DE1128674B

DE1128674B - Device for the compensation of the temperature error caused by the temperature dependence of the magnetic induction of magnetic systems in measuring instruments

Info

Publication number: DE1128674B
Application number: DEM37668A
Authority: DE
Inventors: Charles Alfred Clark
Original assignee: Mond Nickel Co Ltd
Current assignee: Mond Nickel Co Ltd
Priority date: 1957-05-16
Filing date: 1958-05-13
Publication date: 1962-04-26

Description

Vorrichtung zur Kompensation des bei Meßinstrumenten durch Temperaturabhängigkeit der magnetischen Induktion von Magnetsystemen hervorgerufenen Temperaturfehlers Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Kompensation des bei Meßinstrumenten durch die Temperaturabhängigkeit der magnetischen Induktion von Magnetsystemen hervorgerufenen Temperaturfehlers durch magnetische Nebenschlüsse od. dgl. aus magnetisch leitendem Werkstoff mit unterschiedlicher Temperaturabhängigkeit der Permeabilität. Device to compensate for the temperature dependency in measuring instruments the magnetic induction of magnet systems caused temperature error The invention relates to a device for compensating for the in measuring instruments caused by the temperature dependence of the magnetic induction of magnet systems Temperature error due to magnetic shunts or the like made of magnetically conductive Material with different temperature dependencies of the permeability.

Solche Nebenschlüsse finden beispielsweise bei magnetischen Tachometern und Elektrizitätszählern Anwendung.Such shunts are found in magnetic tachometers, for example and electricity meter application.

Bekannte magnetische Nebenschlüsse der bezeichneten Art bestehen im allgemeinen aus Nickel-Kupfer-Legierungen, die ungefähr 700/bp Nickel und außer dem Kupfer noch kleine Beimengungen von Kohlenstoff und Silizium enthalten. Diese Legierungen haben eine ziemlich hohe Widerstandsfähigkeit gegen atmosphärische Korrosion und zeigen gute Stabilität bei niedrigen Temperaturen. Sie eignen sich daher vor allem für Instrumente, die tiefen Temperaturen ausgesetzt sind, beispielsweise Flugzeugbordinstrumente, aber auch stationäre Instrumente, die außerhalb von Gebäuden angebracht werden. There are known magnetic shunts of the type indicated generally made from nickel-copper alloys that are around 700 / bp nickel and except still contain small additions of carbon and silicon to the copper. These Alloys have a fairly high resistance to atmospheric corrosion and show good stability at low temperatures. They are therefore suitable before especially for instruments that are exposed to low temperatures, e.g. aircraft instruments, but also stationary instruments that are installed outside of buildings.

Die Legierungen haben einen negativen Temperaturkoeffizienten der magnetischen Permeabilität, der über einen gewissen Temperaturbereich unterhalb des Curie-Punktes im wesentlichen konstant ist. The alloys have a negative temperature coefficient of magnetic permeability, which is below a certain temperature range of the Curie point is essentially constant.

Dieser Bereich erstreckt sich über etwa 600 C. Der numerische Betrag des Temperaturkoeffizienten ist dabei verhältnismäßig klein. Wünschenswert wäre eine Legierung mit einem Temperaturkoeffizienten von höherem Betrag, der außerdem über einen größeren Temperaturbereich praktisch konstant ist.This range extends over about 600 C. The numerical amount the temperature coefficient is relatively small. Would be desirable an alloy with a temperature coefficient of higher magnitude, which in addition is practically constant over a larger temperature range.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe durch die Verwendung einer Legierung für den magnetisch leitenden Werkstoff gelöst wird, die aus 6 bis 20°/o Kupfer, 7 bis 14 0/o Mangan, Rest Nickel, mit höchstens kleinen Beimengungen von Silizium und Kohlenstoff besteht. Diese Legierung hat einen Temperaturkoeffizienten der Permeabilität, der nicht nur seinem Betrage nach größer, sondern auch über einen Bereich von etwa 900 C konstant ist. Eine derartige Legierung ist an sich bekannt und zur praktischen Anwendung wegen ihres hohen spezifischen elektrischen Widerstandes vorgeschlagen worden. Die Tatsache, daß sie einen Temperaturkoeffizienten der magnetischen Permeabilität hat, der über einen beträchtlichen Bereich konstant und überdies größer ist als der Temperaturkoeffizient der für magnetische Kompensatoren bisher verwendeten Legierungen, ist jedoch bisher nicht nutzbar gemacht worden. It has now been found that this task can be achieved through the use of a Alloy for the magnetically conductive material is solved, which consists of 6 to 20% Copper, 7 to 14% manganese, the remainder nickel, with at most small additions of Is made up of silicon and carbon. This alloy has a temperature coefficient the permeability, which is not only greater in magnitude, but also over a Range of about 900 C is constant. Such an alloy is known per se and for practical use because of their high electrical resistivity has been proposed. The fact that they have a temperature coefficient of magnetic Has permeability that is constant over a considerable range and, moreover, greater is as the temperature coefficient that used for magnetic expansion joints so far Alloys, however, has not yet been made useful.

Für magnetische Nebenschlüsse der hier in Rede stehenden Art sind außer den bereits erwähnten kupferhaltigen auch kupferfreie Legierungen mit 30 bis 70°/o Nickel bekannt, die etwa 1 °/o Mangan enthalten. In der Größe und Konstanz des Temperaturkoeffizienten der Permeabilität unterscheiden sich diese Legierungen jedoch merklich nicht von solchen, die keinerlei Mangan enthalten. Durch den Mangangehalt kann zwar der Curie-Punkt verschoben werden. Zwischen der Lage des Curie-Punktes und dem Temperaturkoeffizienten der Permeabilität besteht jedoch kein direkter Zusammenhang. For magnetic shunts of the type in question here are except for those already mentioned copper-containing also copper-free alloys with 30 to 70% nickel is known, which contains about 1% manganese. In size and constancy these alloys differ in the temperature coefficient of permeability but noticeably not from those that do not contain any manganese. Due to the manganese content the Curie point can be shifted. Between the location of the Curie point and the temperature coefficient of permeability, however, there is no direct relationship.

Bekanntlich ändert sich die Lage des Curie-Punktes mit der Zusammensetzung einer Legierung. As is well known, the position of the Curie point changes with the composition an alloy.

Insbesondere ist bekannt, daß Silizium einen verhältnismäßig starken Einfluß auf die Lage des Curie-Punktes hat. Zur Sicherstellung gleichmäßiger Fertigung, also um zu verhindern, daß der Curie-Punkt in den einzelnen Schmelzen wesentlich verschieden ausfällt, empfiehlt es sich, die Anwesenheit von Silizium soweit wie möglich auszuschließen. In der bevorzugten Ausführung der Erfindung wird daher die Legierung so gestaltet, daß ihr Siliziumgehalt 0,050/0 nicht übersteigt.In particular, it is known that silicon is a relatively strong Has an influence on the position of the Curie point. To ensure uniform production, so to prevent the Curie point from becoming essential in the individual melts If it turns out differently, it is recommended that the presence of silicon as far as possible to exclude. In the preferred embodiment of the invention, the Alloy designed so that its silicon content does not exceed 0.050 / 0.

Mangan ist ein schwacher Karbidbildner. Ausscheidung von Mangankarbiden ist aber unerwünscht. Manganese is a weak carbide former. Excretion of manganese carbides but is undesirable.

Demgemäß soll auch die Anwesenheit von Kohlenstoff soweit wie möglich ausgeschlossen werden.Accordingly, the presence of carbon should also be used as much as possible be excluded.

Daher beträgt der Kohlenstoffgehalt der Legierung in der bevorzugten Ausführung der Legierung nicht mehr als 0,18/o.Therefore, the carbon content of the alloy is preferred in the preferred one Execution of the alloy no more than 0.18 / o.

Als spezielles Ausführungsbeispiel für eine Legierung, wie sie erfindungsgemäß für den magnetisch leitenden Werkstoff des Nebenschlusses verwendet wird, sei eine Zusammensetzung von 13 0/o Kupfer, 10 01o Mangan, weniger als 0,050/0 Silizium und weniger als 0,1 0/o Kohlenstoff, Rest Nickel genannt. As a special embodiment for an alloy such as that according to the invention is used for the magnetically conductive material of the shunt, be one Composition of 13 0/0 copper, 10 01o manganese, less than 0.050 / 0 silicon and less than 0.1% carbon, the remainder being called nickel.

Innerhalb der angegebenen Bereiche in der Zusammensetzung ergibt sich der Curie-Punkt in OC aus der Näherungsformel = = 365 - 10,2 (Cu) - 16,4 (Mn), wo (Cu) und (Mn) die Gewichtsprozentsätze von Kupfer und Mangan in der Legierung bedeuten. Results within the specified ranges in the composition the Curie point in OC is derived from the approximation formula = = 365 - 10.2 (Cu) - 16.4 (Mn), where (Cu) and (Mn) are the weight percentages of copper and manganese in the alloy mean.

Wird die Legierung in atmosphärischer Luft erschmolzen, so oxydiert das Mangan so leicht, daß es schwierig ist, den im Erzeugnis schließlich anwesenden Mangangehalt zu steuern. Um Manganverluste durch Verdampfung und Oxydation vorzubeugen, empfiehlt es sich, die Legierungen bei vermindertem Druck in einer inerten Atmosphäre, beispielsweise in Argon oder Stickstoff, zu schmelzen. Es hat sich gezeigt, daß eine Argonatmosphäre bei einem Druck von 100 mm Quecksilbersäule besonders geeignet ist. If the alloy is melted in atmospheric air, it is oxidized the manganese so lightly that it is difficult to finally identify those present in the produce To control manganese content. To prevent manganese loss through evaporation and oxidation, it is recommended to use the alloys at reduced pressure in an inert atmosphere, for example in argon or nitrogen to melt. It has been shown that an argon atmosphere at a pressure of 100 mm of mercury is particularly suitable is.

Die Legierungen für den magnetisch leitenden Werkstoff können zur Beseitigung innerer Spannungen nach dem Schmelzen einer Temperaturbehandlung unterworfen werden. Als bemerkenswert sei dabei erwähnt, daß bei Legierungen, wie sie erfindungsgemäß Anwendung finden, abweichend von Legierungen mit höherem Mangangehalt die Lage des Curie-Punktes nicht durch die Abkühlungsgeschwindigkeit nach dem Anlassen beeinflußt wird. The alloys for the magnetically conductive material can be used for Elimination of internal stresses after melting subjected to a temperature treatment will. It should be mentioned as noteworthy that with alloys such as those according to the invention use find, in contrast to alloys with a higher manganese content, the position of the Curie point is not affected by the cooling rate after tempering.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for the compensation of measuring instruments caused by the temperature dependence of the magnetic induction of magnet systems Temperature error due to magnetic shunts or the like made of magnetically conductive Material with different temperature dependence of the permeability, thereby characterized in that a known per se for the magnetically conductive material Alloy of 6 to 20 'in copper, 7 to 14% manganese, the remainder nickel, with a maximum small additions of silicon and carbon is used.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the silicon content of the magnetically conductive material does not exceed 0.05%.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the carbon content of the magnetically conductive material does not exceed 0.1%. ~~~~~~~~ Publications taken into consideration: German patent specifications No. 913 210, 443707; British Patent No. 718 256; U.S. Patent No. 993,042; Koch-Jellinghaus, Introduction to the physics of magnetic materials, Vienna, 1957, p. 213.