DE56633C

DE56633C - Elektrischer Temperatur-Mefsapparat

Info

Publication number: DE56633C
Application number: DENDAT56633D
Authority: DE
Original assignee: HARTMANN & BRAUN in Bockenheim, Frankfurt a. M
Anticipated expiration: 1910-07-29

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 42: Instrumente.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 29. Juli 1890 ab.

Die Widerstandsänderung ' eines Elektricitätsleiters mit der Temperatur giebt ein sehr bequemes und, wie; es. scheint, mit das genaueste Mittel für Messung von Temperaturen innerhalb fast beliebig weiter Grenzen an die Hand. Insbesondere kann man die auf diesem Princip basirenden Instrumente bei zweckmä'fsiger Anordnung ohne Beeinträchtigung der Genauigkeit auch als Fernmefsapparate einrichten..

Die folgende Erfindung hat den Zweck, durch eine besondere Anordnung der variablen Widerstände sowohl die Genauigkeit und Empfindlichkeit der Messung wesentlich zu erhöhen , wie auch den störenden Einfmfs der Fernleitungen möglichst unschädlich zu machen. - Man hat, um denselben Zweck zu erreichen, vorgeschlagen, die Widerstandsmessung nach dem Schema der Wheatstone'schen Brücke vorzunehmen und die das Thermometer bildenden Widerstände in zwei neben einander liegende Brückenzweige zu legen, wobei dann möglichst zwei Leiter zu benutzen sind, deren Temperaturcoefficienten entgegengesetztes Vorzeichen haben. Bei dieser'Anordnung wird man auf Kohle als einen der beiden Leiter geführt, ein Material, dessen Anwendung die Herstellung und Justirung der bezüglichen Apparate erschwert und das sich wohl kaum mit immer constanten Eigenschaften wieder herstellen läfst. Diese Schwierigkeit wird umgangen und zugleich der Apparat noch weit empfindlicher gemacht, wie es die vorige Schaltung gestattet, wenn man die Messung nach der Kirchhoff-, sehen Methode (Differentialgalvanometer im Nebetlschlufs) vornimmt und die Thermometerwiderstände so wie die Vergleichswiderstände Stellen in dieser

und G₂ die beiden entgegengesetzt hf

gemäfs Fig. ia anordnet.
Figur G₁ d G₂ di b

vom Strom durchflossenen Hälften eines Differentialgalvanometers vor, so ist das Verhältnifs der anderen drei Widerstände W₁ W₂ und R₂ durch folgende Relation bestimmt:
W G₁

welche Gültigkeit hat, sobald die Galvanometernadel beim Stromschlufs ruhig auf ihrem Nullpunkt stehen bleibt. Wird jetzt W₁ als Thermometerdraht ausgebildet, so ändert sich, dieser Widerstand mit der Temperatur gemäfs dem Gesetz W₁/= W₁ (i -j- α t), wenn α den Temperaturcoefficienten des bezüglichen Metalles und t die Temperaturerhöhung bezeichnet, und man mufs, um wieder die Nadel auf Null zu bringen,

zwar um den Widerstand

W₁OLt

₂ ebenfalls entsprechend vergröfsern, und

2 ~T G₂).
<-^τι

Je mehr diese Vergröfserung pro Grad Temperaturerhöhung ausmacht, um so empfindlicher und genauer kann man mit dem Apparat messen, und der Zweck dieser Erfindung ist, die erforderliche Aenderung von W₂ zu einer maximalen zu machen.

Für diesen Zweck benutzt man für das Thermometer nicht nur wie. oben, den Widerstand W₁ , sondern auch den mit R₂ bezeichneten, indem man beide der zu messenden Temperatur aussetzt; sind sie aus gleichem Material und haben also denselben Temperaturcoefficienten, so erhält man als Gröfse, um welche W₂ zu ändern ist, jetzt

also gegen den früheren Werth
W₁ at

(R₂+ G₂ + R₂+ R₂ at),

^rerth
(R₂ + R₂ at)

mehr und hat bei kleinem Galvanometerwiderstand durch die neue Schaltung etwa die doppelte Empfindlichkeit erreicht. In ganz ähnlicher Weise kann man auch unter Benutzung der W heat s tone'sehen Brückenschaltung die Empfindlichkeit , eines Widerstandsthermometers verdoppeln, wenn man nicht etwa zwei neben einander liegende, sondern zwei einander gegenüberliegende Brückenzweige für das Thermometer in Anspruch nimmt, also in Fig. ib W₁ und R₂, während .R₁ etwa unveränderlich ist und W₂ wieder zum Ausgleichen des Thermometers dient, also variabel sein mufs.

Wird eine dieser in Fig. ι gezeichneten Schaltungen benutzt, so sind vier Fernleitungen erforderlich, während, wenn nur ein Widerstand das Thermometer ausmacht, deren zwei, und wenn man zwei neben einander liegende Brückenzweige für dasselbe verwendet, deren drei nöthig werden. Um nun hier den Vortheil grofser Empfindlichkeit nicht durch den Nachtheil, den das Erfordernifs von vier Fernleitungen mit sich bringt, zu beeinträchtigen, ist eine Modification der Anordnung in Fig. ι a nöthig und diese zeigt Fig. 2. Hier greifen die Galvanometerleitungen über einander über; das Stück" Zwischenleitung W liegt zu beiden im Nebenschlufs, und dadurch wird die Berechnung des ganzen Apparates etwas complicirter, aber man hat den Vortheil, dafs bei etwa derselben Empfindlichkeit, wie oben, nur drei Fernleitungen nöthig sind, da die beiden das Thermometer ausmachenden Widerstände W₁ und R₂ hier unmittelbar an einander stofsen.

Fig. 3 stellt diese Anordnung mit eingezeichneten Fernleitungen dar, während aus Fig. 4 die ganze Einrichtung einer kleinen Fernmefsanlage mit drei Thermometern und einem Mefsapparat hervorgeht. Man ersieht aus dem letzgenannten Schema auch, dafs eine der Fernleitungen für die drei Thermometer gemeinsam sein kann.

Claims

Patent-Anspruch:

Bei Wärmemessern, welche auf der Widerstandsänderung der Elektricitätsleiter mit der Temperatur basiren, die Verwendung von zwei derartigen Widerständen, die gleichzeitig der zu messenden Temperatur ausgesetzt werden, beide möglichst aus demselben homogenen Material, am besten einem reinen Metall von hohem Temperaturcoefficienten bestehen und gemäfs Fig. 1 und Fig. 2 im Gegensatz zu anderen ähnliche Zwecke verfolgenden Anordnungen so geschaltet sind, dafs für die Empfindlichkeit der Messung die Summe der Temperaturcoefficienten der beiden Leiter in Betracht kommt.