DE693426C - Einrichtung zur Temperaturkompensation bei elektrischen Geraeten - Google Patents

Einrichtung zur Temperaturkompensation bei elektrischen Geraeten

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DE693426C
DE693426C DE1936A0079375 DEA0079375D DE693426C DE 693426 C DE693426 C DE 693426C DE 1936A0079375 DE1936A0079375 DE 1936A0079375 DE A0079375 D DEA0079375 D DE A0079375D DE 693426 C DE693426 C DE 693426C
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temperature
resistor
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heat
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DE1936A0079375
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AEG AG
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AEG AG
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    • 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
    • H01C7/02Non-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 positive temperature coefficient
    • H01C7/022Non-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 positive temperature coefficient mainly consisting of non-metallic substances

Description

  • Einrichtung zur Temperaturkompensation bei elektrischen Geräten Die meisten elektromagnetisch arbeitenden Vorrichtungen, wie z. B. Meßgeräte, Relais oder Regelvorrichtungen, arbeiten mit einer oder mehreren Spulen aus. Kupferdraht. Kupfer hat ,als Widerstand einen erheblichen positiven Temperaturkoeffizienten, wodurch Änderungen in der umgebenden Temperatur den elektrischen Widerstand der Spulen gegenüber der tatsächlichen Bemessung oder Berechnung verändern. Es ist beka=t, zur Kompensation des Temperaturfehlers in Reihe mit der Kupferspule seinen Widerstand mit entsprechendem negativem Temperaturkoeffizienten anzuordnen. Da, theoretisch die Temperäturänderungen der Kupferspule in ihrem Widerstandsanstieg durch den Widerstandsabfall der Kompensationsspule ;gerade aufgehoben werden, so, tritt bei einer Temp,eraturänderung keinerlei Widerstandsänderung im Stromkreis. auf. Derartige Widerstände haben im allgemeinen eine verhältnismäßig kleine Oberfläche, soa daß die Selbsterwärmung im Widerstand tatsächlich seinen Wert als Temperaturkompensator beeinflußt. Durch die Selbsterwärmung, die infolge des im Widerstand fließenden Stromes auftritt und die von der Erwärmung des. Widerstandes durch Temperaturanstieg der umgebenden Luft wohl zu unterscheiden ist, tritt infolge der kleinen Oberfläche, von .der die Wärme nicht schnell genug abstrahlt, so. daß auch die Umgebungstemperatur beeinflußt wird, eine unverhältnismäßig schnelle Kompensation und daher eine Überkompensation auf, bevor ein Ausgleich geschaffen worden ist.
  • Der Kompensationswiderstand bzw. dessen Temperatur folgt also nicht der Umgebungstemperatur, so. daß ,seine Widerstandsänderung keinen Ausgleich zur Widerstandsänderung in der Kupferspule bildet.
  • Es ,sind nun bereits elektrische Widerstände bekanntgeworden, die von emter den Zutritt der Außenluft an den Widerstandskörper verhindernden Masse, beispielsweise einem keramischen Stoff oder Sand, umgeben sind. Insbesondere hat man hochohmige Widerständp von kleinen Abmessungen, bei denen der Widerstandskörper aus einer ,auf einen Nichtleiter aufgebrachten sehr dünnen Metallschicht besteht, -mit einer keramischen Schutzschicht umgeben, die einerseits den Zutritt von Sauerstoff verhindern- soll, um eine Zerstörung der Metallschicht zu verhindern, und ändererseitseine ;gute Wärmeabfuhrermöglicht, da bei zu hohen Temperaturen eine Zerstörung des Widerstandes eintreten würde. Hierdurch wird zwar eine unmittelbare Beeinflussung der Umgebungstemperatur durch die Eigenwärme des Widerstandsleiters werhindert, jedoch können die für einen anderen Zweck getroffenen Maßnahmen zur Wärmeableitung nicht ausreichen, um die für die Temperaturkompensation notwendige Beeinflussung .des Widerstandes durch die -Umgebungstemperatur zu ermöglichen. In ähnlicher Weise :sind auch bei anderen elektrischen Widerständen wärmeableitende Mittel vorgesehen worden, jedoch auch nur mit dem Zweck, die Eigenerwärmung des Widerstandes in bestimmten Grenzen zu halten, um dadurch die Widerstandscharakteristik so zu verändern, daß sich die Widerstandswerte mit zunehmender und mit abnehmender Temperatur in gleicher Weise verändern. Bei keinem der bekannten Widerstände, die mit einer wärmeableitenden Masse umgeben sind, ist jedoch darauf Rücksicht genommen, daß ein Ansteigen der Temperatur infolge der Eigenerwärmung des Widerstandes über die umgebende Raumtemperatur hinaus verhindert wird. Da aber für Kompensationszwecke. gerade der Kompensationswiderstand der umgebenden Raumtemperatur folgen soll, ist eine möglichst weitgehende Anpassung der Eigentemperatur des Widerstandes an diese erforderlich. .
  • Gemäß der Erfindung kann nun die Anpassung des Kompensationswiderstandes an die Raumtemperatur in einfacher Weise .dadurch erreicht werden, daß der Widerstand von einem wärmeaufnehmenden Mittel, z. B. Sand, umhüllt ist, welches eine ummittelbare Wärmeabgabe von der Oberfläche ödes Widerstandes an die umgebende Luft verhindert, wobei die wärmeabgebende Oberfläche dieses Mittels so groß gewählt ist, daß die Temperatur an der Oberfläche im Betriebszustand@e des Widerstandes etwa der Umgebungstemperatur entspricht. Bei Verwendung von Sand kann dieser in .einem Metallbehälter untergebracht sein, der einen besonders schnellen Wärmeaustausch an der Oberfläche vermittelt. Durch .einen in dieser Weise gestalteten Widerstand wird erreicht, daß die über das Umhüllungsmittel abgegebene Wärme@menge auf eine so große Oberfläche verteilt wird, daß das Temperaturgefälle an der Oberfläche der Umhüllung nahezu Null ist, so daß infolge einer Änderung der Außentemperatur im Innern des Umhüllungsmittels sofort eine Wärmestauung oder ein stärkeres Wärmegefälle auftritt, welches sich sofort dem Kompensationswiderstand mitteilt. Dieser folgt daher in seinen Widerstandsänderungen unmittelbar den Änderungen der Außentemperatur. Bei den bekannten Widerständen mit umgebender Hülle tritt jedoch infolge der Eigenerwärmung des Widerstandes an der Oberfläche eine Wärmeabstrahlung auf, durch die die umgebende Lufterwärmt wird, so daß in gleicher Weise wie bei ungeschützten Widerständen eine Überkompensation stattfinden würde. Außerdem würde ein.- Einwirkung der Außentemperatur auf die verhältnismäßig höhere Temperatur des Widerstandes von so geringer Wirkung sein, daß die Kompensationswirkung ebenfalls im günstigen Sinne beeinflußt wird.
  • Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung ist an einem elektrischen Stromkreis i eine elektromagnetisch wirkende Einrichtung 2 angeschlossen, die im allgemeinen :eine Kupferspule 3 mit positivem Temperaturkoeffizienten aufweist. Der Kompensationswiderstand q. muß daher einen negativen Temperaturkoeffizienten haben. Wenn es sich bei der Vorrichtung 2 beispielsw.-1s° um einen Spannungsregler für einen Ladestromerzeuger zum Aufladen von Automobilbatterien handelt, so ist der an der Spule 3 auftretende Temperaturunterschied etwa i i o° C, wenn die auftretenden Temperaturen von minus 33°C bis 77°C angenommen werden. Eine solche-Temperaturspanne bringt eine unzulässig hohe Änderung des Widerstandes der Kupferspule mit sich, :die für die Berechnung des .Reglers nicht zugelassen werden kann.
  • Zur Kompensation des Temperaturfehlers liegt in Reihe .mit der Spule 3 ein Widerstandq. mit negativem Temperaturkoeffizienten, der beispielsweise als Kohle-Silicium-Stab o. dgl. ausgebildet sein kann. Die Enden des Stabes sind zwecks besseren Stromüberganges mit Metallkappen 5 versehen und mit diesen in .elektrische Anschlüsse 6 reingesetzt, die mittels Isolierstücken 7 durch einen Metallbehälter 8, vorzugsweise einen Stahlzylinder, hindurchgeführt sind. Der übrige Raum des Zylinders 8, ist mit einem wärmeleibenden, elektrisch isolierenden Stoff, insbesondere trockenem Sand 9, angefüllt. Dieses Kompensationsglied ist über das natürliche Maß hinaus vergrößert dargestellt. .
  • Durch diese Einrichtung ist der Widerstand q. vor jeglicher Luftströmung an seiner Oberfläche geschützt, aber es ist auch nicht möglich, daß eine Wärmestrahlung von der Oberfläche aus stattfinden kann; so daß die ganze Wärme auf den Sand `übertragen wird und der Wärmeverlust in der Anordnung praktisch vollständig durch Abstrahlung von der Oberfläche des Zylinders 8 auftritt. Diese Oberfläche ist so viel größer als die des Widerstandes q., daß die von ihm erzeugte Wärme mit niedriger Temperatur abgestrahlt werden kann. Demzufolge gibt die Temperatur des Stabes wesentlich genauer .die Änderung in der Umgebungstemperatur des Zylinders wieder, als wenn dieser Stab unmittelbar der Luft ausgesetzt wäre.
  • Ein weiterer Vorteil der Einrichtung besteht darin, daß die Wärmekapazität erhöht wird, so daß der ganze Zylinder etwa im gleichen Verhältnis wie die Spule 3erwärmt wird.
  • Ein weiterer Vorteil liegt in der Einstellbarkeit der Wärmekapazität durch Wahl der äußeren Gestalt des Metallbehälters 8 und der Dicke des wärmeleitenden Mittels 9, wodurch die Temperatur '.des Kompensationswiderstandes infolge der Selbsterwärmung gerade auf den richtigen Punkt gebracht werden kann, so daß der Widerstandsanstieg Ides Stabes q. gerade gleich dem Widerstandsabfall in der Spule 3 infolge Selbsterwärmung ist.
  • Aus diesen beiden Gründen kann die Spannungsregelung des Gesamtstromkreises .durch die Selbsterwärmung während der vorhergehenden Erwärmung der Spule _ und des Kompensationsstabes bewirkt werden, und sowohl die Spule als ,auch der Stab werden stets langsam zeit den Temperaturänderungen der Umgebung in angenähert gleichem Verhältnis mitgehen, so daß ein gleichmäßiger Widerstand im Stromkreis erhalten bleibt und eine zuverlässige Temperaturkompensation unter allen Umständen gewährleistet ist.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Temperaturkompensation bei elektrischen Geräten mittels eines Widerstandes mit --einem von Null abweichenden Temperaturkoeffizienten, dadurch -gekennzeichnet, daß der Widerstand (q.) von einem wärmeaufn:ehmenderZ. Mittel (9), z. $. Sand, umhüllt ist, so. .daß eine unmittelbare Wärmeabgabe von der Oberfläche des Widerstandes (q.) an die Umgebung verhindert ist, und daß die wärmeabgebende Oberfläche .dieses Umhüllungsmittel (8),- z. B. die Außenfläche eines den Sand einschließenden Metallbehälters, so groß gewählt ist, daß die Temperatur an dieser Oberfläche im Betriebszustand des. Widerstandes (q.) etwa der Umgebungstemperatur entspricht. z. Einrichtung nach. Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als temperaturabhängiger Widerstand (¢) ein Kohle-Silicium-Stab dient, dessen metallische Enden (5) zwischen entsprechenden Kl@emmen (6) des Metallbehälters (8) reingesetzt sind.
DE1936A0079375 1935-05-11 1936-05-12 Einrichtung zur Temperaturkompensation bei elektrischen Geraeten Expired DE693426C (de)

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DE (1) DE693426C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE754475C (de) * 1942-06-25 1951-07-26 Stotz Appbau G M B H Elektromagnetisches Schuetz

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE754475C (de) * 1942-06-25 1951-07-26 Stotz Appbau G M B H Elektromagnetisches Schuetz

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