DE1069755B

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Info

Publication number: DE1069755B
Application number: DENDAT1069755D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-26

Description

Einstellbare Spannungsteileranordnung Die üblichen einstellbaren Spannungsteiler, auch I'otentiometer genannt, haben einen Widerstandskörper mit einer Schleifbahn, auf der an einem einstellbaren Kontakt die Ausgangsspannung abnehmbar ist. Derartige Spannungsteiler haben infolge ihrer mechanisch bewegten Kontakte Nachteile. Vor allem können Abnutzungen und Verschmutzungen der Schleifbahn eintreten. Hierdurch wiederum können Funkenübergänge und Lichtbögen auftreten, so daß die Widerstandsschleifbahn und der Schleifkontakt alsbald erhöhte undefinierte Übergangswiderstände aufweisen, wodurch der Spannungsteiler unbrauchbar werden kann.
Die genannten Nachteile können bei den bekannten Widerstandsfeinreglern, bei denen der Widerstandskörper aus Wismut besteht, und bei den bekannten Spannungsteilerschaltungen mit magnetfeldabhängigen Teilwiderständen nicht auftreten, da diese ohne Schleifbahn und ohne verstellbaren Abgriff arbeiten. Bei diesen bekannten Spannungsteilern mit magnetfeldempfindlichen Teilwiderständen handelt es sich um eine schaltungstechnische Aneinanderreihung zweier oder mehrerer magnetfeldabhängiger Widerstände aus Wismut oder Germanium.
Die Erfindung befaßt sich mit einer vorteilhaften Verbesserung an einer einstellbaren Spannungsteileranordnung. Gemäß der -Erfindung sind unter an sich bekannter Ausnutzung der Abhängigkeit des wirksamen Widerstandswertes magnetfeldempfindlicher Stoffe von einem veränderbaren Magnetfeld zwei beiderseits eines Spannungsteilerabgriffes befindliche Widerstandskörper oder zwei Widerstandsabschnitte eines einzigen magnetfeldabhängigen Widerstandskörpers aus einer halbleitenden AIIIBv-Verbindung derart angeordnet, daß sich der Widerstand der zwei Widerstandskörper oder Widerstandsabschnitte unter dem Einfluß des sich ändernden Magnetfeldes im entgegengesetzten Sinne ändert, und zwar unter annähernder Erhaltung des Gesamtwiderstandes der Anordnung. Auf diese Weise ergibt sich ein wesentlich größeres Einstellverhältnis als mit den bekannten Spannungsteilern. Ein weiterer Vorteil ist in der Erhaltung des Gesamtwiderstandes zu sehen. Diese Erhaltung des Gesatntwiderstandes ist in all den Fällen wichtig, bei denen ein Potentiometer den Abschlußwiderstand einer auf dieses arbeitenden Stromquelle bildet.
Die Veränderung des Magnetfeldes kann durch gegenseitige Bewegung des Widerstandskörpers und der das Magnetfeld erzeugenden Mittel bewirkt werden. Vorteilhaft erfolgt die Veränderung des Feldes jedoch durch Verstellen eines im Magnetfeld beweglichen, die Widerstände mehr oder weniger abschirmendes Teils. Sie kann auch durch Verstellen eines ein Gegenfeld erzeugenden Magnetfeldes bewirkt werden. Die Ausgangsspannung des Spannungsteilers kann sowohl an dem einen als auch an dem anderen Widerstandsteil entnommen werden. Die zwei Widerstände können auch durch einen einzigen magnetfeldabhängigen Widerstandskörper gebildet sein, der mit einem festen Abgriff versehen ist, an dem die Ausgangsspannung entnommen wird.
Bei den halbleitenden Verbindungen von der Form AIIIBV handelt es sich bekanntlich um Verbindungen eines Elementes A der III. Gruppe und eines Elementes B der V. Gruppe des Periodischen Systems der Elemente, die sich durch eine besonders große Magnetfeldabhängigkeit des Widerstandes auszeichnen und zu denen beispielsweise Indiumantimonid gehört. Man wird bevorzugt als Magneten einen Dauermagneten verwenden, weil dabei eine besondere Stromquelle zur Erzeugung des Magnetfeldes nicht erforderlich ist. Wird der Widerstandskörper in einem Magnethuftspalt angeordnet, dessen Pole eine besondere geometrische Form aufweisen, so ergibt sich auf Grund dieser Form eine bestimmte Widerstandscharakteristik des Spannungsteilers. Es lassen sich beliebige Charakteristiken erzielen, beispielsweise lineare oder logarithmische. Für Spannungsteiler kleiner Leistung können magnetfeldabhängige Widerstandskörper in Form von dünnen Streifen verwendet werden. Dementsprechend läßt sich der Luftspalt des Magneten ebenfalls besonders eng ausbilden, so daß hohe Feldstärken und damit große Widerstandsänderungen in dem Widerstandskörper erreicht werden können.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung eine mögliche Ausführungsform der Spannungsteileranordnung schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Spannungsteileranordnung, deren Widerstandsteil durch die Reihenschaltung eines magnetfeldabhängigen Widerstandes 1 und eines weiteren magnetfeldabhängigen Widerstandes 2 gebildet wird. Die Eingangsspannung UE, die sowohl eine Wechselspannung als auch eine Gleichspannung sein kann, ist an den Klemmen 3 und 4 zugeführt. Mit 1' und S sind die Pole eines Dauermagneten 5 bezeichnet, der fest angeordnet ist. Den Spannungsabgriff bildet der Anschluß 6 zwischen den Widerständen 1 und 2. Als Ausgangsspannung kann sowohl die Spannung ("A zwischen 6 und 7 als auch die Spannung (TA' zwischen 6 und 8 verw-,ndet werden.
Die Änderung des Widerstandes erfolgt durch Verschieben eines magnetischen Schirmes 9, der beispielsweise die Form einer Hohlsäule hat. Je nachdem, wie weit der Schirm 9 über den magnetabhängigen Widerstand 1 geschoben wird, ergibt sich eine mehr oder minder starke Einwirkung des Feldes des Magneten 5 auf den magnetfeldabhängigen Widerstandskörper 1. Dabei umfaßt der Dauermagnet 5 mit seinen Polen X, S gleichzeitig beide Widerstände 1 und 2.
Der Widerstand der Widerstandskörper 1 und 2 sei mit Magnetfeld beispielsweise neunmal so groß wie ohne Magnetfeld. In der oberen Stellung des Schirmes 9, wenn also der Widerstand 1 abgeschirmt ist und der untere Widerstand 2 voll magnetisiert wird, ergibt sich dann ein Spannungsteilerverhältnis von (TA : UE - r1 : (r1 + r.,) =l :10, in der entgegengesetzten unteren Stellung des Schirmes 9 ergibt sich (TA : UE = r1 : (r1 +r.") = 9 : 10.
Die geschilderten Verhältnisse lassen sich an Hand der graphischen Darstellung nach Fig. 2 leicht übersehen. Die Figur zeigt die Widerstandsabhängigkeit der Widerstandskörper 1 und 2 vom Wegs des verstellbaren Schirmes 9. Die waagerechte Linie r1 -I- r2 stellt den Gesamtwiderstand dar, die Kurve r1 den Widerstand des Widerstandskörpers 1 und die Kurver2 den des Widerstandskörpers 2.
Wäre der Widerstandskörper 2 dagegen nicht magnetfeldabhängig so würde sich, wenn man die gleichen Widerstandswerte wie oben zugrunde legte, im einen Extremfall ergeben UE : UA =1 : 2 bzw. 5 :10, im anderen Extremfall UE : UA=9 : 10.
Es ergibt sich also mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Spannungsteileranordnung ein wesentlich größerer Einstellbereich.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einstellbare Spannungsteileranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß unter an sich bekannter Ausnutzung der Abhängigkeit des wirksamen Widerstandswertes magnetfeldempfindlicher Stoffe von einem veränderbaren Magnetfeld zwei beiderseits eines Spannungsteilerabgriffes befindliche Widerstandskörper oder zwei Widerstandsabschnitte eines magnetfeldabhängigen Widerstandskörpers aus einer halbleitenden Air, Bv-Verbindung derart angeordnet sind, daß sich der Widerstand der zwei Widerstandskörper oder Widerstandsabschnitte unter dem Einfluß des sich ändernden Magnetfeldes im entgegengesetzten Sinne ändert, und zwar unter annähernder Erhaltung des Gesamtwiderstandes der Anordnung.
2. Spannungsteileranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Magnetfeldes durch gegenseitige Bewegung der Widerstandskörper und der das Magnetfeld erzeugenden Mittel erfolgt.
3. Spannungsteileranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Magnetfeldes durch Verstellung eines im Feld beweglichen, die Widerstände mehr oder weniger abschirmenden Teils erfolgt.
4. Spannungsteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der magnetischen Feldstärke ein Dauermagnet verwendet ist.
5. Spannungsteiler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei magnetfeldabhängigen Widerstände oder Widerstandsabschnitte aus Indiumantimonid bestehen. In Betracht gezogene Druckschriften Deutsche Patentschriften N r. 839 220, 590 678; britische Patentschrift Nr. 659 653; USA.-Patentschrift Nr. 2 599 550.