DE1903038A1 - Resistance element for devices for determining physical quantities - Google Patents

Resistance element for devices for determining physical quantities

Info

Publication number
DE1903038A1
DE1903038A1 DE19691903038 DE1903038A DE1903038A1 DE 1903038 A1 DE1903038 A1 DE 1903038A1 DE 19691903038 DE19691903038 DE 19691903038 DE 1903038 A DE1903038 A DE 1903038A DE 1903038 A1 DE1903038 A1 DE 1903038A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
resistance
crystal
silicon carbide
value
devices
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19691903038
Other languages
German (de)
Inventor
Knippenberg Wilhelm Franciscus
Hagen Siegfried Hendrik
Meijer Roelf Jan
Gerrit Verspui
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE1903038A1 publication Critical patent/DE1903038A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/04Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient
    • H01C7/042Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient mainly consisting of inorganic non-metallic substances
    • H01C7/048Carbon or carbides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/04Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient
    • H01C7/042Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient mainly consisting of inorganic non-metallic substances
    • H01C7/043Oxides or oxidic compounds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Pressure Sensors (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

:Dip!.-lng. ERICH E. WALTHER: Dip! - lng. ERICH E. WALTHER

PcicntcnwcitPcicntcnwcit

Anmelder: N. V. PHILIPS' GlOEiUMPENFABRlEKE* FHIT. 2?ο.ρ. Applicant: N.V. PHILIPS 'GlOEiUMPENFABRlEKE * FHIT. 2? Ο.ρ.

Akte: PHN- 2990 Kt " / Hjy,File: PHN- 2990 Kt "/ Hjy , Annwldung vom, 21. Jan. 1969 ' *Application dated Jan. 21, 1969 *

"Widerstandselement für Vorrichtungen zum Ermitteln physikalischer Oröasen"."Resistance element for devices for determining physical oases".

Es i3t bekannt, dass verschiedene physikaliaohe Grö'a-It is known that different physically equal sizes

aen mit Hilfe von Vorrichtungen ermittelt werden können, in denen elek- ■ trische Widerstandaelemente derart angeordnet sind, daes der Wert oder die Wertä'nderung des Widerstandes ein Maas für den Wert oder die Wertänderung einer physikalischen Gröaae ist. . ' aen can be determined with the aid of devices in which electrical resistance elements are arranged in such a way that the value or the change in value of the resistance is a measure for the value or the change in value of a physical quantity. . '

Manchmal wird für dieae "Übersetzung" der Werte physikalischer Qrössen in Widerstandswerte die Temperaturempfindliohkeit von Widerstandseienenten benutzt. Dies ist 2.B, der Fall bei Vorriohtungen zum Moaaen von Gasdrücken (Journ. Sei. Instr., 1965) Band 42, 3#iit 342), von Temperaturen und Strömungsgeschwindigkeiten von Oasen und Flüssigkeiten und von Änderungen oder schnellen Schwankungen di*«er Oröaaen. Ferner kann z.B. die Tomperaturempfindlichkeit von Widerstand·-*Sometimes the "translation" of the values becomes more physical The temperature sensitivity is expressed in resistance values used by resistance ducks. This is 2.B, the case with devices for moaaen of gas pressures (Journ. Sei. Instr., 1965) Volume 42, 3 # iit 342), of temperatures and flow velocities of oases and liquids, and of changes or rapid fluctuations between them Oröaen. Furthermore, e.g. the temperature sensitivity of resistance - *

.909835/1042.909835 / 1042

ORIGI^4ALORIGI ^ 4AL

PHH. 2990.PHH. 2990.

elementen bei Bolometern zum Messen elektromagnetischer Strahlung; bei Apparaten zur Durchführung von Qaaohromatographie und bei Vorrichtungen für Flammenüberwachung und zur Regelung von Flüssigkeitspegel» btntitst werden. Der sich infolge einer sich ändernden Temperatur einstellend· Widerstands wert ist in all diesen Fällen ein Jiaaa für di· au ermitt«!»«» den physikalischen Qrössen.elements in bolometers for measuring electromagnetic radiation; at Apparatus for performing qaaohromatography and devices for flame monitoring and for regulating the liquid level »btntitst will. Which occurs as a result of a changing temperature In all these cases, a jiaaa for di · au ermitt «!» «» the physical quantities.

In anderen Fällen wird das Auftreten ron .änderung·» in den Widerstandswerten infolge einer reversibelen mechanischen Verfor· mung der Elemente unter der Einwirkung von Druck, Zug, Biegung oder Torsion benutzt. Dies i3t z.B. der Fall bei Dehnungsmessstreifen, eltktromeohanischen Waagen, Mikrophonen und Vorrichtungen aüm Messen hohes1 Qas- und Flüssigkeitsdrücke, bei denen die Wideratandaelemente verfomri werden. Auch bei diesen Vorrichtungen ist der sich einstallend« Widerstandswert gtets ein Maas für die zu ermittelnde physikalisohtOrofsst» ->.-" Bei den vorerwaluiten Vorrichtungen ist ee meistens wich« tig, dass die Widerstandselemente eine hohe Empfindlichkeit? eine kurs· Ansprechzeit und eine grosse Stabilität unter den Bedingungen, dsnsn sie ausgesetzt werden, aufweisen« In den Fällen, in denen die Elemente sehr hohen und sehr niedrigen Temperaturen ausgesetzt Mexäetif muss dia, Anforderung hinzugefügt werden, dass die Bapfindlichkeit, die Aaspa?e6h« und die Stabilität in einem weiten Teaparaturb®r®iohIn other cases the occurrence of a change in the resistance values as a result of a reversible mechanical deformation of the elements under the action of pressure, tension, bending or torsion is used. This I3T the case with strain gauges, scales eltktromeohanischen, microphones and devices AUEM measuring high QAS 1 and liquid pressures at which the Wideratandaelemente be verfomri. Even with these devices, which einstallend "resistance gtets a Maas to be determined physikalisohtOrofsst" is -> .- "The vorerwaluiten devices ee usually more" kind, that the resistance elements a high sensitivity, a rate · response time and a high degree of stability? under the conditions to which they are exposed, “In those cases where the elements are exposed to very high and very low temperatures Mexäetif dia, requirement must be added that the sensitivity, the aaspa? e6h” and the stability in a wide tea apparatus ®r®ioh

Hit Hückaioht auf die frfordeiliohe Qnpfindliohkeit\>■' ;;i: Hit Hückaioht on the reasonable sensitivity \> ■ ';; i :

·■■ ■ ' \- ■ . ' -: '■■ ■ - ; · ■■ ■ '\ - ■. '- : ' ■■ ■ - ;

da(s erfoil-detliche Anspreohvarhalten iat as notwendig,""dag® etilr"&©*>".■/{.because (s required response behavior is necessary, "" dag® etilr "& © *>". ■ / {.

treffenden Widerstandselemente ©ine geringe j!aesφ habas ün& dass;·ίhg® Länge gross im Verhältnis sur ^Diijke ist«- Di© iÜBg© wxbu mlnümim® m>n , " Grössenordnung von Millimetern sein, damit die üontßg® und di® An«=matching resistance elements © ine low j! aesφ habas ün & that ; · Ί hg® length large in relation to sur ^ Diijke is «- Di © iÜBg © wxbu mlnümim® m>n," be on the order of millimeters, so that the üontßg® and di® An «=

909835/1Q42 ΒΛΓ,909835 / 1Q42 ΒΛΓ ,

BAD ORfGINAtBAD ORfGINAt

■-■.. PHN. 2990»■ - ■ .. PHN. 2990 »

bringung elektrischer Kontakte durchführbar sind und dabei ein ausrei-, ohend grosser wirksamer Teil des Elementes erhalten bleibt.electrical contacts are feasible and at the same time a sufficient, without a large effective part of the element is retained.

. Ein Nachteil von Widerstandselementen aus Metalldrähten und au« meistens auf keramisöhem Wege erhaltenen polykristallinen Halbleitermaterialien, die zur Ermittlung physikalischer Grossen benutzt werden5 1st ihre geringe mechanische Festigkeit bei den für diese Anwendungen günstigen kleinen Abmessungen. . A disadvantage of resistance elements made of metal wires and polycrystalline semiconductor materials mostly obtained by ceramic means, which is used to determine physical quantities are 5 1st their low mechanical strength with the small dimensions favorable for these applications.

Eine Verbesserung in dieser Hinsicht bilden die aus SiliBiumcarbideinkristallen bestehenden Widerstandselemente, die Vor wenigen Jahren für einige der erwähnten Zwecke vorgeschlagen worden sihd (Journ. Sei. Instr. 1965, Band 42, Seite 342). Diese Widerstands» elemente erfüllen mehrere der vorstehenden Anforderungen und sind ausaerdem sehr widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen und korrosive Medien«An improvement in this regard are the resistor elements made of silicon carbide monocrystals, the Vor suggested a few years ago for some of the purposes mentioned sihd (Journ. Sci. Instr. 1965, vol. 42, p. 342). This resistance » elements meet several of the above requirements and are also very resistant to high temperatures and corrosive media «

Diese bekannten Elemente werden aus grossen Einkristallen durch mechanische Bearbeitungen, wie Sägen und Schleifen, erhalten. Infolgedessen ist es schwierig, eine grossere Anzahl dieser Elemente in einer für die verschiedenen Anwendungen erforderlichen Geometriej d.h. In Form dünner drähtförmiger Körper, herzustellen.These well-known elements are made from large single crystals obtained by mechanical processing such as sawing and grinding. As a result, it is difficult to use a large number of these elements in a geometry required for the various applicationsj i.e. in the form of thin wire-shaped bodies.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Widerstandselement für Vorrichtungen zur Ermittlung physikalischer Grossen, ini denen ^dieses Element derart angeordnet ist, dass der" auftretende Wert oder die Viertänderung des Widerstandes ein Mass für den Wert bzw. die, Wertänderung einer physikalischen Grosse ist, und sie ist dadurch gekentt* zeichnet, dass das Element aus einem drahtförmig gewachsenen SiIiziuB-carbidkristall(SillziumoarbidhaarV:ristall) mit mindestens einer LangeThe invention relates to a resistance element for devices for determining physical quantities in which ^ this Element is arranged in such a way that the "occurring value or the Fourth change in resistance is a measure of the value or the change in value of a physical quantity, and it is therefore noticeable * shows that the element consists of a SiIiziuB carbide crystal grown in the form of a wire (SiIiziumoarbidhaarV: crystal) with at least a length

in der 3rÖssenorclnun3 von Millimetern besteht, .consists in the size of the millimeter,.

Unter drahtförmigen Kristallen (oder Haarkristallen)Under wire-shaped crystals (or whiskers)

909835/1042909835/1042

■'■■■-■: :BAD ORIGINAL■ '■■■ - ■:: BAD ORIGINAL

sind dabei langgestreckte Kristalle mit beliebig gestaltetem Querschnitt eu verstehen» . ' "are elongated crystals with any cross-section understand eu ». '"

a . Die erfindungsgemassen Widerstandselemente weisen die vorerwähnten Nachteile bekannter Widerstände, die für die betreffenden a . The resistance elements according to the invention have the aforementioned disadvantages of known resistors that are used for the relevant

- Vorrichtungen Anwendung gefunden haben, nicht auf. Sie sind chemisch, widerstandsfähig, vertragen hohe !Temperaturen und sind trots ihrer ge- - Devices have not found application on. They are chemically resistant, withstand high! Temperatures and trots are overall their

■ ringen Abmessungen mechanisch fest. Sie lassen sich ausserden) in gros- ■■ r sen Zahlen in der günstigen Geometrie mit der erforderlichen Lange und den gewünschten Widerstandseigensohaften herstellen.■ dimensions mechanically tight. They can also be sold in large ■■ r sen numbers in the favorable geometry with the required length and produce the desired resistance properties.

j . -----^ Me^ erwähnten drahtförmig gewachsenen Silisiumoarbldkrietalle (Siliaiumoarbidhaarkriatalle); können, wie dies in der deutschenj. ----- ^ Me ^ mentioned wire-shaped silicon oarbldkrietalle (Siliaiumoarbidhaarkriatalle); can like this in German

Patentanmeldung - ,F-16 67.65544Ii. ·;■;.■?..'.:.' vorgesohlagen ist^ auf ein-. , \ . - - Patent Application -, F-16 67.65544Ii. ·; ■;. ■? .. '.:.' vorgesohlagen is ^ on one. , \. - -

• fache Weise in grossen Zahlen in den richtigen Abmessungen durch Rekristallisation und/oder Kondensation iftveinem durch Silisiumcarbid begrenzten Raum in einer Schutzgasatmosphäre bei Temperaturen von etwa £500° C in Gegenwart von Lanthan erhalten werden. Auch 1st es möglich,.wie dies k in der deftt»±en Patentanmeldung /P. 16. 6.7. 65Τ·δ '■■"■> [λ vergesohlagen worden ist,derartige SiIiziumoarbidkristalle durch VLS (vapqur-liquid-BOlId)-WaOhStUm mit Eisen als flüssigem Phase aus einer Silizium und Kohlenstoff enthaltenden Gasphase bei Temperaturen zwischen etwa 1200° 0 und 1600e C zu bilden«• ways be obtained in large numbers in the right dimensions by recrystallization and / or condensation ift v a limited by Silisiumcarbid space in a protective gas atmosphere at temperatures of about £ 500 ° C in the presence of lanthanum. It is also possible, as stated in the detailed patent application / P. 16. 6.7. 65Τ · δ '■■ "■> [λ has been forgotten, such silicon carbide crystals by VLS (vapqur-liquid-BOlId) -WaOhStUm with iron as the liquid phase from a silicon and carbon-containing gas phase at temperatures between about 1200 ° 0 and 1600 e To form C «

Wie in den beiden genannten Patentanmeldungen erwähnt ist; können bei oder na oh dem Wachsen in die Kristalle Stoffe sum Ξτ°°As mentioned in the two patent applications mentioned is; can with or na oh the growth in the crystals substances sum Ξτ °°

- Ehalten der gewünschten Leltuagseigensöhäftea in der richtigen Dosierung- Obtaining the desired characteristics of the Leltuagea in the correct dosage

eingebaut werden« - .to be built in" - .

■'. ■; ■;.. ■ Sia ti älterer Vorteil dos?, aus drahtförmig gewachsenen > Silieiuaoarbldteistallen (Silisltimea^lahaa^kristallen) bestehenden■ '. ■; ■; .. ■ Sia ti older advantage dos ?, from wire-shaped grown > Silieiuaoarbldteistallen (Silisltimea ^ lahaa ^ crystals) existing

PES. 2990. PES. 2990.

Widerstandselemente gegenüber den bekannten durch mechanischen Bearbeitung aus grossen Einkristallen hergestellten Elementen ist, dass sie im geringeren Dicken zur Verfügung stehen und dass die;mechanische Festigkeit nicht durch Qberflächenbeschädigungön beeinträchtigt ist. Es kommt noch hinzu, dass sie in grösseren Längen verfügbar sind, wodurch für die Durchführung durch eine'Wand ausserdem zweckmässig die an sich bekannte Tatsache ausgenutzt werden kann, dass aus Siliziumcarbid bestehende Körper unmittelbar in harte Gläser, wie Borosilikatgläser, eingeschmolzen werden können. - . 'Resistance elements compared to the known elements produced by mechanical processing from large single crystals is that they are available in smaller thicknesses and that the; mechanical Strength is not affected by surface damage. There is also the fact that they are available in greater lengths, which also makes the known fact can be used that made of silicon carbide existing bodies can be melted directly into hard glasses such as borosilicate glasses. -. '

Die Erfindung wird nachstehend durch einige Ausführungsbeispiele an Hand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Beispiel 1, *The invention is explained in more detail below by means of a few exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing. Example 1, *

In einem durch Siliziumcarbid begrenzten Raum werdenIn a space limited by silicon carbide

bei 255O0 C durch Rekristallisation und/oder Kondensation im Dampf von Lanthanoxyd und Aluminiumcarbid in einer Argonatmosphäre p-leitende bandförmige SiIiziumcarbidkristalle (streifenförmige Siliziumearbidhaarkristalle) gezüchtet.at 255O 0 C by recrystallization and / or condensation in the vapor of lanthanum oxide and aluminum carbide in an argon atmosphere, p-type band-shaped silicon carbide crystals (strip-shaped silicon carbide whiskers) are grown.

Einer der erhaltenen Kristalle mit einer Breite vonOne of the obtained crystals with a width of

150 um und einer Dicke von 30 μπι wird durch Festsintern auf 30 \ira starken Wolframdrähten, die au diesem Zweck durch Stromdurchgang erhitzt werden, mit ohmschen Kontakten versähen. Der Kristall hat bei einer Länge von 10 mm zwischen den Kontaktdrähten einen Widerstand von 50 ΚΛ bei 20° G.Is μπι 150 microns and a thickness of 30 to 30 by solid Intern \ ira strong tungsten wires which are heated au this purpose by current passage, versähen with ohmic contacts. With a length of 10 mm between the contact wires, the crystal has a resistance of 50 ΚΛ at 20 ° G.

Wie in Fig. 1 der Zeichnung schematisch dargestellt ist, wird dieses aus dem drahtförmig,gewachsenen Siliziumoarbidkristall (Siliziumcarbidhaarkristall) 1 bestehende Widerstandselement mit den Wolframkontaktdrähten 2 in einen mit einem Pumprohr 4 versehenen Olas-As shown schematically in Fig. 1 of the drawing, this is made from the wire-shaped, grown silicon carbide crystal (Silicon carbide whisker) 1 existing resistor element with the Tungsten contact wires 2 in an Olas-

,9Ö9835/10A2, 9Ö9835 / 10A2

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

190¥Ö38r 190 ¥ Ö38 r

2990·2990

kolben 3 eingeschmolzen. - \vpiston 3 melted down. - \ v

' Die:■ Strom- Spannunga-Charakteristiek dea Element! wirdThe: ■ current-voltage characteristics of the element! will

in Luft bei verschiedenen Drucken gemessen. Die Kennlinien fur di# Drück« von 76^0 und 5· 10 Torr sind im Diagramm der Fig. 2 in logaritiiiaisiöieii Maastali duroK 5 bzw. 6 dargestellt. -measured in air at different pressures. The characteristic curves for the pressure of 76 ^ 0 and 5 · 10 Torr are shown in the diagram of FIG. 2 in logaritiiiaisiöieii Maastali duroK 5 and 6 , respectively. -

Aus dieser Figur geht hervor, dass bei einer konstanten Spannung von 1Ö Volt.der Strom im erwähnten Druckbereich um einen * Faktor 9 zunimmt und dass somit duroh Aufnahme in ain· Bruckenaohaltuhg, nach Eichung, mit dem Element sehr genaue Gasdruokmessungen durchgeführt werden können.
Beispiel 2. ·
From this figure, it appears that increases and at a constant voltage of 1Ö Volt.der current in the mentioned pressure range by a factor * 9 that thus recording in ain · Bruckenaohaltuhg, after calibration, with the element very accurate Gasdruokmessungen can be performed duroh.
Example 2. ·

Ein Anemometer wird, wie in Figur 3 schematisch dargestellt ist, dadurch, hergestellt, dass in ein Bohr 11 aus Borosilikat-■-» glas mit'einem Innendurchmesser von 5 «ηκι ein drahtförmig gewachsenerAs shown schematically in FIG. 3, an anemometer is produced by inserting into a borehole 11 made of borosilicate Glass with an inner diameter of 5 "ηκι a wire-shaped grown

Siliziumoarbidkristall (Siliziumcarbidhaarkristall) 12 eingeschmoisen - . ist. '-_■ . · . Silicon carbide crystal (silicon carbide whisker crystal) 12 mossed in -. is. '-_ ■. ·.

k Der Kristall 12 is^ auf eine derjenigen naoh Beispielk The crystal 12 is ^ on one of those naoh example

1 ähnliche Weise gewachsen, wobei statt der Aluminiumverbindung Borchlorid zur Einstellung der Leitungseigensohaften vorhanden war. 1 grown in a similar manner, with boron chloride being present instead of the aluminum compound to adjust the line properties.

Der Kristall besteht aus Siliziumoarbid, das durch eine 3ordotierung p-leitend ist, hat eine Breite von I50 ·μιη und eine Dicke von 30 ^m und ist an den Enden ausserhalb des Rohres 11 mit Hilfe einer Legierung aus Gold mit 2$ Tantal und 1Q/& Aluminium mit ohmechen i Kontakten 13 versahen. Der Widerstand beträgt bei einer Uinge von 6 rom . ■ zwischen den Kontakten 72 kjfi bei 20° C«The crystal consists of silicon carbide, which is p-conductive due to a 3ordoping, has a width of 150 μιη and a thickness of 30 ^ m and is at the ends outside the tube 11 with the help of an alloy of gold with 2 $ tantalum and 1Q / & Aluminum provided with ohmic contacts 13. The resistance is at a loop of 6 rom. ■ between the contacts 72 kjfi at 20 ° C «

Das Widerstandselement wird in eine Wheatstone-JJruOk« aufgenommen, wobei als Hullpunktanzeiger ein Voltmeter mit einer Ein-The resistance element is in a Wheatstone JJruOk « recorded, whereby a voltmeter with an input

r: 909835/1042 r: 909835/1042

. . PHU. 299O. . . PHU. 299O.

- 7 ■- ■ ■'.■■_:,'. -' ' ■■:;■ :- 7 ■ - ■ ■ '. ■■ _ :,'. - '' ■■:; ■:

ton etwa i ΗΠ benutzt wird« In die Brücke sind weiter ton about i ΗΠ is used «In the bridge are further

Von der gleichen ßrössenordnung wie der Siliziumkarbid*Of the same order of magnitude as silicon carbide *

kristall mijfgenpramen«crystal mijfgenpramen «

Wenn durch das Glasrohr 11 ein minütlicher LuftstromWhen through the glass tube 11 a minute air flow

"tarn ID ml Hh&urohgeleitet wird, weist das Voltmeter bei einer an di· " Brück« gelegten Spannung von I70 VoIf einen Ausschlag tron 0,7 ToIt auf."tarn ID ml Hh & urohleitung is, the voltmeter indicates at a di ·" Brück «applied voltage of 170 VoIf a deflection tron 0.7 ToIt.

Es stellt sich somit heraus, dass das Anemometer bereit· bei bitter minütliohen Strönungsgeachtfindigkeit de« Q^aee Ton nur.weni- ' gen Kl deutlich ansprioht, so dass es nach Eichung zur Messung roß Gasstroaen Henutat werden kanhaIt turns out that the anemometer is ready in the case of bitter, minute-long strangeness de "Q ^ aee tone only. in the direction of Kl, so that after calibration it was ready for measurement Gasstroaen Henutat become Kanha

Weil bekanntlich der Ausschlag des Volttti»ters auoh VonBecause, as is well known, the rash of the voltti ...

de« du^chgeleiteten <Üaeee abha'ngig ist» kattn di*de "you are dependent on" uaeee "kattn di *

,t, richtung offensiahtiioh ohne weiteres in öinem Apparat für G*sohro»ato-, t, direction offensiahtiioh without further ado in an apparatus for G * sohro »ato-

gritphie Venrandung finden.find gritphie border.

B»iapiel 3» :B »iapiel 3» :

Zur Messung schnell scliwankender Gastetnperatüren in einem Heisagasnsotor wird ein Widerstandselement benutzt, das «us einea durch eine 3ordotierung p-leitenden drahtförmig gewachsenen Silaiumcarbidkristnll (SilifeiüooarbidhaarkriBtall)besteht«For measuring rapidly fluctuating gas temperatures in A resistance element is used in a Heisagasn motor, which is a silicon carbide crystals grown in the form of p-conducting wire-shaped through a 3ordoping (SilifeiüooarbidhaarkriBtall) consists «

Der Kristall wird durch VLS-Tiachstu» mit Eisen alsThe crystal is made by VLS-Tiachstu »with iron as

fIfseiger Phftae aus einer Silicium tlnd Kohlenstoff enthaltenden Kasserii|:4«JP Ο^ίΓοΙ· /»SäAörftn (BgB^) iugesetzt l*i, erhalten«Liquid Phftae from a Silicon and Carbon Containing Kasserii |: 4 "JP Ο ^ ίΓοΙ · / »SäAörftn (BgB ^) iugesetzt l * i, received«

Jier -iG?ist*ll hat linen Duröhmesstr von 5 μ« und- ei»e-! .- .- -: -Jier -iG? Ist * ll has a linen Duröhmesstr of 5 μ «and- ei» e- ! .- .- - : -

" 0 200 'JI^/und bei 700°-- :; :';" 0 200 'JI ^ / and at 700 ° - : ; : ';

31» der mit Ktlfe vifoa tm&&^^ 31 »the with Ktlfe vifoa tm && ^^

90fS35/1O42 ."■"■" : ;:; ; I: - ■■■.::* 90fS35 / 1O42 "■" ■ ":;:;; I: - ■■■ :: *..

% BAD ORIGINAL % BAD ORIGINAL

PHN. 2990. ' - 8 -PHN. 2990. '- 8 -

und Aluminium an den Enden mit ohmschen Kontakten Tersehen ist, an Kontaktdra'hten 32 aus Chromnickelstahl befestigt. Diese werden mit Hilfe τοη !Durchführungen 33 in einer Platte 34 angeordnet. Das Ganze wird in einer Bohrung 35 in der Zylindervand 36 eines Heiesgasmotors befestigt.and aluminum is provided with ohmic contacts at the ends Contact wires 32 made of chrome-nickel steel attached. These are with Help τοη! Feedthroughs 33 arranged in a plate 34. The whole is in a bore 35 in the cylinder wall 36 of a hot gas engine attached.

Bas Widerstandselement, das für mehrere Temperaturen geeicht wird, wird in eine Brücken·ohaltung eingefugt. Bei einer Tempera turanderung gerJCt die Brücke durch die infolgedessen auftretende Widerstandsänderung aus den Qleiohgewioht. Die sich daduroh ergebenden Schwankungen der Diagonalspannung der Brücke werden mit einem KathodenstrahloseilloBkop beobachtet«Bas resistance element that is suitable for multiple temperatures is calibrated, is inserted into a bridge holding. In the event of a temperature change, the bridge is lifted out of the bond due to the change in resistance that occurs as a result. The resulting Fluctuations in the diagonal voltage of the bridge are observed with a cathode ray scanner "

Die Temperatur des Oase· Im Zylinder des Motors an der Still· des Wideretiandseleaenies kann sich jäh ändern» Sie Änderungen liegen in der GrSssenordnung Ton 10$ der mittleren absoluten Temperatur dta Qaee« und ei· bilden eine periodische Funktion, deren Qrundfrequenss der minütliohen Dreheahl τοη z.B. 1500 des Kotore entspricht.The temperature of the oasis · In the cylinder of the engine at the Still · des Wideretiandseleaenies can change abruptly »You changes are in the order of magnitude Ton 10 $ of the mean absolute temperature dta Qaee «and ei · form a periodic function, the base frequency of which corresponds to the minute rotation τοη e.g. 1500 of the Kotore.

Das Widerstandseleeient unterscheidet sich vorteilhaft τοη den für dienern Zveok üblichen Widerstandselementen aus Metalldraht daduroh, dass es bei grosserer mechanischer Festigkeit einen für die Messung der Temp era tür sohwankungen durch Widersiasidsänderungen höheren Hiderttandewert hat. Beispiel 4, The resistance element differs advantageously from the resistance elements made of metal wire that are customary for the Zveok in that, with greater mechanical strength, it has a higher hiding value for the measurement of temperature fluctuations due to changes in resistance. Example 4,

Ein bandfSralger SillsiumoarMdkristall(streif«nformiger SiliziuBoarbidhaarkrietalJ.), der auf die im Beispiel 2 beeohritbtne Welt· erhalten worden ist und eine Breite fön 150 um, «ine Dicke τοη 30 μβ und eine L&'nfe τοη 7 am hat, wird Bit oh&eohen A band-shaped silicon oxide crystal (strip-shaped silicon carbide hair crystal), which has been obtained in the world shown in Example 2 and has a width of 150 μm , a thickness of 30 μm and a length of 7 am, will be a bit too good

j, Der Widerstand beträgt 85 k&Mi SD° O4 909835/1042 j, The resistance is 85 k & Mi SD ° O 4 909835/1042

PHN. 2990. - 9 - 'PHN. 2990. - 9 - '

Dieses Widerstandseleinent wird in Reihe mit einem Widerstand mit gleichem Widerstandswert an eine stabilisierte Spannungsquel-Ie angeschlossen. Der Kristall wird dicht vor dem Austrittsspalt eines Monoohromators angeordnet. Der sich durch auffallende Strahlung Ändernde Widerstand des Kristalls wird als Spannungsänderung gemessen. Mit Hilfe dieser Spannungsänderungen kann nach Eichung des Elementes die relative Intensität der aus einem Monochromator tretenden Strahlung als Punktion der Frequenz gemessen werden.This resistor element is in series with a resistor with the same resistance value to a stabilized voltage source connected. The crystal is placed close to the exit slit of a mono-tube. The one that changes due to incident radiation Resistance of the crystal is measured as a change in voltage. With the help of these voltage changes, after calibration of the element, the relative intensity of the radiation emerging from a monochromator can be measured as a puncture of the frequency.

Bei der Durchführung der I-iessung wird diese von einer vor dem Eingang des Monoehromators angeordneten Lichtquelle aerrührende Strahlung mit einer Sequenz von 30 Hz unterbrochen. Die Spannungsänderungen über dem Widerstandselement werden als Funktion der Wellenlänge des austretenden Lichtes dadurch detektiert, dass sie mit einen auf 30 Hz abgestimmten Verstärker verstärkt, dann phasenempfindlioh detektiert und schliesslich aufgezeichnet werden.When the measurement is carried out, this is carried out by a in front of the entrance of the Monoehromators arranged light source aerrührende Radiation interrupted with a sequence of 30 Hz. The voltage changes across the resistive element are shown as a function of the wavelength of the emerging light is detected by amplifying it with an amplifier tuned to 30 Hz, then phase-sensitive can be detected and finally recorded.

Das Ergebnis ist im Diagramm der Figur 5 dargestellt.The result is shown in the diagram in FIG.

Als Ordinate ist die Spannungsänderung Δ V in beliebigen Einheiten aufgetragen und auf der Abszisse sind Markierpunkte für bestimmte Werte der Photoenergie hv in Elektronenvolt angegeben.As ordinate the voltage variation Δ V is plotted in arbitrary units and the abscissa are indicated marker points for certain values of the photon energy hv in electron volts.

Die Kurve der Fig. 5 zeigt die hohe Empfindlichkeit und die kurze Ansprechzeit de3 verwendeten temperaturempfindlichen Widerstandselements. Es sei bemerkt, daes die hohe Temperaturbeständigkeit des Elementes bedeutet, dnss es auch bei hohen Strahlungsleistungen brauchbar ist.
^eJ3piel 5«
The curve of FIG. 5 shows the high sensitivity and the short response time de3 temperature-sensitive resistance elements used. It should be noted that the high temperature resistance of the element means that it can also be used with high radiation powers.
^ eJ3piel 5 «

Ein bandförmiger, η-leitender Siliziumoarbidkristall (streifenförmiges η-leitender oiliziumcarbidhaarkristall) wird ent-A ribbon-shaped, η-conductive silicon carbide crystal (strip-shaped η-conductive silicon carbide whisker) is

.909835/1042.909835 / 1042

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

PHH. 2990. - 10 -PHH. 2990. - 10 -

sprechend Beispiel 1 gezüchtet, mit der Massgabe, dass statt einer Aluminiumdotierung eine Stickstoffdotierung benutzt wird.speaking example 1, with the proviso that instead of one Aluminum doping a nitrogen doping is used.

Der Kristall 41, der eine Breite τοη 150 μυι, eine Sicke von 30 μΐη und eine Länge von 5 nun hat, wird, wie dies in Tig« 6 schematisch dargestellt ist, über aus QoId mit 1^ Tantal besteuernde ohms ehe Kontakte mit Zuleitungedrähten 42 versohweisst und in einer Zweikanalquarzkapillare 43 angebracht«The crystal 41, which has a width τοη 150 μυι, a Now has a bead of 30 μm and a length of 5, as in Tig « 6 is shown schematically, over from QoId with 1 ^ tantalum taxing ohms before contacts with lead wires 42 welded and in one Two-channel quartz capillary 43 attached «

. Das Ganze wird derart in einem Cryostaten 44 mit flüssigen Stickstoff 45 angeordnet, dass sich der Kristall 41 *uf einer gewünschten Höhe befindet.. The whole thing is in a cryostat 44 with liquid Nitrogen 45 arranged so that the crystal 41 * on a desired height.

Eine Fegelabsenkung des Stickstoffs, bei der der Kristall frei von der Flüssigkeit wird, hat eine sprunghafte Änderung des Widerstandes von f5 kn zu 100 k£l zur Folge, die eine rasche Anzeige der aufgetretenen Senkung ermöglicht.
Beispiel 6»
A fall in nitrogen, at which the crystal becomes free of the liquid, results in a sudden change in resistance from f5 kn to 100 k £ l, which enables a rapid display of the fall that has occurred.
Example 6 »

Ein drahtförmiger Siliziumoarbidkristall (Siliziumoar-A wire-shaped silicon carbide crystal (silicon carbide

\ bidhaarkristall) wird durch VLS-WaOhstun in einer aus Hasserstoff mit 0,01 Vol. c/a Stickstoff bestehenden Atmosphäre hergestellt. Der Kristall hat einen Durchmesser von 5 μ-si und eine Länge von 10 om. \ bidhaarkristall) is produced by VLS-WaOhstun in an atmosphere consisting of hate substance with 0.01 vol. c / a nitrogen. The crystal has a diameter of 5 μ-si and a length of 10 om.

Wie in Figur 7 dargestellt ist, wird dieser Kristall 51 an einem Ende mit einem ohmschen Kontakt 52 und in einiger Entfernung vom anderen Ende mit einem aweiten ohmsohen Kontakt 53 versehen, Der Widerstand des Kristalls zwisohen diesen beiden durch Kathodenzerstäubung einer Legierung aus Gold und Ύ/ο Tantal hergestellten ohmsohen' Kontakten beträgt 10 ka.As shown in Figure 7, this crystal 51 is provided at one end with an ohmic contact 52 and at some distance from the other end with an outer ohmic contact 53.The resistance of the crystal between these two by cathode sputtering of an alloy of gold and Ύ / ο Tantalum manufactured ohmic contacts is 10 ka.

Der Kontakt 52 wird mit einem Zuleitungsdraht 54 versehen und in einem Stöpsel 55 eingeklemmt, der an der Oberseite des The contact 52 is provided with a lead wire 54 and clamped in a plug 55 which is attached to the top of the

9 09835/10429 09835/1042

BAD ORfQiNALBAD ORfQiNAL

. " PHN. 2990.. "PHN. 2990.

- 11 -- 11 -

56 angebracht wird. Das andere Ende des Kristalle 51 wird durch. «Ine fern unteren Ekide des Gefässes 56 vorgesehene Kapillare 57 hinduroh herausgeführt,56 is attached. The other end of the crystals 51 is through. «Ine far lower Ekide of the vessel 56 provided capillary 57 led out Hinduroh,

In dae Gefäes % wird eine Legierung 5& &us 75/« Qalliua und 25$ Indium gegeben, die bei Zimmertemperatur flüesig ist* Das Qe* tUmn let ferner mit einem Kontaktdrah't 59 aus Wolfram versehen, dar ebenso wie der Kontakt 53 in die flüssige Legierung hineinragt·In dae Gefäes% an alloy 5 & us 75 / "Qalliua and 25 $ indium is added, which is flüesig at room temperature * The Qe * tumn further let a Kontaktdrah't 59 made of tungsten is provided, is, like the contact 53 liquid in the Alloy protrudes

Bei Belastung des Elements mit einem Gewicht Ton 3 g· wird eine SrhShung des Widerstandes um 16/* gemessen, die eine Folge dtr bei der Belastung auftretehden revereibelen mechanischen Verformung ist«When the element is loaded with a weight of tone 3 g a surge in resistance of 16 / * is measured, which is a consequence dtr during the load the reversible mechanical deformation is «

Die Empfindlichkeit des Elemente zum Messen von Kräften eeigt auoh die Brauchbarkeit solcher Widerstände.in Druckmessern, Kikrophonon und Dehnungsmessstreifen.The sensitivity of the element for measuring forces also increases the usefulness of such resistances. Microphone and strain gauge.

BAD ORIGINAL!- 809835/1042ORIGINAL BATHROOM! - 809835/1042

Claims (8)

PHN. 2990. ~ 12 -PATE IT TAK SPRÜCHE, PHN. 2990. ~ 12 - PATE IT TAK PROVERBS, 1, Wideretandeelement für Vorrichtungen eur Ermittlung physikalischer Grossen, in denen das Element derart angeordnet ist, dass der auftretende Wert des Wideretandes oder der Wideretandea'nderung ein Mass für den Wert oder für die Wertänderung einer physikalischen Grosee ist, dadurch gekennzeichnet! dass das Element aus einem1, resistance element for devices eur investigation physical quantities in which the element is arranged in such a way that the occurring value of the resistance or the resistance change a measure for the value or for the change in value of a physical one Grosee is marked by this! that the element consists of a " drahtförmig gewachsenen Silieiumoarbidkristall mit mindestens einer Länge in der Grossenordnung τοη Millimetern besteht«"Wire-shaped grown silicon carbide crystal with at least one Length in the order of magnitude τοη millimeters « 2. Vorrichtung zur Enoittlung physikalischer Grossen mit einem Kiderständeelement nach Anepruoh 1« -2. Device for determining physical quantities with a stand element according to Anepruoh 1 «- 3· Vorrichtung nach Anspruch 2 zum Messen ron Gasdrücken·3 · Device according to claim 2 for measuring gas pressures · 4» Vorrichtung nach Anspruch 2 zur Ermittlung von physi-4 »Device according to claim 2 for determining physical kalischen Qroseen mit Anwendung τοη mechanischen Kräften auf dem Widerstandselemente naoh Anepruoh 1·
5. Anemometer naoh Anspruch 4.
Kalischen Qroseen with application τοη mechanical forces on the resistance element naoh Anepruoh 1 ·
5. Anemometer naoh claim 4.
6. OasChromatograph mit einem Anemometer nach Anspruch. 5»6. OasChromatograph with an anemometer according to claim. 5 » 7. Vorrichtung gema'es Anspruoh 2 zun Hessen von Temperaturen oder Ermitteln von Tenperaturfin&erungen,7. The device according to Claim 2 to Hesse of temperatures or determination of temperature determinations, 8. Heisegasmotor mit einer Vorrichtung gemä'ss Anspruoh 7 zum Hessen der schnell sioh Ändernden Gastemperatüren·8. Hot gas engine with a device according to claims 7 about the rapidly changing gas temperature Vorrichtung nach Anspruch 2 zur Ermittlung elektromagnetischer Strahlung· 9 » Device according to claim 2 for determining electromagnetic radiation · 909835/104 2909835/104 2
DE19691903038 1968-01-31 1969-01-22 Resistance element for devices for determining physical quantities Pending DE1903038A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL6801382A NL6801382A (en) 1968-01-31 1968-01-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1903038A1 true DE1903038A1 (en) 1969-08-28

Family

ID=19802637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19691903038 Pending DE1903038A1 (en) 1968-01-31 1969-01-22 Resistance element for devices for determining physical quantities

Country Status (6)

Country Link
CH (1) CH503261A (en)
DE (1) DE1903038A1 (en)
ES (1) ES163426Y (en)
FR (1) FR2001021A1 (en)
GB (1) GB1213157A (en)
NL (1) NL6801382A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3344879A1 (en) * 1983-12-12 1985-06-13 Lothar 2940 Wilhelmshaven Sabrowsky Level-limiting value transmitter for liquid containers or the like
EP0419718A1 (en) * 1989-09-29 1991-04-03 Nippon Carbon Co., Ltd. Infrared detective element
DE4306228A1 (en) * 1993-02-27 1994-09-01 Abb Patent Gmbh Flue gas filter arrangement for dusts and gaseous pollutants

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0625695B2 (en) * 1988-09-07 1994-04-06 綜合警備保障株式会社 Infrared detector
CN106048728B (en) * 2016-06-28 2018-06-26 山东天岳晶体材料有限公司 A kind of method of growing high quality silicon carbide whisker

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3344879A1 (en) * 1983-12-12 1985-06-13 Lothar 2940 Wilhelmshaven Sabrowsky Level-limiting value transmitter for liquid containers or the like
EP0419718A1 (en) * 1989-09-29 1991-04-03 Nippon Carbon Co., Ltd. Infrared detective element
DE4306228A1 (en) * 1993-02-27 1994-09-01 Abb Patent Gmbh Flue gas filter arrangement for dusts and gaseous pollutants

Also Published As

Publication number Publication date
NL6801382A (en) 1969-08-04
FR2001021A1 (en) 1969-09-19
GB1213157A (en) 1970-11-18
ES163426U (en) 1971-03-01
ES163426Y (en) 1971-09-01
CH503261A (en) 1971-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1228448B (en) Accelerometer with temperature compensation
DE4310324A1 (en) Structure of a micro-Pirani sensor and its temperature compensation method
DE2327662A1 (en) RESISTANCE THERMOMETER
DE1648062A1 (en) Semiconductor flow meters
DE2107076A1 (en) Magnetic thickness gauge
EP1097361B1 (en) Pressure-measuring cell, pressure-measuring device and method for monitoring pressure within a chamber
DE1903038A1 (en) Resistance element for devices for determining physical quantities
DE2809455A1 (en) DEVICE FOR AIR VOLUME MEASUREMENT
DE4439222C2 (en) Mass flow sensor with pressure compensation
DE3013686C2 (en) Device for measuring the speed of a flowing medium
DE2244518B2 (en) Full height sensor
DE2104767B2 (en) Differential refractometer
DE19710559A1 (en) Sensor especially mass flow sensor
DE3617770A1 (en) THERMAL FLOW SENSOR
DE2108287A1 (en) Device for thermostatting with a temperature sensor and an electric heater, in particular for field probes for measuring the magnetic field strength in sector field mass spectrometers
DE815706C (en) Heating bench for the thermal investigation of substances
DE4102920A1 (en) Vortex frequency measuring device - for vortex detachment flowmeter, with frequency sensor in vortex zone, and resistive layer with passage openings
DE952033C (en) Vacuum gauge
AT166681B (en)
DE859068C (en) Heat meter, especially for the distribution of heat costs in heating systems
DE739726C (en) Thermoelectric vacuum meter
DE2302615C3 (en) Temperature-dependent electrical resistance and process for its manufacture
CH139217A (en) Method and device for measuring forces.
DE3038956A1 (en) APPLICATION SENSOR FOR MEASURING THE TEMPERATURE OF AN OBJECT
DD224405A1 (en) METHOD OF MEASURING HIGH HYDROSTATIC PRESSURE