DE1573387C

DE1573387C - Temperature measuring device

Info

Publication number: DE1573387C
Authority: DE
Inventors: Hardy Wilcox Yellow Springs Ilarruff Ray Warren Xenia Ohio Trolander (V St A )
Original assignee: Yellow Springs Instrument Co Inc
Current assignee: Yellow Springs Instrument Co Inc
Publication date: 1972-06-22

Description

Die Erfindung betrifft ein Thermistor-Temperaturmeßgerät, dessen linearer Meßbereich durch einen zweiten Thermistor vergrößert ist, mit parallelgeschalteter Anzeigevorrichtung und einer Stromquelle. The invention relates to a thermistor temperature measuring device, the linear measuring range by a second thermistor is enlarged, with a parallel-connected display device and a power source.

Thermistoren werden üblicherweise in den verschiedensten Vorrichtungen und Geräten verwendet, mittels deren eine Temperatur abgefühlt wird, entweder unmittelbar zum Zweck der Messung der Temperatur einer Umgebung oder zum Zwecke des Vergleichs derselben mit der Temperatur in einer anderen Umgebung, oder wo eine von dem Thermistor erfaßte Temperaturänderung dazu herangezogen wird, die Messung eines anderen Parameters zu erreichen, wie z. B. die Änderung des Durchsatzes einer Strömung, die eine stärkere oder geringere Abkühlung eines Thermistors bewirkt. Insgesamt gesehen arbeiten diese Geräte in der Weise, daß der Thermistor der abzufühlenden Umgebung ausgesetzt wird und entsprechend dem elektrischen Widerstand, des Thermistors bei unterschiedlichen Temperaturen eine Ablesung erfolgt. Man kann diese beiden Gerätearten, die entweder die Temperatur direkt messen oder eine Temperaturmessung zur Messung einer anderen Größe heranziehen, mit »Thermometer« bzw. »thermisch wirkendes Meßgerät« bezeichnen.Thermistors are commonly used in a wide variety of devices and devices, by means of which a temperature is sensed, either directly for the purpose of measuring the temperature one environment or for the purpose of comparing it with the temperature in another Environment, or where a temperature change detected by the thermistor is used is to achieve the measurement of another parameter, such as B. changing the throughput of a Current that causes a thermistor to cool down more or less. All in all these devices operate in such a way that the thermistor is exposed to the environment to be sensed and according to the electrical resistance, of the thermistor at different temperatures a reading takes place. One can use these two types of devices that either measure temperature directly or use a temperature measurement to measure another variable, with a »thermometer« or Designate "thermally acting measuring device".

Zum Beispiel können als nützliches Anwendungsgebiet der Erfindung Geräte, die eine Temperatur oder eine Temperaturveränderung abfühlen und sie zu einem anderen Parameter in Bezug setzen, der Messung der relativen Feuchtigkeit dienen, bei denen es bekanntermaßen erforderlich ist, die Temperatur einer nassen Thermometerkugel und einer trockenen Thermometerkugel zu messen, um hierdurch das Maß der Flüssigkeitsverdampfung und damit den hieraus folgenden Kühleffekt zu bestimmen, der dann zur Feuchtigkeitsmenge in der Luft zwecks Bestimmung der relativen Feuchtigkeit in Bezug gesetzt wird.For example, devices that have a temperature or sense a change in temperature and relate it to another parameter, the Measurements of relative humidity are used, at which it is known to be necessary, the temperature a wet thermometer ball and a dry thermometer ball to measure the measure the liquid evaporation and thus the cooling effect resulting from it to be determined, which then leads to The amount of moisture in the air is related to the determination of the relative humidity.

Die Erfindung kann zweckmäßigerweise bei Windgeschwindigkeits- oder Windrichtungsmeßgeräten angewendet werden. Dabei sind die Abkühlelemente zwecks Geschwindigkeitsmessung so angeordnet, daß sie die Kühlwirkung des Windes auf das Meßgerät feststellen. Zur Ermittlung der Windrichtung sind sie derart angeordnet, daß sie die Differenz der Kühlwirkung auf verschiedene, in einem vorbestimmten gegenseitigen Abstand angeordnete Fühleinrichtungen feststellen. Die Verwendung von Thermometern mit Thermistoren in derartigen Gerätetypen ist besonders insofern vorteilhaft, als die Geräte dann sehr klein sind und keinem Verschleiß unterliegen. Sie weisen auch ein Minimum an Beschränkung der Form der Meßeinrichtung auf, die ihrerseits derart ausgebildet sein kann, daß sie geringstmöglichen Strömungswiderstand bietet und in maximalem Maße dem abzufühlenden Fließmittel ausgesetzt ist.The invention can expediently be applied to wind speed or wind direction measuring devices will. For the purpose of speed measurement, the cooling elements are arranged in such a way that that they determine the cooling effect of the wind on the measuring device. To determine the wind direction they are arranged in such a way that they differentiate the difference in the cooling effect in a predetermined Determine mutual spacing of sensing devices. The use of thermometers using thermistors in such types of devices is particularly advantageous in that the devices then are very small and are not subject to wear and tear. They also exhibit a minimum of restriction on the Form of the measuring device, which in turn can be designed in such a way that they are as small as possible Offers flow resistance and is maximally exposed to the fluid to be sensed.

Temperaturfühler mit Thermistoren haben Vorteile in bezug auf geringe Größe und Schnelligkeit des Ansprechens auf Temperaturänderungen, wie auch auf eine erhöhte Empfindlichkeit, verglichen mit anderen Abfühleinrichtungen, wie beispielsweise thermoelektrischen Elementen. Jedoch haben zu diesem Zweck verwendete Thermistoren keinen ausreichenden Ansprechbereich, oder ihr Ansprechen weicht so von der Linearität ab, daß der Ausgang am einen Ende des Bereichs oder am anderen Ende fehlerhaft oder ungenau ist. Es sind verschiedene Versuche unternommen worden, um das Ansprechen von Thermistoren zu linearisieren, jedoch ist im allgemeinen das Ergebnis eine Herabsetzung der Empfindlichkeit des Thermistors bis zu einem Punkt gewesen, bei dem er dann keinerlei Vorteil mehr gegenüber anderen Einrichtungen aufweist, die für denselben Zweck verwendbar sind.Temperature sensors with thermistors have advantages in terms of small size and speed of the Responsive to temperature changes as well as increased sensitivity compared to others Sensing devices such as thermoelectric elements. However, have to do with this Purpose-used thermistors do not have a sufficient response range, or their response differs on the linearity that the output is faulty at one end of the range or at the other end or is imprecise. Various attempts have been made to reduce the response from Linearizing thermistors, however, is common the result has been a decrease in the sensitivity of the thermistor to a point in which he then no longer has any advantage over other institutions that are for the same Purpose are usable.

Bekannt ist bereits ein Verfahren zum Herstellen von zusammengesetzten Heißleiter-Einheiten, von denen jede über den gesamten Arbeitsbereich hinweg ίο einer vorbestimmten Widerstands-Temperatur-Kurve innerhalb einer gewählten Toleranz folgt. Der Schaffung des bekannten Verfahrens lag jedoch die Absicht zugrunde, ein Herstellungs- und Zusammensetzungsverfahren zu schaffen, durch das Heißleiter mit kleiner Toleranz in jeder gewünschten Anzahl hergestellt werden können, welche die gleichen oder im wesentlichen die gleichen Widerstandstemperaturmerkmale über einen gewünschten Temperaturbereich hinweg unter Einschluß ausgedehnter Bereiche aufweisen. Gemäß dem bekannten Verfahren werden jeweils mehrere ähnliche Heißleiterelemente gruppenweise zusammengefaßt, deren Widerstandswerte zusammengenommen der genannten Kurve innerhalb der genannten Toleranz an einer ersten Temperaturhöhe oder an dem einen Ende des Arbeitstemperaturbereiches bzw. an einem Punkt in dessen Nähe folgen. Danach werden aus diesen Gruppen von zusammengefaßten Elementen diejenigen Gruppen ausgewählt, deren Widerstandswerte zusammengenommen der Kurve innerhalb der genannten Toleranz an einer zweiten Temperaturhölle oder an dem anderen Ende des Arbeitstemperaturbereiches bzw. an einem Punkt in dessen Nähe folgen. Schließlich werden die letztgenannten Gruppen von Elementen elektrisch zusammengeschaltet. Sie bilden die gewünschten zusammengesetzten Heißleitereinheiten. Mit dem bekannten Verfahren soll der Widerstands-Temperatur-Charakteristik in einem weiteren Bereich einer vorgegebenen Kurve gefolgt werden, als dies mit einem einzigen Heißleiterelement erreichbar wäre.A method for producing assembled thermistor units is already known from each of which has a predetermined resistance-temperature curve over the entire working range follows within a selected tolerance. However, the creation of the known process was the intention based on creating a manufacturing and assembly process through the NTC thermistor can be manufactured with a small tolerance in any desired number, which are the same or essentially the same resistance temperature characteristics over a desired temperature range to include extensive areas. According to the known method several similar thermistor elements are grouped together, their resistance values taken together, said curve within said tolerance at a first Temperature level or at one end of the working temperature range or at a point in follow its proximity. After that, these groups of combined elements become those Groups selected whose resistance values taken together form the curve within the said Tolerance at a second temperature hell or at the other end of the working temperature range or at a point near it. Finally, the latter are the groups of elements electrically interconnected. They form the desired assembled thermistor units. With the known method, the resistance-temperature characteristic should be in a wider range a predetermined curve can be followed than this can be achieved with a single thermistor element would.

Es ist hier ein statistisches Auswahlverfahren vorgeschlagen, bei dem rein selektiv mehrere Kollektive von untereinander ähnlichen Heißleitern verbunden oder verworfen werden.A statistical selection process is proposed here in which several collectives are purely selective connected or discarded by thermistors that are similar to one another.

Es ist auch eine Schaltungsanordnung zur Umformung einer Widerstandsänderung in einem Gleichstrom mit einer Wheatstonschen Brückcnschaltung bekannt, die in einem Zweig den Meßwiderstand enthält und deren Diagonalstrom das Drehspulinstrument eines selbstabgleichenden Kompensator beaufschlagt. Bei dieser bekannten Anordnung liegt in einem Zweig der Brücke mindestens ein stromabhängiger Widerstand mit positivem oder negativem Temperaturkoeffizienten, und der Ausgangsgleichstrom des Kompensator, vorzugsweise Schwenkspulkompensators, speist die Brückenschaltung. Zweck dieser bekannten Anordnung ist es, kleinste Widerstandsänderungen in einen eingeprägten Gleichstrom umzuwandeln, der zur Betätigung eines anzeigenden und registrierenden Instrumentes für Fernmeß- sowie auch für Regelzwecke geeignet ist.It is also a circuit arrangement for converting a change in resistance in a direct current known with a Wheatstone bridge circuit which contains the measuring resistor in one branch and whose diagonal current is applied to the moving-coil instrument of a self-balancing compensator. In this known arrangement there is at least one current-dependent one in a branch of the bridge Resistance with positive or negative temperature coefficient, and the output direct current of the compensator, preferably the swiveling coil compensator, feeds the bridge circuit. The purpose of this known arrangement is to detect the smallest changes in resistance in an impressed direct current to convert, which is used to operate an indicating and recording instrument for telemetry as well as is suitable for control purposes.

Demgegenüber besteht bei der Erfindung die Aufgabe darin, in vorbestimmbarer Weise durch eine originelle Kombination von wenigen Festwiderständen und Heißleitern mit bereits bekannten Widerstands-Temperatur-Verhalten zu einer Widerstandsanordnung zu gelangen, deren Widerstands-Tempera-In contrast, the object is in the invention, in a predeterminable manner by a original combination of a few fixed resistors and thermistors with already known resistance-temperature behavior to get to a resistor arrangement, the resistance temperature of which

tur-Charakteristik über einen wesentlich größeren Meßbereich linear ist, als dies mit einem einzigen Thermistor zu erreichen wäre.tur characteristic is linear over a much larger measuring range than with a single one Thermistor would be reached.

Die Erfindung beruht zum Teil auf der Tatsache, einen vorbestimmten elektrischen Widerstand zu dem Thermistor parallel zu schalten und dessen Wert so zu gestalten, daß es möglich wird, die Empfindlichkeit des Thermistors bei erheblicher Steigerung der Linearität um nur ungefähr 30% zu verringern, was man noch als annehmbar betrachten kann, weil dann immer noch eine wirksame und den Verhältnissen entsprechende Empfindlichkeit verbleibt.The invention is based in part on the fact that there is a predetermined electrical resistance to the To connect the thermistor in parallel and to make its value so that it is possible to increase the sensitivity of the thermistor with a significant increase in linearity by only about 30%, which one can still consider acceptable, because then still an effective and the circumstances corresponding sensitivity remains.

Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit der Aufrechterhaltung einer praktisch konstanten Linearitat der Empfindlichkeit von zur Wärmefühlung verwendeten Thermistoren und der zugehörigen Kreise in Temperaturbereichen, beispielsweise 1 bis 100⁰C, während ein Bereich von 20° C mit annehmbarer Empfindlichkeit für die jetzt üblichen Therniistor-Temperaturmeßgeräte als etwa normal angesehen« wird. Es soll ermöglicht werden, eine Empfindlichkeit und Linearität des Ansprechens mit Abweichungen von 0,2% innerhalb eines Bereichs von 100° C zu erzielen und mit Abweichungen von weniger als 0,1% innerhalb eines Temperaturbereichs von 50° C.The invention is particularly concerned with maintaining a practically constant linearity of the sensitivity of thermistors used for heat sensing and the associated circles in temperature ranges, for example 1 to 100 ⁰ C, while a range of 20 ° C with acceptable sensitivity for the now conventional therniistor temperature measuring devices is regarded as roughly normal «. It should be made possible to achieve a sensitivity and linearity of the response with deviations of 0.2% within a range of 100 ° C and with deviations of less than 0.1% within a temperature range of 50 ° C.

Die obengenannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der lineare Temperaturbereich des ersten Thermistors höher liegt als der lineare Temperaturbereich des zweiten Thermistors und beide Bereiche sich überdecken, daß die Thermistoren thermisch gekoppelt sind und daß der zweite Thermistor in Reihe mit einem Festwiderstand geschaltet ist, dessen Wert kleiner ist als der des zweiten Thermistors in dessen linearem Bereich, daß diese Reihenschaltung, deren Widerstand in dem höheren Temperaturbereich größer ist als derjenige des ersten Thermistors, dem ersten Thermistor parallel geschaltet ist und daß die Stromquelle mit einem Anpassungswiderstand an das Netzwerk so angeschlossen ist, daß deren Innenwiderstand gleich dem Gesamtwiderstand des Netzwerkes bei einer Temperatur innerhalb des Meßbereiches ist. In dem höheren Temperaturbereich wird der Gesamtwiderstand der Schaltung im wesentlichen lediglich durch den ersten Thermistor bestimmt, da dieser in dem betreffenden Temperaturbereich einen kleineren Widerstand aufweist als die Summe der parallelgeschalteten Widerstände des zweiten Thermistors und des zweiten Widerstandes. In diesem oberen Meßbereich ergibt sich somit eine lineare Widerstands-Temperatur-Charakteristik für die gesamte Schaltung, da der aktive erste Thermistor im wesentlichen linear ist.The above object is achieved according to the invention in that the linear temperature range of the first thermistor is higher than the linear temperature range of the second thermistor and both regions overlap that the thermistors are thermally coupled and that the second Thermistor is connected in series with a fixed resistor, the value of which is smaller than that of the second Thermistor in its linear range that this series circuit, its resistance in the higher Temperature range is greater than that of the first thermistor, the first thermistor connected in parallel and that the power source is connected to the network with a matching resistor is that their internal resistance is equal to the total resistance of the network at a temperature within of the measuring range. In the higher temperature range, the total resistance of the circuit becomes essentially only determined by the first thermistor, since it is in the relevant temperature range has a lower resistance than the sum of the resistances connected in parallel of the second thermistor and the second resistor. This results in this upper measuring range a linear resistance-temperature characteristic for the entire circuit, since the active first thermistor is essentially linear.

Beim Übergang zu dem niedrigeren Temperaturbereich erhöht sich jedoch der Widerstand des ersten Thermistors derart viel stärker als derjenige des zweiten Thermistors, daß der Gesamtwiderstand der Reihenschaltung des zweiten Festwiderstandes und des zweiten Thermistors kleiner wird als der Widerstand des ersten Thermistors. Da weiterhin in diesem unteren Temperaturbereich der Widerstand des zweiten Thermistors größer wird als derjenige des zweiten Festwiderstandes, wird der Gesamtwiderstand der Schaltung im wesentlichen durch den in diesem unteren Temperaturbereich linearen zweiten Thermistor bestimmt.However, when moving to the lower temperature range, the resistance of the first increases Thermistor so much stronger than that of the second thermistor that the total resistance of the Series connection of the second fixed resistor and the second thermistor becomes smaller than the resistance of the first thermistor. Since the resistance of the second continues in this lower temperature range Thermistor becomes larger than that of the second fixed resistor, the total resistance becomes the Switching essentially by the second thermistor, which is linear in this lower temperature range definitely.

Es wird in vorteilhafter Weise durch die geschickte Kombination nur zweier Thermistoren und eines Festwiderstandes eine wesentliche, im voraus bestimmbare Linearisierung des Temperaturverhaltens eines Thermistors bzw. eine entsprechende Meßbereichserweiterung erzielt. Um hierbei die Empfindlichkeit der Anordnung zu steigern und sicherzustellen, daß der größtmögliche Betrag der Speiseenergie der Stromquelle an die Schaltung abgegeben wird, ist noch ein Anpassungswiderstand vorgesehen, durch welchen der Innenwiderstand der Stromquelle an den Außenwiderstand der Thermistor-Widerstands-Kombination bei einer innerhalb des Meßbereichs liegenden Temperatur angeglichen werden kann.It is made in an advantageous manner through the clever combination of only two thermistors and one Fixed resistance an essential, in advance determinable linearization of the temperature behavior a thermistor or a corresponding expansion of the measuring range. To this the sensitivity to increase the arrangement and ensure that the greatest possible amount of feed energy the current source is supplied to the circuit, a matching resistor is provided, through which the internal resistance of the power source to the external resistance of the thermistor-resistor combination can be adjusted at a temperature within the measuring range.

Mit der neuen Vorrichtung ist ein Verfahren zur Messung der Umgebungstemperatur geschaffen worden, mittels dessen es möglich ist, Thermistor-Temperaturschaltungen zu verwenden und trotzdem genaue Messungen innerhalb verhältnismäßig weiter Temperaturveränderungen zu erzielen. Es werden Gruppen von Thermistoren ausgewählt, die unterschiedliche, in fixen Toleranzgrenzen liegende Kennlinien aufweisen. Durch Anwendung der Erfindung und der beschriebenen Schaltungen ist es möglich, eine Linearität des Ansprechens bei Temperaturmessungen mit einer Abweichung von angenähert 0,04% in einem Bereich von 0 bis 100⁰C zu erzielen, mit einer Abweichung von ungefähr 0,02% in einem Bereich von 0 bis 50⁰C; und mit einer Abweichung von etwa 0,2% in einem Bereich von —50 bis + 15O⁰C.With the new device, a method for measuring the ambient temperature has been created, by means of which it is possible to use thermistor temperature circuits and still obtain accurate measurements within relatively wide temperature changes. Groups of thermistors are selected which have different characteristics within fixed tolerance limits. By using the invention and the circuits described, it is possible to achieve a linearity of the response in temperature measurements with a deviation of approximately 0.04% in a range from 0 to 100 ^° C., with a deviation of approximately 0.02% in one Range from 0 to 50 ⁰ C; and with a deviation of about 0.2% in a range of -50 to + 15O ⁰ C.

Nach dem der Erfindung zugrunde liegenden Prinzip ist es möglich, in einfacher Weise den Meßbereich des neuartigen Thermistor-Temperatur-Meßgerätes für niedrige Temperaturen dadurch zu erweitern, daß dem ersten Thermistor mindestens ein weiteres Paar eines in Reihe geschalteten Festwiderstandes und eines Thermistors parallel geschaltet ist und dieser Thermistor in einem Bereich noch niedrigerer Temperaturen linear ist und den Gesamtwiderstand des Netzwerkes bestimmt.According to the principle on which the invention is based, it is possible to easily adjust the measuring range to expand the novel thermistor temperature measuring device for low temperatures in that the first thermistor at least one other pair of a series-connected fixed resistor and of a thermistor is connected in parallel and this thermistor is linear over an even lower temperature range and the total resistance of the Network determined.

Falls der innere Widerstand der Stromquelle relativ klein ist, so kann sie in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung als Konstantstromquelle ausgebildet und parallel zu dem Anpassungswiderstand geschaltet sein. Wenn dagegen der innere Widerstand der das Gerät speisenden Energiequelle größer ist, so wird sie in Weiterbildung der Erfindung als Konstantspannungsquelle in Reihe mit dem Anpassungswiderstand geschaltet.If the internal resistance of the current source is relatively small, it can in an advantageous embodiment of the invention designed as a constant current source and connected in parallel to the matching resistor being. If, on the other hand, the internal resistance of the energy source feeding the device is greater, then so In a further development of the invention, it is used as a constant voltage source in series with the matching resistor switched.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing.

F i g. 1 zeigt das Schaltbild eines typischen Thermistor-Temperaturmeßgerätes nach der Erfindung unter Verwendung einer einen konstanten Strom abgebenden Stromquelle;F i g. 1 shows the circuit diagram of a typical thermistor temperature measuring device according to the invention using a current source delivering a constant current;

F i g. 2 ist ein Schaltbild für eine abgewandelte Schaltung unter Verwendung einer Stromquelle mit konstanter Spannung;F i g. 2 is a circuit diagram for a modified circuit using a current source with constant tension;

F i g. 3 ist der Schaltplan einer weiteren abgewandelten Ausführungsform des Temperaturmeßgerätes;F i g. 3 is the circuit diagram of another modified embodiment of the temperature measuring device;

F i g. 4 zeigt in Form eines Diagramms die Art und Weise, in der das Ansprechen zweier Thermistoren miteinander kombiniert ist;F i g. Figure 4 diagrammatically shows the manner in which the response of two thermistors is combined with each other;

F i g. 5 zeigt das Schaltbild einer weiteren abgewandelten Ausführungsform;F i g. 5 shows the circuit diagram of a further modified embodiment;

F i g. 6 ist die schematische Ansicht einer Doppelthermistoranordnung zur Verwendung in einer Temperatursonde; F i g. 6 is a schematic view of a double thermistor assembly for use in a temperature probe;

F i g. 7 ist die schematische Ansicht einer anderen Art einer solchen Doppelthermistorkonstruktion;F i g. Figure 7 is a schematic view of another type of such double thermistor construction;

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Fig. 8 zeigt in ähnlicher Darstellung wie die renzE₀ von der Summe des Stromflusses durch T-I Fig. 8 shows a representation similar to that of the reference E ₀ of the sum of the current flow through TI

Fig. 6 und 7 ein Ausführungsbeispiel, bei dem drei und durch die Serienschaltung von R-2 und T-2 ab.6 and 7 show an embodiment in which three and by the series connection of R-2 and T-2 .

Thermistoren verwendet sind. Ein dritter Thermistor T-3 und ein dritter Fest-Thermistors are used. A third thermistor T-3 and a third fixed

Die Fig. 1 und 2 zeigen Schaltpläne zweier im widerstandR-3 sind, ebenfalls zueinander in Reihe1 and 2 show circuit diagrams of two in resistor R-3 , also in series with one another

wesentlichen gleichwertiger Ausführungsformen der 5 geschaltet, parallel zu T-I geschaltet und stellen so-essentially equivalent embodiments of FIG. 5 connected, connected in parallel to TI and thus

Erfindung, bei denen verschiedene Thermistoren ver- mit einen anderen, unterschiedlichen Shunt-KreisInvention in which different thermistors have a different, different shunt circuit

wendet werden, um eine optimale Linearität des An- für T-I dar. Der Thermistor T-3 ist derart geschaltet,used in order to achieve an optimal linearity of the application for TI . The thermistor T-3 is connected in such a way that

Sprechens in einem Temperaturbereich zu erzielen, daß er eine im wesentlichen lineare Veränderung desTo achieve speaking in a temperature range that there is a substantially linear change in the

der beträchtlich größer ist, als er mit einem einzigen elektrischen Widerstands in einem noch niedrigerenwhich is considerably greater than that with a single electrical resistance in a still lower one

Thermistor erzielbar ist. Es ist hervorzuheben, daß io Temperaturbereich, beispielsweise von 0 bis 40⁰C,Thermistor is achievable. It should be emphasized that the temperature range, for example from 0 to 40 ⁰ C,

die Größe des Temperaturbereichs, über den ein aufweist. Die Schaltung kann erforderlichenfallsthe size of the temperature range over which a has. The circuit can if necessary

lineares Ansprechen gewünscht wird, und das Maß durch Hinzufügung weiterer solcher Shunt-Zweig-linear response is desired, and the measure by adding more such shunt branch

der Linearität des Ansprechens, das erzielbar ist, von leitungen vergrößert werden, wovon jede aus einemthe linearity of response that is achievable can be increased by conduits, each of which consists of one

der Anzahl der Thermistoren und von ihren jeweili- vorbestimmten Festwiderstand und einem Thermistorthe number of thermistors and their respective predetermined fixed resistance and a thermistor

gen Bereichen eines im wesentlichen linearen An- 15 besteht. Dies ist in den F i g. 1 und 2 dargestellt durchin areas of an essentially linear approach. This is shown in FIGS. 1 and 2 represented by

Sprechens abhängt, die in einer gegebenen Schaltung den zusätzlichen Kreis, in dem der FestwiderstandSpeaking of which in a given circuit depends on the additional circuit in which the fixed resistor

verwendet werden. Im Hinblick darauf zeigen die R-N und der damit in Reihe geschaltete Thermistorbe used. In view of this, the RN and the thermistor in series with it show

Schaltungen nach den F i g. 1 und 2 ein Ausführungs- T-N liegt.Circuits according to FIGS. 1 and 2 an execution TN is located.

beispiel, bei dem drei Thermistoren, die mit T-I, Die in F i g. 2 dargestellte Schaltung ist im wesent-For example, with the three thermistors labeled TI, which are shown in FIG. 2 circuit shown is essentially

T-2 und T-3 bezeichnet sind, und eine Erweiterung 20 liehen die gleiche wie die in F i g. 1 dargestellte T-2 and T-3 , and extension 20 borrowed the same as that in FIG. 1 shown

der Schaltung ist dargestellt durch einen weiteren Schaltung; sie stellt die praktische Anwendung desthe circuit is represented by a further circuit; it represents the practical application of the

Thermistor T-N, der den höchsten in der Gesamt- Theveninschen Theorems dar, wobei die konstanteThermistor TN, which represents the highest overall in Thevenin's theorem, being the constant

zahl der zusätzlich verwendeten Thermistoren dar- Spannungsquelle E und der damit in Reihe geschal-number of additionally used thermistors - voltage source E and thus connected in series

stellen soll. tete Festwiderstand R-I die elektrische Energiequelleshould ask. Fixed resistor RI is the source of electrical energy

Da sich die Schaltungen, die in den Fig. 1 und 2 25 darstellen an Stelle der einen konstanten Strom abdargestellt sind, in den meisten Beziehungen entspre- gebenden Stromquelle S und des Fest-Shunt-Widerchen, werden sie gleichzeitig beschrieben, wobei die Standes i?-l in Fig. 1. In Fig. 2 wird, wie auch in Abweichungen während der Beschreibung besonders Fig. 1, die AusgangsspannungE₀ als Spannungsdifhervorgehoben werden. Der Thermistor T-I ist ge- ferenz an das Meßgerät M gelegt, und der gleichmäß F i g. 1 an eine elektrische Energiequelle ange- 3° wertige Widerstand der verschiedenen Zweigleitunschlossen, die aus einer einen konstanten Strom ab- gen, entsprechend der Thermistortemperatur, bildet gebenden Stromquelle S und einem parallel zu dieser die mit dem Bezugszeichen R_x bezeichnete Belastung. Stromquelle geschalteten Festwiderstand R-I besteht. Für manche Zwecke bringt die Verwendung einer Der erste Thermistor T-I ist also gemäß F i g. 1 par- Stromquelle konstanter Spannung Vorteile gegenüber allel zu diesem Shunt-Widerstand R-I geschaltet. An 35 der Verwendung einer Stromquelle mit konstantem diese elektrische Energiequelle ist außerdem ein Strom. Beispielsweise kann es zur Erzielung eines Meßgerät M angeschlossen, vorzugsweise ein geeig- konstanten Stroms erforderlich sein, verhältnismäßig netes Voltmeter. Der Spannungsunterschied, der die- hohe Speisespannungen zu verwenden, oder es wersem Meßgerät zugeleitet wird, ist die Ausgangsspan- den Servosysteme zur Steuerung des Stromausgangs nung des Kreises, die durch das Bezugszeichen E₀ an- 40 verwendet. In jedem Falle wird die hierzu erfordergezeigt ist. Der gleichwertige Widerstand der Ther- liehe Einrichtung komplizierter und unter Umstänmistorkreise ist der Widerstand oder die Belastung, den auch störungsanfälliger sein, als es wünschensdie an die Stromquelle angelegt wird, angedeutet wert ist. Auf der anderen Seite wird durch Verwendurch das Bezugszeichen R_x, und dies ist die Summe dung einer Stromquelle mit konstanter Spannung, wie des Widerstands der verschiedenen Zweigleitungen 45 z.B. einer Nickel-Cadmium-Batterie, zusammen mit der Schaltung, in denen die einzelnen Thermistoren dem Widerstand R-I, der abhängig von R_x einen liegen. festen Wert aufweist, eine einfache Stromquelle ge-Since the circuits that are shown in FIGS. 1 and 2 are shown instead of the constant current, the current source S and the fixed shunt resistor corresponding in most relationships, they are described at the same time, with the status i ? -l in FIG. 1. In FIG. 2, as also in deviations during the description of FIG. 1 in particular, the output voltage E ₀ is emphasized as a voltage difference. The thermistor TI is connected to the measuring device M , and the uniform F i g. 1 to an electrical energy source equivalent resistance of the various branch line connections, which emit a constant current, corresponding to the thermistor temperature, forms an output current source S and a parallel to this the load denoted by the reference symbol R _x. Power source switched fixed resistor RI exists. The first thermistor TI is thus shown in FIG. 1 par- current source of constant voltage advantages over allel connected to this shunt resistor RI . At 35 the use of a current source with constant this electrical energy source is also a current. For example, it can be connected to achieve a measuring device M, preferably a suitably constant current required, relatively netes voltmeter. The voltage difference to which the high supply voltages are to be used, or to whom the measuring device is fed, is the output voltage of the servo systems for controlling the current output of the circuit, which is indicated by the reference symbol E ₀ . In any case, the information required for this is shown. The equivalent resistance of the thermal device, more complicated and possibly mistaken, is the resistance or the load, which is also more susceptible to failure than is indicated, which is indicated to be applied to the power source. On the other hand, by using the reference character R _x , which is the sum of a constant voltage current source, such as the resistance of the various branch lines 45, e.g. of a nickel-cadmium battery, together with the circuit in which the individual thermistors are used Resistance RI, which depends on R _x a lie. has a fixed value, a simple current source

Die erste Zweigleitung besteht, wie bereits be- schaffen. Es ist wünschenswert, soviel wie möglich schrieben, aus dem Thermistor T-I. Parallel hierzu von der Erregerspannung aus der Quelle E als Nutzist eine zweite Zweigleitung geschaltet, die aus einem 50 signal zu erhalten, beispielsweise in Fernsteuerungs-Festwiderstand R-2 und dem Thermistor T-2 besteht. oder Fernmeßsystemen. Zur Erhaltung einer best-Der Thermistor T-I ist derart ausgewählt, daß er möglichen Messung sollte außerdem die Form des solche Charakteristiken hat, daß er innerhalb eines Spannungsausgangs E₀ eine lineare Beziehung gegenersten oder höheren Temperaturbereichs, beispiels- über dem gemessenen Parameter über den gesamten weise von 60 bis 100° C, eine im wesentlichen lineare 55 Bereich, innerhalb dessen sich dieser Parameter verVeränderung seines elektrischen Widerstands auf- ändern kann, beibehalten.The first branch line exists, as already created. It is desirable to write as much as possible from the thermistor TI. In parallel with this, the excitation voltage from the source E is connected as useful as a second branch line, which consists of a signal to be received, for example in remote control fixed resistor R-2 and the thermistor T-2 . or telemetry systems. The thermistor TI is selected in such a way that it should also be possible to measure in the form of such characteristics that it has a linear relationship to the first or higher temperature range within a voltage output E ₀ , for example over the measured parameter over the entire range from 60 to 100 ° C, an essentially linear range within which this parameter can change when its electrical resistance changes.

weist. Der Thermistor T-2 ist derart ausgewählt, daß In der jeweiligen Schaltung nach den F i g. 1 und 2 er innerhalb eines niedrigeren Temperaturbereichs, wird der gleichwertige Widerstand R_K durch Addition der den höheren Ansprechbereich des Thermistors der Reziprokwerte der verschiedenen Widerstands- T-I überlappt, beispielsweise innerhalb des linearen 09 Shunt-Kreise bestimmt, d.h.R-2+T-2 und R-3-\-T-3 Bereichs von 30 bis 70° C, eine im wesentlichen und T-I, um den Reziprokwert von R_x zu erhalten, lineare Veränderung des elektrischen Widerstands Denn man erhält bekanntlich durch Addition der Reaufweist. Der elektrische Festwiderstand R-2 liegt in ziprokwerte der parallelgeschalteten Widerstände Reihe mit dem Thermistor T-2, und deshalb hat der den Reziprokwert des Gesamtwiderstandes. Wenn Stromfluß durch R-2 und T-2, parallel geschaltet zu 65 die Stromquelle, wie in Fig. 1, eine solche mit kon- T-I, ebenfalls eine Auswirkung auf die Ausgangs- stanter Stromabgabe ist, so folgt, da der Strom konspannung des gesamten Kreises. Mit anderen Worten stant ist und aus der Berechnung eliminiert werden ausgedrückt hängt also die Ausgangs-Potentialdiffe- kann, durch Anwendung des Ohmschen Gesetzes,shows. The thermistor T-2 is selected such that in the respective circuit according to FIGS. 1 and 2 he within a lower temperature range, the equivalent resistance R _{K is} determined by adding the overlap the higher response range of the thermistor of the reciprocal values of the various resistance TI , for example within the linear 09 shunt circuit, i.e.R-2 + T-2 and R-3 - \ - T-3 range from 30 to 70 ° C, one essentially and TI, in order to obtain the reciprocal of R _x , linear change in the electrical resistance. The electrical fixed resistance R-2 is in the reciprocal of the resistances connected in parallel with the thermistor T-2, and therefore it has the reciprocal of the total resistance. If current flow through R-2 and T-2, connected in parallel to 65 the current source, as shown in Fig. 1, one having con- TI, also an effect on the output stant current output, it follows, since the current konspannung of entire circle. In other words, it is constant and can be eliminated from the calculation, so the output potential difference depends, by applying Ohm's law,

daß die Ausgangsspannung E₀ direkt proportional dem WiderstandR_x ist. Wenn gemäß Fig. 2 die Stromquelle als eine solche mit konstanter Spannung betrachtet wird, so ist in ähnlicher Weise die Ausgangsspannung E₀ ebenfalls proportional von R_x abhängig. that the output voltage E _{0 is} directly proportional to the resistance R _x . If, according to FIG. 2, the current source is viewed as one with a constant voltage, then the output voltage E _{0 is} likewise proportionally dependent on R _x.

Zur weiteren Erläuterung ist in F i g. 3 eine vereinfachte Schaltung dargestellt, bei der eine Stromquelle E konstanter Spannung und der Widerstand R-I die elektrische Energiequelle darstellen, deren Energie dem Temperaturmeßkreis zugeleitet wird, wobei das Meßgerät M die Ausgangsspannung E₀ anzeigt. Der gleichwertige Widerstand R_x der Thermistorkreise umfaßt hier den Widerstand von T-I und der Serienschaltung von T-2 und des Festwider-Standes R-2, die parallel zu Γ-1 geschaltet sind. Zum Zwecke der Betrachtung soll T-I wiederum so ausgewählt sein, daß er eine im wesentlichen lineare Veränderung des elektrischen Widerstands innerhalb des ersten, höheren Temperaturbereichs aufweist, uifd diese Abhängigkeit des elektrischen Widerstands ist in F i g. 4 über der Temperatur (in ° C) aufgetragen. Die mit T-I bezeichnete Kurve stellt die Veränderung des Widerstands des Thermistors T-I bei Temperaturveränderungen dar, und zum Zwecke der Erläuterung soll angenommen werden, daß diese Veränderung in dem mit T_c-T_d bezeichneten Bereich praktisch linear ist. In ähnlicher Weise ist der Thermistor T-2 derart ausgewählt, daß er eine im wesentlichen lineare Veränderung des Widerstands in einem niedrigeren Temperaturbereich aufweist, welcher den höheren Temperaturbereich des linearen Ansprechens des Thermistors T-I überschneidet. In F i g. 4 stellt die Kurve T-2 die Widerstandsveränderung des Thermistors T-2 bei Temperaturveränderungen dar, und diese soll als innerhalb des Bereichs T₁₁-T₁, als im wesentlichen linear angesehen werden. Es ist ersiehtlieh, daß dieser Bereich den im wesentlichen linearen Ansprechbereich von T-I überschneidet.For further explanation, FIG. 3 shows a simplified circuit in which a current source E of constant voltage and the resistor RI represent the electrical energy source, the energy of which is fed to the temperature measuring circuit, the measuring device M indicating the output voltage E _0. The equivalent resistance R _{x of} the thermistor circuits here includes the resistance of TI and the series connection of T-2 and the fixed resistor R-2, which are connected in parallel to Γ-1. For the purpose of consideration, TI should again be selected such that it exhibits an essentially linear change in electrical resistance within the first, higher temperature range, and this dependence of electrical resistance is shown in FIG. 4 plotted against the temperature (in ° C). The curve labeled TI represents the change in the resistance of the thermistor TI with changes in temperature, and for the purpose of illustration it should be assumed that this change is practically linear in the range labeled T _c -T _d. Similarly, thermistor T-2 is selected to have a substantially linear change in resistance in a lower temperature range which intersects the higher temperature range of the linear response of thermistor TI. In Fig. 4, curve T-2 represents the change in resistance of thermistor T-2 with changes in temperature, and this should be viewed as being substantially linear as within the range T ₁₁ -T _1. It can be seen that this range intersects the substantially linear response range of TI.

Der Widerstand von R-I sollte gleich sein dem Gesamtwiderstand des Netzwerkes, das aus T-I und R-2 besteht, d. h. dem Äquivalent von R_x, und zwar bei einer vorbestimmten Temperatur zwischen den Grenzen des Bereichs des Systems. Welche vorbestimmte Temperatur dies nun sein soll, hängt von verschiedenen Faktoren ab, die bei der Zusammenstellung einer speziellen Schaltung gemäß der Erfindung bestimmt werden. Meist liegt die Temperatur, bei der der Widerstand von R-I gleich dem Widerstand des Temperatur-Abfühlnetzwerkes ist, gegenüber der Mitte des Ansprechbereichs in Richtung auf die obere Grenze dieses Bereichs verschoben. Auch hängt das Maß der Verschiebung dieser Temperatur, bei der diese Gleichwertigkeit vorhanden ist, zusätzlich ab von den Unterschieden in den Temperatur-Widerstands-Charakteristiken der Thermistoren T-I und T-2, die bei einer bestimmten Schaltung verwendet werden.The resistance of RI should be equal to the total resistance of the network consisting of TI and R-2 , that is, the equivalent of R _x , at a predetermined temperature between the limits of the system's range. Which predetermined temperature this should now be depends on various factors which are determined when putting together a special circuit according to the invention. Usually the temperature at which the resistance of RI is equal to the resistance of the temperature sensing network is shifted from the center of the response range in the direction of the upper limit of this range. Also, the amount of shift in temperature at which this equivalence exists is additionally dependent on the differences in the temperature-resistance characteristics of the thermistors TI and T-2 used in a particular circuit.

Die beiden Thermistoren T-I und T-2 sind eng beieinanderliegend angeordnet, so daß sie beide gleichzeitig auf dieselbe, abzufüllende Temperatur ansprechen. Geeignete Anordnungen hierfür sind in den Fig. 6 und 7 dargestellt, die weiter unten beschrieben werden. Jeder der beiden Thermistoren zeigt eine ganz bestimmte Veränderung des elektrisehen Widerstands bei einer Veränderung der abgefühlten Temperatur. Es hat sich gezeigt, daß in diesem System, in dem T-I der »aktive« Widerstand in dem höheren Bereich ist, während T-2 im unteren Bereich mehr »aktiv« ist, T-2 weniger empfindlich sein sollte; er sollte also solche Charakteristiken aufweisen, daß die seine Veränderung des Widerstands bei Temperaturveränderungen darstellende Kurve (dR/dT) eine geringere Steigung hat. Der im unteren Bereich mehr aktive Thermistor sollte weniger empfindlich sein.The two thermistors TI and T-2 are arranged close to one another so that they both respond simultaneously to the same temperature to be filled. Suitable arrangements for this are shown in FIGS. 6 and 7, which are described further below. Each of the two thermistors shows a very specific change in electrical resistance with a change in the sensed temperature. It has been found that in this system where TI is the "active" resistance in the higher range while T-2 is more "active" in the lower range, T-2 should be less sensitive; it should therefore have such characteristics that the curve (dR / dT) representing its change in resistance with temperature changes has a smaller slope. The thermistor, which is more active in the lower area, should be less sensitive.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die Kurve für den Thermistor Γ-1 in einem höheren Temperaturbereich eine verhältnismäßig konstante Veränderung des Widerstands pro Grad Celsius aufweist. Mit anderen Worten bleibt die Steigung der Kurve innerhalb dieses höheren Temperatürbereichs, der mit T,.-T₁, bezeichnet ist, praktisch die gleiche. Bei niedrigeren Temperaturen zeigt dieser Thermistor T-I eine größere Veränderung des Widerstands bei Temperaturänderungen und wird somit ungenau, wenn er zur Messung dieser niedrigeren Temperaturen herangezogen wird. In ähnlicher Weise ist, wie die Kurve T-2 zeigt, dessen Ansprechen am besten und praktisch linear innerhalb des Bereichs T„-T_b. Es ist nochmais hervorzuheben, daß diese Bereiche sich etwas überschneiden, d. h. also, daß T₁, etwas größer ist als T_c. From Fig. 4 it can be seen that the curve for the thermistor Γ-1 has a relatively constant change in resistance per degree Celsius in a higher temperature range. In other words, the slope of the curve remains practically the same within this higher temperature range, which is denoted by T _{1 - T 1.} At lower temperatures, this thermistor TI shows a greater change in resistance with temperature changes and thus becomes inaccurate if it is used to measure these lower temperatures. Similarly, as curve T-2 shows, its response is best and practically linear within the range T "-T _b . It should again be emphasized that these areas overlap somewhat, that is to say that T _{1 is} somewhat larger than T _c .

Durch Vorsehen eines damit in Reihe geschalteten Widerstands (R-2) für T-2 kann dessen Ansprechen im Bereich T_a-T_b beträchtlich abgewandelt werden, und zwar in einem solchen Maße, daß der Widerstand in diesem Teil der Schaltung praktisch konstant bleibt, sobald eine Temperatur in der Nähe von T_b erreicht worden ist. Durch Anschluß von T-I als Shunt parallel zu dieser Reihenschaltung wird die Empfindlichkeit von T-2 in seinem wirksamen Bereich nur innerhalb annehmbarer Grenzen herabgesetzt, beispielsweise um etwa 30% oder weniger.By providing a resistor (R-2) for T-2 connected in series with it, its response in the range T _a -T _b can be modified considerably to such an extent that the resistance in this part of the circuit remains practically constant, as soon as a temperature close to T _b has been reached. By connecting TI as a shunt in parallel to this series circuit, the sensitivity of T-2 is reduced in its effective range only within acceptable limits, for example by about 30% or less.

Wenn in dem höheren Abschnitt des Bereichs der Schaltung gearbeitet wird, bleiben der Thermistor T-I in seinem Bereich T_c-T_d und auch die Reihenschaltung von T-2 und R-2 in der Schaltung, ungeachtet der abgefühlten Temperatur, tatsächlich linear. F i g. 5 zeigt eine Schaltung bei der Messung von Temperaturdifferenzen. Ein Vergleich der Schaltung mit derjenigen nach Fig. 3 läßt erkennen, daß hier verdoppelte »Doppel-ThermistorÄ-Temperaturmeßkreise derselben Art, wie in F i g. 3 dargestellt, Vorgesehen sind, die derart angeordnet sind, daß die Differenz zwischen der von dem ersten Paar von Thermistoren T-Ia und T-2 α und dem zweiten Paar von Thermistoren T-Ih und T-2b abgefühlten Temperatur an das Meßgerät M angelegt wird. Deshalb wird also der Potentialunterschied zwischen den beiden Kreisen an dem Meßgerät oder an irgendeiner sonstigen Meßschaltung, die das Meßgerät repräsentiert, zur Wirkung gebracht. Jeder dieser Kreise kann gemäß F i g. 2 erweitert werden, wenn ein größerer Meßbereich oder eine geringere Toleranz bezüglich der Linearität gewünscht wird.When operating in the higher portion of the range of the circuit, the thermistor TI in its range T _c -T _d and also the series arrangement of T-2 and R-2 in the circuit remain actually linear regardless of the sensed temperature. F i g. 5 shows a circuit for measuring temperature differences. A comparison of the circuit with that according to FIG. 3 shows that here duplicated "double thermistor" temperature measuring circuits of the same type as in FIG. 3, are provided which are arranged such that the difference between that of the first pair of thermistors T-Ia and T-2 α and h the second pair of thermistors TI and T-2b sensed temperature is applied to the measuring instrument M . Therefore, the potential difference between the two circles on the measuring device or on any other measuring circuit that represents the measuring device is brought into effect. Each of these circles can according to FIG. 2 can be extended if a larger measuring range or a lower tolerance with regard to linearity is desired.

Es ist auch möglich Mehrfach-Thermistoreinheiten oder -sonden zu verwenden, bei einigen Ausführungsformen als ein im übrigen homogener Thermistor, der verschiedenartige Lagen oder Schichten aufweist. Bei einer solchen Ausführungsform, wie sie in F i g. 6 dargestellt ist, üben die erste und die zweite Schicht 20 bzw. 21 die Funktionen eines ersten und eines zweiten Thermistors aus. Eine solche Thermistoreinheit ist mit drei Ausgangsanschlüssen 23, 24 und 25 von der Verbindungsstelle der Schichten undIt is also possible to use multiple thermistor units or probes, in some embodiments as an otherwise homogeneous thermistor, the different layers or layers having. In such an embodiment as shown in FIG. 6, practice the first and the second Layers 20 and 21, respectively, perform the functions of a first and a second thermistor. Such a thermistor unit is with three output terminals 23, 24 and 25 from the junction of the layers and

109 547/253109 547/253

von den gegenüberliegenden Seiten jeder Schicht versehen. Die erste Schicht 20 einer typischen Einheit ist aus etwa 32,3 % Nickeloxyd und 67,7 % Manganoxyd (Gewichtsprozent) zusammengesetzt, und ihr Widerstand bei 25° C beträgt 6000 Ohm. Die zweite Schicht 21 weist einen kleinen Anteil an Kupfer auf, wodurch ihr Widerstand auf etwa 1000 Ohm bei 25° C herabgesetzt wird. Die Bestandteile der zweiten Schicht sind 3,4°/o Kupferoxyd, 31,2% Nickeloxyd und 35,4% Manganoxyd (Gewichtsprozent). Der Temperaturkoeffizient der ersten Schicht beträgt 4,5% pro ⁰C bei 25° C, und für die zweite Schicht beträgt der Koeffizient 3,7% pro ⁰C bei 25° C. Der Nenndurchmesser jeder Schicht beträgt bei diesem zusammengesetzten Thermistor etwa 2,3 mm, und jede Schicht weist eine Dicke in der Größenordnung von etwa 0,5 mm auf.provided from opposite sides of each layer. The first layer 20 of a typical unit is composed of about 32.3% nickel oxide and 67.7% manganese oxide (weight percent) and its resistance at 25 ° C is 6000 ohms. The second layer 21 has a small amount of copper, as a result of which its resistance is reduced to about 1000 ohms at 25 ° C. The components of the second layer are 3.4% copper oxide, 31.2% nickel oxide and 35.4% manganese oxide (percent by weight). The temperature coefficient of the first layer is 4.5% per ⁰ C at 25 ° C, and for the second layer the coefficient is 3.7% per ⁰ C at 25 ° C. The nominal diameter of each layer for this composite thermistor is about 2, 3 mm, and each layer is on the order of about 0.5 mm in thickness.

Es ist auch noch ein anderer zweilagiger Thermistor mit Erfolg verwendet worden, der die folgende Zusammensetzung aufweist: Die den niedrigeren Widerstand aufweisende Schicht hat einen Widerstand von 10 000 Ohm bei 25⁰C und besteht aus 25% Eisenoxyd, 26,12% Nickeloxyd und 44,88% Manganoxyd (Gewichtsprozent). Die andere Schicht, die einen Widerstand von 60 000 Ohm bei 25° C aufweist, setzt sich zusammen aus 20% Eisenoxyd, 27,86% Nickeloxyd und 52,14% Manganoxyd (Gewichtsprozent). Another two-layer thermistor has also been successfully used, which has the following composition: The layer exhibiting the lower resistance has a resistance of 10,000 ohms at 25 ^° C. and consists of 25% iron oxide, 26.12% nickel oxide and 44 , 88% manganese oxide (percent by weight). The other layer, which has a resistance of 60,000 ohms at 25 ° C, consists of 20% iron oxide, 27.86% nickel oxide and 52.14% manganese oxide (percent by weight).

Eine weitere geeignete Ausführungsform eines zweischichtigen Thermistors ist eine Abwandlung des ersterwähnten Thermistors, und zwar hat hier die zweite Schicht mit dem Widerstand von 1000 Ohm bei 25° C eine vergrößerte Dicke, so daß ihr Widerstand bei derselben Temperatur 12000 0hm beträgt, während alle sonstigen Einzelheiten völlig gleich bleiben.Another suitable embodiment of a two-layer thermistor is a modification of the The first-mentioned thermistor, namely the second layer with a resistance of 1000 ohms at 25 ° C an increased thickness, so that its resistance at the same temperature is 12000 ohms, while all other details remain exactly the same.

Es ist auch möglich, eine Mehrfach-Thermistorsonde abzuändern, indem ein erster Thermistor 30 und ein zweiter Thermistor 31 verwendet werden, die auf einer gemeinsamen leitenden Platte 32 angebracht sind. Die beiden Thermistoren gemeinsame Leitung 33 geht von dieser leitenden Platte aus, und Leitungen 34 und 35 sind an die beiden Thermistoren in der in F i g. 7 dargestellten Weise angeschlossen. Vorzugsweise können die Thermistoren und ihre Tragplatte in eine geeignete Einbettungsmasse 38 eingebettet sein, wie dies schematisch durch die gestrichelten Linien angedeutet ist.It is also possible to modify a multiple thermistor probe by adding a first thermistor 30 and a second thermistor 31 mounted on a common conductive plate 32 may be used are. The two thermistors common line 33 goes out from this conductive plate, and Leads 34 and 35 are connected to the two thermistors in the circuit shown in FIG. 7 connected manner shown. Preferably, the thermistors and their support plate can be embedded in a suitable embedding compound 38 be embedded, as indicated schematically by the dashed lines.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Mehrfachthermistors ist in F i g. 8 gezeigt, in der dieselben Bezugsziffern verwendet sind, um den in F i g. 7 dargestellten Elementen entsprechende Teile zu bezeichnen. Ein erster Thermistor 30, ein zweiter Thermistor 31 und ein dritter Thermistor 36 sind auf einer gemeinsamen, leitenden Platte 32 angeordnet. Eine gemeinsame Leitung 33 geht von dieser Platte aus, während die drei Thermistoren an Leitungen 34, 35 und 37 angeschlossen sind. Vorzugsweise können die Thermistoren und die Platte von einer geeigneten Umhüllungsmasse 38 umschlossen sein, die durch die gestrichelten Linien dargestellt sind. Vergleichbare Ergebnisse können erzielt werden durch Verwendung der gleichen Zusammensetzung für alle Schichten der Thermistoren, wobei jede Schicht eine in geeigneter Weise unterschiedliche Größe aufweist, oder es können, falls gewünscht, auch unterschiedliche Zusammensetzungen für jede der Schichten verwendet werden.Another embodiment of a multiple thermistor is shown in FIG. 8 shown in which the same Reference numerals are used to denote the in FIG. 7 to designate corresponding parts of the elements shown. A first thermistor 30, a second thermistor 31 and a third thermistor 36 are on a common, conductive plate 32 arranged. A common line 33 extends from this plate, while the three thermistors are connected to leads 34, 35 and 37. Preferably can the thermistors and the plate to be enclosed by a suitable encapsulation compound 38, which by the dashed lines are shown. Similar results can be obtained by using the same composition for all layers of thermistors, each layer being one suitably different in size, or can be different if desired Compositions can be used for each of the layers.

ίο Mit einer solchen Konstruktion ist es möglich, die »Mehrfach-ThermistorÄ-Schaltung gemäß der Erfindung mit einer zusammengebauten Thermistorsonde zu verwirklichen, wobei dann unter Aufrechterhaltung der Einfachheit des Zusammenbaus und einer geringstmöglichen Fühlergröße die genannten Vorteile der Erfindung erzielt werden.ίο With such a construction it is possible that "Multiple thermistor circuit according to the invention with an assembled thermistor probe to achieve, then while maintaining the ease of assembly and a smallest possible sensor size the stated advantages of the invention can be achieved.

Claims

Patent claims:

1. Thermistor temperature measuring device, the linear measuring range of which is enlarged by a second thermistor, with a parallel connected display device and a power source, characterized in that the linear temperature range (T, .- Tj) of the first thermistor (T ₁ ) is higher than the linear temperature range (T ₀ -T ¹ J,) of the second thermistor (T,) and both areas overlap, that the thermistors (T ₁ , T ₂ ) are thermally coupled and that

the second thermistor (Γ.,) is connected in series with a fixed resistor (i?.,) whose value is smaller than that of the second thermistor (T ₀ ) in its linear range that this series circuit (R ₂ , T,) whose resistance in the higher temperature range is greater than that of the first thermistor, the first thermistor (T ₁ ) is connected in parallel and that the StTOnIqUeIIe (S ", E) with a matching resistor (R ₁ ) to the network (R ,, T ₁ , T ₂ ) is connected in such a way that its internal resistance is equal to the total resistance of the network at a temperature within the measuring range.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the first thermistor (T ₁ ) is connected in parallel with at least one further pair of a series-connected fixed resistor (R ₃ ) and a thermistor (T ₃ ) and this thermistor is in an area of even lower temperatures is linear and determines the total resistance of the network.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the current source is designed as a constant current source (Sf) and is connected in parallel to the matching resistor (R ₁ ).

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the current source is designed as a constant voltage source (E) and is connected in series with the matching _{resistor (, R 1} ).

1 sheet of drawings