisch steuerbar  ist.  



  Bei einer steuerbaren elektrischen Impedanz ge  mäss der     Erfindung        besitzen    die Strahlungsquelle und  der strahlungsempfindliche Körper je eine getrennte  Hülle, welche wenigstens teilweise strahlungsdurch  lässig ist, wobei die Hülle des strahlungsempfind  lichen Körpers:

       dosenförmig    ist und der strahlungs  empfindliche Körper unter einer strahlungsdurch  lässigen flachen Seite der Hülle angebracht ist, wäh  rend ein     strahlungsdurchlässiger    Teil     der        Hülle    der       Strahlungsquellie        stellenweise    mit der erwähnten fla  chen Seite an der Aussenseite der     Hü1Je    des strah  lungsempfindlichen Körpers verbunden ist und das       Ganze    mit einer für die betreffende Strahlung     un-          durchlässigen    Hülle umgeben ist.

   Die beiden Hüllen  der     Strahlungsquelle    und des     strahllungsempfindlichen     Körpers bestehen vorzugsweise aus Glas. Die     Hülle     der     Strahlungsquelle,    welche z. B.     kolben-    oder     rohr-          förmig    ist, weist     vorzugsweise    an der Stelle der Ver  bindung     mit    der anderen     Hülle    einen nahezu flachen  Teil auf.  



  Der     erfindungsgemässe    Aufbau hat den Vorteil,       dass    dabei von einer     Strahlungsquelle    und von einem  strahlungsempfindlichen Körper ausgegangen werden  kann, welche zuvor getrennt zur Erreichung von  optimalen elektrischen Eigenschaften und Lebens  dauer hergestellt werden können, um mit den vor  erwähnten Teilen in der     angegebenen    einfachen     und.         zweckmässigen Weise zu     einer    baulichen Einheit     ver-          einigt    zu werden.

   Dadurch wird die schwierige     Her-          stellung    und der     komplizierte    Aufbau der     bekannten     steuerbaren Widerstände vermieden. Bei dem     erfin-          d"ungsgemässen    Aufbau kann ausgegangen werden von       Strahlungsquellen    und strahlungsempfindlichen Kör  pern;

   welche auch an sich als getrennte Komponenten  im Handel     verkaufbar        sind,    so dass     der    Preis sehr  niedrig     sein        kann.    Ausserdem hat dieser Aufbau den  Vorteil, dass beide Komponenten einander chemisch  nicht     beeinflussen    können, und     d'ass    sie auch elek  trisch     völlig        voneinander    isoliert sind.  



  Die Strahlungsquelle besteht     zweckmässigerweise     aus     einer        Glühlampe        (Glühfaden    mit Glaskolben)  oder einer kleinen     Gasentladungsröhre,    z.

   B. einer       Glimmlichtlampe.    Durch Regelung des Stromes und/  oder der     Spannung    der Strahlungsquelle wird die       Strahlungsintensität    und     demnach    die Impedanz zwi  schen den Elektroden des     strahlungsiempfindlichen     Körpers     geändert.        Der    strahlungsempfindliche Kör  per besteht     zweckmässigerweise    aus einem Photo  widerstand, der vorzugsweise aus einer     gesinterten          Kadmiumsulfidscheibe        hergestellt    wird.  



  Es sei noch bemerkt, dass es bekannt ist, einen       strahlungsempfindlichen        Körper    in     Verbindung    mit       einer        Strahlungsquelle,    z.

   B. in     Wachanlagen,    zu ver  wenden, wobei bei Unterbrechung     das    Strahlungs  weges     zwischen    dem     strahlungsempfindlichen        Körper     und der     Strahlungsquelle    die auftretende     Impedan;z-          änderung    zwischen den     Elektroden    des strahlungs  empfindlichen Körpers als     Alarmsignal    verwendet  wird. Hierbei werden aber die Strahlungsquelle und  der     strahlungsempfindliche        Körper    als baulich ge  trennte Elemente verwendet.

   Durch die     Massnahme     nach der     Erfindung    werden die besonderen     Möglich-          keiten,    die     in        einer        solchen        Kombination    als regel  bare elektrische Impedanz, insbesondere als elek  trischer Regelwiderstand, verborgen blieben, hervor  gehoben, und ausserdem wird eine     weitgehende    An  wendung in einer einfachen und für die Praxis  brauchbaren und zweckmässigen Weise ermöglicht.  



  Die     Erfindung    wird an Handeiniger Figuren       näher    erläutert.  



       Fig.    1 zeigt     im        Längsschnitt    eine besondere     Aus-          führungsform        einer        Vorrichtung        nach    der Erfindung.       Fig.    2     zeigt    in     Draufsicht    den     in    der     Vorrichtung     nach     Fig.    1     verwendeten        strahlungsempfindlichen     Körper.  



  In     Fig.    1 ist     eine    besonders geeignete     und,    ein  fache     Ausführungsform    einer regelbaren     elektrischen     Impedanz nach der     Erfindung    dargestellt. Senkrecht  zur Zeichenebene ist das Ganze .im     wesentlichen          kreissymmetfsch.    Der     strahlungsempfindliche    Körper  1     besteht    aus einer dünnen Scheibe aus gesintertem       Kadmiumsulfidpulver,    das mit Kupfer und Gallium  aktiviert ist.

   Auf ihrer Oberseite ist die Scheibe mit       einem        interdigitalen        Zeilenelektrodensystem    versehen,  das aus zwei     kammförmigen    Elektroden 2 und 3  besteht, wie es in     Fig.    2 näher dargestellt ist. Es. ist  im Rahmen der Erfindung naturgemäss auch mög-         lich,    mehr als zwei Elektroden auf der Scheibe     an-          zubringen,    z. B. dadurch, dass eine der     kammförmigen     Elektroden in zwei oder mehr     Teile    getrennt wird.  Die     Kadmiumsulfidscheibe    hat einen Durchmesser  von z.

   B.     etwa    8 mm und eine Stärke von etwa  0,5 mm. Die Teilelektroden bestehen z. B. aus auf  gedampftem Aluminium, und der Abstand zwischen  den Elektroden beträgt z. B. wenige Zehntelmilli  meter. Der Widerstand     zwischen    den     Elektroden    bei  keiner oder schwacher Beleuchtung beträgt z. B. 10       Megohm,    während bei starker     Beleuchtung,    z. B.

    15 000 Lux, dieser Widerstand bis auf     weniger    als  500 Ohm     herabgefallen        sein        kann.        Naturgemäss    sind  durch geeignete Wahl des strahlungsempfindlichen  Stoffes und dessen Aktivierung viele Änderungen     in.     diesen Werten möglich. Der     s.tra@hlungsempfindlithe     Körper 1 ist     in    einer getrennten     dosenförmigen    Glas  hülle 4 angeordnet, und zwar vorzugsweise direkt  unter ihrer flachen Oberseite 5.

   Um die strahlungs  empfindliche Schicht 1 gut gegen Feuchtigkeit und  dergleichen zu schützen und eine gute mechanische       Festigkeit    des     Ganzen    zu erzielen, ist der     strahlungs-          empfindliche    Körper 1 auf eine dünne Platte 6 aus  Hartpapier geleimt, und die Hülle ist an der Unter  seite gut abgedichtet, indem der verbleibende Raum  7 mit     einem        Giessharz    aufgefüllt wird. Die Zuleitun  gen 8 und 9 sind mit den     kammförmigen    Elektroden  2 und 3 verbunden, z.

   B. mit Hilfe einer     Silberpaste.     Die regelbare     Strahlungsquelle    10 besteht aus     einer     normalen kleinen Glühlampe (6,3 Volt; 0,1 Ampere),       deren    Glaskolben 11 stellenweise auf der flachen  Oberseite der Hülle 4 des strahlungsempfindlichen       Körpers    festgeleimt ist. Bei der     Verbilndung    zwischen  den beiden     Hüllen    besitzt der Kolben 11     eine    nahezu  flache Oberfläche.

   Dies erleichtert die Montage in  wesentlichem Masse und ergibt     eine        beträchtliche    Er  höhung der Bestrahlungsintensität infolge des resul  tierenden geringeren Abstandes zwischen dem Glüh  faden 12 und dem     sitrahlungsempfindlich:en    Körper 1.

    Durch die Verbindung sind die beiden     Hüllen    zu  einer baulichen Einheit vereinigt, und die     Hülle    des       strahlungsempfindlichen    Körpers dient dabei gleich  zeitig als Träger für die     Hüd!le    der     Strahlungsquelle.     Das Ganze ist     weiterhin    noch in einem für Strahlung  nicht     durchlässigen    Aluminiumröhrchen 13 unter  gebracht, das am     unteren    und oberen Ende     mit        Hilfe     eines     geeigneten        Isoliermaterials,    z. B. Hartpapier,  verschlossen ist.

   Schutz gegen Störstrahlung von  aussen her kann auch dadurch erreicht werden, dass,  statt der Verwendung .einer     gemeinsamen    Hülle, das.  Ganze mit einer undurchsichtigen Lackschicht ver  sehen wird. Die     Zuleitungsdrähte    der Glühlampe sind  an der Oberseite und die     Zuleitungen    8 und 9 an  der Unterseite ausgeführt. Durch     Regelung    des Stro  mes     und,/oder    der Spannung durch den Glühfaden kann  die     Bestrahlungsintensität    und     somit    auch der Wi  derstand zwischen den beiden     Elektroden    8 und 9  über     einen    grossen Bereich geregelt werden.  



  In bestimmten     Fällen,    in denen nicht eine all  mähliche     Regelung    des     Widerstandes.über    die ganze      Strecke erwünscht ist, sondern     viehmehr    ein plötz  licher     übergang,    kann nach einer     spezIefen    Ausbil  dung der     Erfindung        mit    grossem Vorteil statt einer  Glühlampe auf in baulicher Hinsicht     ähnliche    Weise  eine kleine     Gasentladungsröhre    verwendet werden,  die erst bei einer     bestimmten        Schwellenspannung    ge  zündet wird,

   so dass dann     plötzlich    der     Widerstand     des     strahlungsempfindlichen    Körpers     drastisch    her  abgesetzt wird und dann über der     Schwellenspannung          gewünschtenfalls    noch etwas weiter     rückgeregelt    wer  den kann. Zu diesem Zweck     können    z. B.     käuflich    er  werbliche     kleine        Glimmlichtröhren    angewendet wer  den.  



  In der Praxis hat sich ergeben, dass die     Ersatz-          möglichkeit    der     Glühlampe    nicht unbedingt erforder  lich ist, und dass regelbare     Widerstände    nach     Fig.    1  mit sehr langer Lebensdauer     verwirldichbar    sind  durch Verwendung einer Strahlungsquelle, die eine  sowieso lange Lebensdauer     besitzt,    z. B. wegen     ihrer     verhältnismässig niedrigen     Glühfadentemperatur,    und  ausserdem durch     eine        niedrigere        Beanspruchung    der  Strahlungsquelle als normal.  



  Es     ist        ohne    weiteres deutlich, dass im     Rahmen    der  Erfindung von     einem    Sachverständigen noch     un-          zählige        bauliche        Änderungen    in dieser .regelbaren  Impedanz durchgeführt werden     können.    So kann  z.

   B. die Glühlampe bei der Bauart nach     Fig.    1 statt  mit dem Scheitel des Kolbens,     mit    einer     Seitenwand     des     Kolbens:    auf der Hülle des     strahlungsempfind=          liehen    Körpers befestigt werden. Die gemeinsame  Hülle kann z.

   B.     mit    einer gut reflektierenden Innen  schicht versehen werden; der Kolben der     Strähflungs-          quel'le    kann derart gestaltet und     teilweise    auf der  Innenseite mit einer reflektierenden Schicht     versehen     werden,     d'ass    die Strahlung auf die     photoempfindliche     Schicht konzentriert wird.  



  Die regelbare     Impedanz    nach der Erfindung eig  net sich zur Anwendung in vielerlei Schaltungen. Ein       Vorteil    dabei ist, dass der Regelkreis, in dem die       Strahlungsquelle        liegt,    vom Regelkreis     mit    dem strah  lungsempfindlichen Körper     galvanisch    getrennt sein  kann. Ein weiterer Vorteil eines regelbaren Wider  standes nach der Erfindung besteht darin, dass er in  folge der Trägheit der Strahlungsquelle krachfrei ist,       auch        wenn,    die Regelorgane im     Regelkreis    dies nicht  sind.

   Ein weiterer     Vorteil    ist die     einfache-    Distanz  bedienungsmöglichkeit, die eine Aufnahme in eine  Apparatur wesentlich erleichtert. Die regelbare Im  pedanz kann an der elektronisch günstigsten Stelle  in der Apparatur     untergebracht    werden, während die  Regelorgane für den     Strahlungsquellenkreis,    an der  mechanisch einfachsten Stelle in der Apparatur an  geordnet werden können,     gewünschtenfalls    in einem  Abstand von vielen Metern von der regelbaren Impe  danz nach der Erfindung.  



  Die regelbare Impedanz nach der Erfindung eig  net sich z. B. besonders zur Anwendung in     so,genann-          ten        Potentiometerschaltungen.        Zu    diesem Zweck  wird     in        Reihe    mit dem strahlungsempfindlichen Kör  per ein fester Widerstand .in die Schaltung aufgenom-         men,    und an diese     Reihenschaltung    wird die     Ge-          samtspannung    gelegt,

   während die zu steuernde Teil  spannung     zwischen    zwei Elektroden des     strahlungs-          empfindlichen    Körpers     abgenommen    wird und die  elektrischen     Regelsignale    der     .Strahlungsquelle    zu  geführt werden.

   Für Anwendungen, bei denen ein  fester Widerstand     in    Verbindung mit dem strahlungs  empfindlichen Körper verwendet wird, kann dieser  Widerstand gemäss einer weiteren speziellen     Ausfüuh-          rungsform    der     Erfindung    in einfacher Weise     in    die  bauliche Einheit der     Strahlungsquelle        und    des strah  lungsempfindlichen     Körpers    aufgenommen sein, z. B.

         indem    auf einem     Trägerkörper    des     strahlungsemp-          findlichen    Körpers (in     Fig.    1 auf der     Unterseite    der       Hartpapierplatte)        noch    eine     dünne    Widerstands  schicht     nach    der bekannten Technik mit     Hilfe    einer       Kohlesuspension        angebracht    ist, und die Elektroden  auf der     Kohlesclicht    können getrennt,

   oder bereits  mit dem     strahlungsempfindlichen        Körper    durchver  bunden, nach aussen geführt     sein.     



       Schliesslich    sei noch ein besonderer Effekt er  wähnt, der mit     einer    regelbaren Impedanz nach der       Erfindung    erreicht werden kann, deren Strahlungs  quelle aus einer kleinen     Glühlampe    und deren strah  lungsempfindlicher Körper aus     einem    Photowider  stand aus     Kadmiumsulfid,        insbesondere    gesintertem       Kadmiumsulfid    aktiviert     mit        Cu    und Ga, je etwa 10-4       Grammatom    pro     Grammolekül        CdS,    besteht.

   Zu die  sem Zweck     wird    die     Vorrichtung    in     einer    Schaltung  aufgenommen, und in Reihe mit dem     Glühfaden    der       Glühlampe    wird ein     linearveränderlicher    Widerstand  geschaltet. Es hat sich ergeben, dass der Widerstand  des     Photowiderstandes    als     Funktion    des     Eindre-          hungswinkels    des in Reihe mit der Lampe liegenden       linearveränd@rlichen    Widerstandes einen, logarith  mischen Verlauf aufweist.

   Durch     eine    solche Kom  bination nach der Erfindung     kann    somit     in    einfacher  Weise ein     logarithmisch-veränderlicher    Widerstand  erzielt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Steuerbare elektrische Impedanz, bestehend aus einer zu einer baulichen Einheit zusammengebauten Kombination eineis strahlungsempfindlichen Körpers, auf dem wenigstens, zwei die Impedanz b edingendeElek- troden angebracht sind, mit einer steuerbaren Strak lungaquelle zur Steuerung dieser Impedanz, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle und der strahlungsempfindliche Körper je eine getrennte Hülle besitzen,

   welche wenigstens teilweise strahlungsdurch- lässig ist, wobei die Hülle des strahlungsempfind lichen Körpers dosenförmig ist und der strahlungs empfindliche Körper unter einer strahlungsdurchlässi gen flachen Seite der Hülle angebracht ist, während ein strahlendurchlässiger Teil der Hülle der Strah lungsquelle stellenweise mit der erwähnten flachen Seite an der Aussenseite der Hülle des strahlungsemp- findlichen Körpers verbunden ist,

   und das Ganze mit einer für die betreffende Strahlung undurchlässigen Hülle umgeben ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Steuerbare elektrische Impedanz nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllen der Strahlungsquelle und des strahlungsempfindlichen Körpers aus Glas bestehen.

   2. Steuerbare elektrische Impedanz nach Patent- anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle der Strahlungsquelle an der Stelle der Verbindung mit der anderen Hülle einen nahezu flachen Teil auf weist. 3.

   Steuerbare elektrische Impedanz nach Patent- anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Strah- lungsquelle aus einer Glühlampe besteht. 4. Steuerbare elektrische Impedanz nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Strah- lungsquelle aus einer Gasentladungsröhre besteht. 5.

   Steuerbare elektrische Impedanz nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der strah- lungsempfindüche Körper aus einer gesinterten Kad- miumsulfidscheibe besteht. 6. Steuerbare elektrische Impedanz nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die bauliche Einheit auch einen Widerstand enthält.

   7. Steuerbare elektrische Impedanz nach Unter anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der strah lungsempfindliche Körper auf einem Trägerkörper angebracht ist, auf dem auch eine dünne Wider standsschicht vorgesehen ist, welche den Widerstand bildet.