DE839220C

DE839220C - Resistance regulator

Info

Publication number: DE839220C
Application number: DEP2470A
Authority: DE
Inventors: Walter Von Dipl-Ing Sauer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1949-04-06
Filing date: 1949-04-06
Publication date: 1952-05-19

Description

Widerstandsfeinregler In der elektrischen Meß- und Regeltechnik ist es häufig erforderlich, den Widerstand eines Stromkreises um minimale Beträge seines Nennwertes zu änderll. 1 Handelt es sich beispielsweise um die Kompensierung eines Stromes am internationalen Normalelement, dessen Spannung auf sechs Stellen definiert ist, so muß auch der Widerstand des Stromkreises auf sechs Stellen einstellbar sein. Bei hochohmigen Kreisen vun beispielsweise mehr als 10 000 Ohm bereitet dieses Erfordernis keine besonderen Schwierigkeiten; man kann sich zur Regelung des Widerstandes der bekannten Kurbelwiderstandssätze 1 bedienen. deren kleinste Dekade mit Einheiten von 0,01 Ohm ausführbar ist und einem Millionstel von 10 000 Ohm entsprechen würde.Resistance regulator In electrical measurement and control technology is it often required the resistance of a circuit by its minimal amounts Nominal value to be changed. 1 Is it, for example, the compensation of a Current on the international standard element, the voltage of which is defined in six digits is, the resistance of the circuit must also be adjustable to six places. In the case of high-resistance circuits of more than 10,000 ohms, for example, this requirement is present no particular difficulties; one can choose to regulate the resistance of the known crank resistance sets 1 use. their smallest decade with units of 0.01 ohms is feasible and would correspond to a millionth of 10,000 ohms.

Wesentlich anders liegen jedoch die Verhältnisse l)ei niederohmigen Kreisen. Soll z. B. ein Gesamtwiderstand von nur loo Ohm um I Millionstel seines Nennwertes verändert erden, so würde dies eine Stufe von nur 10-4 Ohm bedeuten. Es liegt auf der Hand, daß sich eine derart niederohmige Regelung weder mit den üblichen Kurbelnoch mit Schiebewiderständen ausführen läßt, zumal allleill der Übergangswiderstand der Schleiü federn bereits in der Größenordnung von 10-3Ohm liegt. However, the conditions l) at low resistance are significantly different Circles. Should z. B. a total resistance of only 100 ohms around 1 millionth of its If the nominal value is changed, this would mean a step of only 10-4 ohms. It is obvious that such a low-resistance regulation is not compatible with the usual cranks can still run with sliding resistors, especially since allleill the transition resistance the Schleiü springs are already in the order of 10-3Ohms.

Man gelangt zwar zu einer äußerst niederohmigen Regelung auch mittels Kurbelwiderständen, wenn man diese parallel zu einem festen Widerstand, also in Nebenschluß legt, in welchem Fall man den Einseiten des Kurbelsatzes Widerstandswerte solchen Betrages geben kann, daß die Ubergangswiderstände der Kurbelkontakte keine Rolle mehr spieden. Derartige Nebenselilußwiderstandssätze sind aber verhältnismäßig kostspielig, zumal ihre Einheiten, soll sich der resultierende Widerstand aus ihnen und dem parallel liegenden Zweig mit jeder Kurbelvenstellung linear ändern, einer hyperbolischen Abstufung bedürfen. Auch wäre fiir jede Dekade eine besondere Kurbel dieser Art erforderlich. Although one arrives at an extremely low-resistance control also by means of Crank resistances, if you put them in parallel to a fixed resistance, i.e. in Shunt establishes, in which case one side of the crank set resistance values can give such an amount that the transition resistance of the crank contacts no Role more mirrored. Such minor resistance sets are, however, proportionate expensive, especially since their units, should be the resulting resistance change linearly from them and the parallel branch with each crank position, require a hyperbolic gradation. There would also be a special one for each decade This type of crank is required.

Mit dem Widerstandsfeinregler gemäß der Erfindung kann mit einem weitaus kleineren Aufwand an Kosten und Platzbedarf eine übergangskontaktfreie urud überdies vollkommen stetige Regelung über mindestens 2 Dekaden = 100 Einheiten bei großer Empfindlichkeit dadurch erreicht werden, daß man einen Wismutürper, beispielsweise einen Wismutdraht, einem veränderbaren Magnetfeld aussetzt und seine hierbei auftretende Widerstandsänderung, sei es unmittelba roder über ßilsstromkreise mittelbar, auf den zu regelnden Stromkreis einwirken läßt. Die Erfindung beruht also auf der bekannten Tatsache, daß sich der Ohmsche Widerstand reinen Wismuts im magnetischen Feld um etwa 5% je 1000 Gauß ändert. Handelt es sich z. B. tlarum, den Wilderstand eines Stromkreises von 100 Ohm um 1 bis 100 Millionstel seines Nennwertes, d. h. um 1 bis 100 Zehntausendstel Ohm, beliebig zu verändern, so braucht man nur in den Stromkreis einen Wismutdraht von 0,2 Ohm zu legen, der sich in einem magnertischen Feld von beispielsweise 5000 Gauß befindet, und die Feldstärke um 1000 Gauß zu verringern, in welchem Fall der Widerstand des Wismutdrahtes um 5%, d. h. um 0,01 Ohm, abnimmt, was 100 Millionsteln des Gesamtwiderstandes von 100 Ohm entspricht. With the resistance fine regulator according to the invention can with a Much less effort in terms of costs and space requirements, a transition contact-free urud moreover, completely continuous regulation over at least 2 decades = 100 units great sensitivity can be achieved by having a bismuth turper, for example a bismuth wire, exposed to a variable magnetic field and its occurring here Change in resistance, be it directly or indirectly via ßilsstromkreise allows the circuit to be regulated to act. The invention is based on the known The fact that the ohmic resistance of pure bismuth changes in a magnetic field changes about 5% for every 1000 Gauss. Is it z. B. tlarum, the poaching of one 100 ohms circuit by 1 to 100 millionths of its nominal value, i.e. H. at 1 to 100 ten-thousandths of an ohm, to be changed at will, you only need to go into the circuit to lay a bismuth wire of 0.2 Ohm, which is located in a magnetic field of for example 5000 Gauss, and reduce the field strength by 1000 Gauss, in which case the resistance of the bismuth wire by 5%, i.e. H. by 0.01 ohms, decreases, which corresponds to 100 millionths of the total resistance of 100 ohms.

Bei je 10 Gauß Felidänderung erheilt man also eine Widerstandsänderung von 10-6 des gesamten Stromkreises.So for every 10 Gaussian change in resistance one gets a change in resistance from 10-6 of the entire circuit.

Da Wismut, wie alle reinen Metalle, einen sehr hohen Widerstandstemperaturkoeffizienten besitzt, ist es ratsam, den Widerstandsanteil der Wismutstrecke nicht größer als unbedingt nötig zu halten, wei dadurch einaml der Temperatureinfluß entsprechend klein wird und zum anderen die Möglichkeit besteht, einen Regler so kleiner Bauart zu schaffen, daß er für den selbsttätigen Antrieb durch ein Drehspulsystem geeignet ist. Selbst lei einer Strombelastung von o, l Ampere ist beispielsweise für einen Widerstand von 0,2 Ohm nur eine Draht von etwa 14 cm Länge bei einem Durchmesser von 1.5 mm erforderlich, der sich spulenförmig auf kleinsten Raum wickeln und nach Art einer Drehspule zwischen den Pol, schuhen eines Magneten bewegen läßt. Bemißt man die Änderung der Feldstärke auf 2000 Gauß, so kommt man sogar mit der halben Drahtlänge von etwa 7.5 cm aus. Since bismuth, like all pure metals, has a very high temperature coefficient of resistance possesses, it is advisable not to exceed the resistance component of the bismuth line absolutely necessary, because the temperature influence knows accordingly becomes small and on the other hand there is the possibility of a regulator of such a small design to create that it is suitable for automatic propulsion by a moving coil system is. Even with a current load of 0.1 ampere is for example one Resistance of 0.2 ohms only a wire about 14 cm long with a diameter of 1.5 mm is required, which winds in the form of a coil in the smallest of spaces and after Kind of a moving coil between the pole, shoes of a magnet can move. Measures if you change the field strength to 2000 Gauss, you even get half that Wire length of about 7.5 cm.

Die Möglichkeiten, die Einwirkung des magnetischen Feldes auf den Wismutkörper zu veränern sowise die Anwendungen diese Prinzips sind derart mannigfach, daß sie nicht erschöpfend beschrielen werden können. So kann man beispielsweise den Wismutkörper in unveränderlicher Lage halten und den Magneten verstellen. Man kann aber auch beide in unveränderlicher Lage belassen und den Magneten entweder mit einem magnetischen Nebenschluß versehen oder desen Feld elektromagnetisch erzeugen und steuern. Oftmals wird es jedoch ratsam-sein, den Wismutkörper gegenüber einem feststehenden Feld zu bewegen, insbesondere wenn es, wie in vielen Fällen automatischer Regelung, auf kleinste Regelleistung ankommt. The possibilities of the effect of the magnetic field on the To change bismuth bodies as well as the applications of this principle are so manifold, that they cannot be despised exhaustively. So you can, for example Hold the bismuth body in a fixed position and adjust the magnet. Man but can also leave both in unchangeable position and either the magnet provided with a magnetic shunt or generate its field electromagnetically and control. However, it will often be advisable to use the bismuth body over against one fixed box to move, especially if it is automatic, as in many cases Regulation that depends on the smallest control power.

Von besonderer Bedeutung ist die Erfindung für die Herstellung und den Gebrauch sog. Normalwiderstände. Solche Widerstände bestehen bekanntlich aus Manganindrähten oder -blechen, deren Abgleich auf den Sollwert durch Änderung ihrer Dimensionen bewirkt wird. Es hat sich gezeigt, daß es mit dieser Methode praktisch unmöglich ist, an den Sollwert bis zu einer Genauigkeit von 10-6 heranzukommen und daß selbst eine Justierung auf nur 10-5 des Nennbetrages eine überaus schwierige und lagwierige Arbeit erfordert. Die Beglaubigung solcher Winderstandsnormale seitens der hierfür zuständigen Prüfämter liefert daher regelmäßig krumme 6stellige Zahlenwerte, mit denen man beim Gebrauch solcher Normale ständig zu rechnen genötigt ist. Selbst wenn es aber gelänge, einen solchen Widerstand bis auf I0 seines Sollwertes abzugleichen, so erleidet er doch erfahrungsgemäß durch Alterungserschéinungen, mechanische, atmosphärische oder thermische Einflüsse im Laufe der Zeit Veränderungen seines Wertes, deren Beseitigung namentlich dann besondere Schwierigkeiten bereitet, wenn sie sich in einer Vergrößerung des Widerstandes ausgewirkt halten. Führt man hingegen gemäß der Erfindung eine kleien Teilstrecke, z. B. eine Tausendstel des Nennwertes, solcher Widerstände aus Wismut aus, die man im Felde eines kräftigen Dauermagneten anordnet, so kann man durch Veränderung eines magnetischen Nebenschlusses, beispielsweise mittels einer feingängigen und durch einen außerhalb des Gehäuses befindlichen Rändelknopf antreibbaren Spindel, in einfacher Weise eine Justierung selbst auf Bruchteile eines Millionstels vornehmen, indem man den Widerstand, der hierbei sogar in Petroleum etngetaucht bleiben kann, unter Strom im Kreise des Galvanometers beläßt und während des Abgleiches lediglich die Spindel bzw. den magnetischen Nebenschluß so lange verstellt, bis der Galvanometerausschlag verschwindet. In gleich bequemer Weise kann Inan jederzeit verfahren. wenn sich nach einiger Zeit der Widerstand verändert haben sollte, so daß er ohne mechanischen Eingriff immer und mit beliebbiger Genauigkeit auf den gewünschten Wert justiert werden kann. The invention is of particular importance for the production and the use of so-called normal resistances. Such resistances are known to consist of Manganese wires or sheets, their adjustment to the target value by changing their Dimensions is effected. This method has been shown to be practical it is impossible to get to the target value to an accuracy of 10-6 and that even an adjustment to only 10-5 of the nominal amount is extremely difficult and requires slow work. The certification of such wind resistance standards on the part of the responsible test offices therefore regularly provide crooked 6-digit numerical values, which one has to constantly reckon with when using such standards. Self but if it were possible to adjust such a resistance up to I0 of its setpoint, experience shows that he suffers from aging phenomena, mechanical and atmospheric or thermal influences over time changes in its value, their elimination especially when it is enlarged keep the resistance impacted. If, on the other hand, according to the invention, a small part of the route, e.g. B. one thousandth of the nominal value, such resistors Bismuth, which is arranged in the field of a powerful permanent magnet, so you can by changing a magnetic shunt, for example by means of a fine-grained and drivable by a knurled knob located outside the housing Spindle, an adjustment even to a fraction of a millionth in a simple way make by removing the resistor, which is even immersed in petroleum can remain, left under current in the circuit of the galvanometer and during the adjustment only adjusted the spindle or the magnetic shunt until the galvanometer reading disappears. Inan can at any time in the same convenient way procedure. if after some time the resistance should have changed, so that he always and with any precision on the without mechanical intervention desired value can be adjusted.

In der Zeichnung sind nur einige wenige Ausführungsbeispiele der Erfindung in schematischer Weise dargestellt. Only a few exemplary embodiments are shown in the drawing Invention shown in a schematic manner.

In Fig. 1 sind mit N und S die Pole eines kräftigen Dauermageneten bzeichnet. Die Polflächen sind in bzug auf die Magnetachse nicht symmetrisch. Zwischen ihnen befindet siche eine beispielsweise rahmenfürmig gewickelte Spule Sp aus Wismutdraht mit einer drehbar gelagerten Achse A. Zweckmäßigerweise ist zur Verringerung des Luft spaltes L innerhalb der Spule Sp ein Eisenkern K vorgesehen. Wird nun die Spule Sp mittels der Achse A im Sinne des eingezeichneten Pfeiles um etwa ()O @ gedreht, so wird <1er Luftspalt infolge der unsymmetrischen Ausbildung der Polflächen zunehmend und stetig vergrößert, wodurch das auf die Spule wirkende Magnetfeld nach Maßgabe des Drehwinkels verringert und der Ohmsche Widerstand der Spule um etwa 5°/o je 1000 Gauß Feldänderung vermindert wird. Die Zuleitungen der Spule können in der bei elektrischen Meßinstrumenten übliche Art als Spiralfedern ausgebildet sein, wobei es jedoch im allgemeinen unerwünscht sein wird. daß si&, <tem System eine Richtkraft erlciheii. Um unerwünschte Richtkräfte zu kompensieren, kann die Lagerreibung der Achse A entsprechend groß sein. Fine Zuleitung durch Schleifringe wird sich im allgemeinen nicht empfehlen, da sie mit Übergangswiderstüden verbunden ist, derell Größenordnung mit dem Zweck der Erfindung nicht in Einklang steht. In Fig. 1, N and S are the poles of a strong permanent magnet marks. The pole faces are not symmetrical with respect to the magnet axis. Between They are located, for example, in a frame-shaped wound coil Sp made of bismuth wire with a rotatably mounted axis A. It is useful to reduce the Air gap L an iron core K is provided within the coil Sp. Will now be the coil Sp by means of the axis A in the direction of the arrow at about () O @ rotated, the air gap is <1 due to the asymmetrical design the pole faces increasing and steadily enlarged, whereby the acting on the coil The magnetic field is reduced in accordance with the angle of rotation and the ohmic resistance of the Coil is reduced by about 5% for every 1000 Gaussian field change. The leads of the Coils can be used as spiral springs in the manner customary with electrical measuring instruments but it will generally be undesirable. that si &, <system allows a straightening force. To compensate for undesired straightening forces, the bearing friction of axis A can be correspondingly large. Fine feed through slip rings is generally not recommended as it is associated with transition resistance is of the order of magnitude inconsistent with the purpose of the invention.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden festgelagerten Magnetpole N, S in Draufsicht gezeichnet. Ihre Polflächen verlaufen parallel zueinander. In dem zwischen ihnen befindlichen engen Luftspalt ist in unter äderbarer Lage ein ianggestreckter oder hügelförmig zusammengebogener oder auch spulenförmig gewickelter Wismutdraht Sp angeordnet. In the embodiment shown in FIG. 2, the two are fixed magnetic poles N, S drawn in plan view. Their pole faces run parallel to each other. In the narrow air gap between them is in below veinable position an elongated or hilly bent or also Coil-wound bismuth wire Sp arranged.

Auf einem feststehenden Block R ist eine feingängige Spindel F drehbar gelagert, deren eines Ende mit einem Kändelknopf R versehen ist, während das andere Ende mit einem schlittenförmig geführten Eisenkern F derart gekuppelt ist, daß die Spindel bei ihrer Drehung den Kern senkrecht zur Magnetachse auf den Magnetflächen verschiebt, ohne ihn an der Drehung teilnehmen zu lassen.A fine-pitch spindle F can be rotated on a stationary block R stored, one end of which is provided with a knurled knob R, while the other End is coupled to a slide-shaped iron core F so that the Spindle turns the core perpendicular to the magnet axis on the magnet surfaces moves without letting him participate in the rotation.

Je nach Stellung des Kernes F in bezug auf die Magnetpole N, S wird also zu diesen ein das Feld im Luftspal verändernder $magnetischer Nebenschluß mit <1er Wirkung gelegt, daß sich der Ohmsche Widerstand der in dem Luftspalt befind~ lichen Wismutstrecke Sp entsprecllend verändert.Depending on the position of the core F in relation to the magnetic poles N, S is So to these a magnetic shunt that changes the field in the air gap <1 effect that the ohmic resistance is in the air gap lichen bismuth line Sp changed accordingly.

Es liegt auf der hand, daß sich auf diese Weise eine äußerst feinstufige Justierung dieses Wisderstandes erzielen läßt, wenn man die Ganghöhe der Spindel klein genug bemißt. Haben die Magnetpole N, S beispielsweise eine Breite von 20 mm und wählt man für die Spindel eine Ganghöhe von 0,5 mm, so sind 40 Umdrehungen der Spindel erforderlich, um das Feld von seinem Höchstwert auf die geringste Stärke zu bringen. Selbst bei euter nur groben. beispielsweise logrädigen Teilung einer Skala würder sich also 36 X 40 = 1440 Skalenstriche für Will gesamten Regelbereich ergeben.It is obvious that this is an extremely fine-grained way Adjustment of this Wisderstandes can be achieved by changing the pitch of the spindle dimensioned small enough. For example, if the magnetic poles N, S have a width of 20 mm and if a pitch of 0.5 mm is selected for the spindle, then there are 40 revolutions the spindle required to move the field from its maximum value to the least strength bring to. Even with udders only rough. for example, lograde division of a The scale would be 36 X 40 = 1440 scale lines for Will's entire control range result.

Eine weit weniger empfindliche, jeldoch in vielen Fällen ausreichende Regelung erhält man, wenn man auf den in Fig. 2 dargestellten magetischen Nebenschluß verzichtet und statt dessen durch einen Spindelantrieb oder in sonstiger Weise den Abstand der Magnetpole N. S. bzw. den Luftspalt zwischen ihnen und damit das auf die Wismutstrecks Sp einwirkende Magnetféld verändert. A far less sensitive one, but sufficient in many cases Control is obtained when one clicks on the magnetic shunt shown in FIG waived and instead by a spindle drive or in some other way the Distance of the magnetic poles N. S. or the air gap between them and thus that on the Bismutstrecks Sp acting magnetic field changed.

Sowohl die iii Fig. i als auch tlie in Fig. 2 dargestellte Ausfübrungsform der Erfindung sind dazu gceignet, feinstufige Widerstandskurbeln zu ersetzen und beispielsweise die letzten Dekaden eines Kurbelwiderstandes, einer Meßbrücke, eines Kompensators oder einer ähnlichen Meßeinrichtung zu bilden, wobei bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. I die Achse A mit einer dem Rändelknopf R in Fig. 2 entsprechenden Handhabe versehen sein und eine ihre jeweilige Winkellage hinreichend sichernde Reibung. gegebenenfalls eine Rastenvorrichtung, aufweisen kann. Both the embodiment shown in FIG. 1 and also in FIG. 2 of the invention are suitable to replace fine-level resistance cranks and for example the last decades of a crank resistor, a measuring bridge, a To form a compensator or a similar measuring device, in the exemplary embodiment according to FIG. I the axis A with a handle corresponding to the knurled knob R in FIG be provided and their respective angular position sufficiently securing friction. may optionally have a detent device.

Während das in Fig. 2 dargestellte Ausführungslieis1>iel der Erfindung liesonders zur Justierung von Normal widerständen geeignet ist, wobei zweckmäßigerweise die Anordnung innerhalb des Gehauses untergebracht wird und nur der in seiner Stellung, z. B. mittefs Federrasten, plombierbare Rändelknopf sich außerhalb des Gehäuses befindet, ist die Ausführungsform nach Fig. 1 zur automatisehen Regelung des Widerstandes von Stromkreisen besonders verwenbar. Kuppellt man beispielsweise die Achse A der Wismutspule Sp mit einem richtkraftfreien Antrieb, wie etwa mit einem Drehspulsystem, dessen Erregung nach Maßgabe der im Stromkreis auftretenden Wi.derstandsänderugen erfolgt, so wird diese Änderung bei Drehung der Spule Sp im inhomogenen Feld N, S selbsttätig kompensiert, wodurch das System wieder in Ruhe kommt, bis es infolge einer weiteren Widerstandsänderung im Kreise neuerdings einen lmpuls nach der einen oder anderen Richtung erhält. Einen nach diesem Prinzip arbeitenden Regler von besonders gedrungener Bauart zeigt Fig. 3, gemäß welcher ein Magnetsystem zur Anwendung gelangt, bei dem die beiden Polschuhe N, S des Magneten ringförmig ineinanderliegend ausgebildet sind. Die beiden Magnetringe sind jedoch nur auf der einen (linken) Hälft ihres Umfanges konzentrische. so daß sie einen Luftspalt L1 konstanter Länge zwischen sich belassen, während die einander zugekehrten Flächen der anderen Ringhälften so geformt sind, daß sich. der zwischen ihnen befindliche Luftspalt L2 stetig verändert. Der innere Magnetring S wird von zwei Spulen D und Sp umschlossen, deren Ebenen etwa um I800 gegeneinander versetzt sind und welche starr mit der gemeinsamen Drehachse A gekuppelt sind. Die Spule D entspricht der Drehspule eines üblichen Drehspulinstrumentes, dessen in der Zeichnung nicht dargestellte Stromzuführungsbänder ihr jedoch keine Richtkraft verleihen, so daß das System seine von ihm einmal eingenommene Lage nicht ohne äußeren Impuls verändert. Die Spule Sp hingegen besteht gemäß der Erfindung aus Wismutdraht und entspricht in ihrer Wirkung den gleichbezeichneten Spulen der Fig. 1 und 2. Erhält nun die Spule D durch einen Regelimpuos einen Stromfluß, so wird sie unter Mitnahme der mit ihr gekuppelten Wismutspule Sp bei einem bestimmten Wicklungssinn der Spule D und bei einer bestimmten Richtung des Stromflusses z. B. in Richtung des eingezeichneten Pfeiles eine Drehbewegung ausführen. durch welche die Spule Sp einem sich stetig verändernden. gemäß dem Ausführungs-1 ei spiel der Zeichnung sich abschwächenden Magnetfeld infolge der zunehmenden Vergrößerung des Luftspaltes L2 ausgesetzt wird und damit eine Widerstandsabnahme erfährt, durch der der Antriebsspule D erteilte Impuls verschwindet und das System zur Ruhe kommt, bis es durch einen neuerlichen Impuls nach der einen oder anderen Richtung abermals die veränderte Gleichgewichtslage einzunehmen bestrebt ist. While the embodiment of the invention shown in FIG It is particularly suitable for adjusting normal resistances, whereby it is expedient the arrangement is housed within the housing and only the one in its position, z. B. mittefs spring catches, sealable knurled knob outside of the housing is the embodiment of FIG. 1 for the automatic control of the resistance particularly useful for circuits. For example, if you couple the axis A of the Bismuth coil Sp with a directional force-free drive, such as a moving coil system, its excitation according to the resistance changes occurring in the circuit occurs, this change occurs when the coil Sp rotates in the inhomogeneous field N, S compensates automatically, which means that the system comes to rest again until it does Another change in resistance in the circle lately one pulse after the one or other direction. A regulator from especial that works according to this principle Fig. 3 shows a compact design, according to which a magnet system is used, in which the two pole shoes N, S of the magnet are designed to lie one inside the other in a ring shape are. However, the two magnetic rings are only on one (left) half of yours Concentric circumference. so that they have an air gap of constant length between L1 leave while the facing surfaces of the other ring halves are shaped so that. the air gap L2 between them is constantly changing. The inner ring magnet S is enclosed by two coils D and Sp, their levels are offset from one another by about 1800 and which are rigid with the common axis of rotation A are coupled. The coil D corresponds to the moving coil of a conventional moving-coil instrument, its power supply strips, not shown in the drawing, however, do not give her any Lend directional power so that the system does not reach the position it has once assumed changed without external impulse. The coil Sp, however, is made according to the invention made of bismuth wire and its effect corresponds to the coils of the same name Fig. 1 and 2. If the coil D now receives a current flow by a control pulse, so it will take along the bismuth coil Sp coupled to it at a certain Direction of winding of the coil D and with a certain direction of the current flow z. B. perform a rotary movement in the direction of the arrow. by which the coil Sp a constantly changing. according to the execution 1 game of the Drawing weakening Magnetic field as a result of increasing Enlargement of the air gap L2 is exposed and thus a decrease in resistance learns by the impulse given to the drive coil D disappears and the system comes to rest until it comes to a renewed impulse after one or the other Direction to again strive to take the changed equilibrium position.

Um zu vermeiden, daß das Dreh system kraft seiner Trägheit über die Gleichgewichtslage hinausschwingt und sodann um diese hin und her pendelt, kann es mit irgendeiner in der Meßinstrumententechnik gebräuchlichen oder auch mit einer sonstigen Dämpfung versehen sein. In vielen Fällen kann die stromdurchflossene Spule Sp bei richtiger Polung des Stromflusses selbst die Dämpfung bewirken. Desgleichen ist es zweckmäßig, das System beiderseits mit Anschlägen zu versehen, um zu vermeiden, daß die Spulen in die neutrale Zone der Magnetpole (Fig. I) gelangen, wodurch das System indifferent werden würde, oder daß sie, diese Zone überschreitend, nach Art eines Motorankers in fortlaufende Drehung geraten (Fig. 3). In order to avoid that the rotation system by virtue of its inertia on the Swings out of the equilibrium position and then swings back and forth around it it with any of those commonly used in measuring instrument technology or with a other damping must be provided. In many cases, the current-carrying coil Sp cause the damping itself if the polarity of the current flow is correct. Likewise it is advisable to provide the system with stops on both sides in order to avoid that the coils get into the neutral zone of the magnetic poles (Fig. I), whereby the System would become indifferent, or that, crossing this zone, they would, according to Art of a motor armature get into continuous rotation (Fig. 3).

Obwohl der Wismutkörper vorstehend stets als Spule bezeichnet ist, kann er hinsichtlich seiner Form den jeweiligen Verhältnissen weitläufig angepaßt sein und beispielsweise auch aus einem Stück Draht, einem vollen oder ringförmigen, gegebenenfalls zylinderförmigen Blech bestehen, wie dies namentlich dann zweckmäßig sein kann, wenn er einen nur sehr kleinen Widerstand aufweisen soll. Although the bismuth body is always referred to as a coil above, it can be largely adapted to the respective conditions in terms of its shape and for example also from a piece of wire, a full or ring-shaped, if necessary, there are cylindrical sheet metal, as is then expedient can be if it should have only a very small resistance.

Häufig wird die Gestalt der Wismutstrecke auch weitgehend durch die Forderung bedingt sein, die an sich sehr hohe Thermokraft des Wismuts möglichst zu unterdrücken. In solchen Fällen wird man sie auf kleinsten Raum zu verteilen trachten und auch ihre Anschlüsse an entsprechende Punkte legen.Often the shape of the bismuth line is also largely due to the Requirement to be conditional, the very high thermal power of bismuth as possible to suppress. In such cases they will be distributed over the smallest of spaces and also place their connections at appropriate points.

Will man bei Verwendung einer spulenförmigen oder rahmenartigen Wicklung das in ihr infolge des Stromflusses auftretende Drehmoment im magnetischen Feld vermeiden, so wird man die Spule hz. den Rahmen bifilar wickeln. Es ist aber sogar denkbar, dieses Drehmoment selbst als mechanische Antriebsgräße für den Regelvorgang zu verwenden. Naiidtelt es sich beispielsweise darum, eine in einer Kompensationsschaltung auftretende Spannungsdifferenz selbsttätig zu kompensieren, so braucht man gemäß Fig. 4 nur ein richtkraftloses, z. B. spitzengelagertes Galvanometer G zu verwenden, dessen Spule Sp gemäß der Erfindung entweder ganz oder wenigstens teilweise aus Wismut besteht und im inhomogenen Feld eines Dauermagneten N, S gelagert ist. Die beispielsweise von dem Thermoelement Th erzeugte Spannung wirkt auf den Widerstand W. Dieser Spannung entgegengeschaltet ist die Spannungsquelle E, die mit dem Galvanometer G gemäß der Erfindung in Reihe liegt. Solange die Spannung des Thermoelementes glcich der entgegenwirkenden Spannung von E ist, befindet sich das Galvanometer in Ruhe. Sobald sich jedoch beispielsweise die Spannung von Tlc ändert, entsteht im Kreise der Spannungsquelle E ein Stromfluß, kraft dessen die richtkraftlose Wismutspule des Galvanometers G in Drehung versetzt wird, wodurch sich lder Widerstand des Kreises selbsttätig ändert, bis der Gleichgewichtszustand wiederhergestellt ist und die richtkraftlose Spule im inhomogenen Feld zur Ruhe kommt. Will man die Spannung des Thermoelementes Th auf diese Weise auch messen, so braucht man das Galvanometer in bekannter Weise nur mit einem Zeiger oder mit einem Spiegel zu versehen und die jeweilige Winkelstellung auf einer Skala abzulesen.If you want to use a coil-shaped or frame-like winding the torque occurring in it as a result of the current flow in the magnetic field avoid the coil hz. wrap the frame bifilar. But it actually is conceivable, this torque itself as a mechanical drive variable for the control process to use. Naiidtelt, for example, one in a compensation circuit to compensate occurring voltage difference automatically, so you need according to Fig. 4 only a directional forceless, z. B. to use tip-mounted galvanometer G, its coil Sp according to the invention either completely or at least partially Bismuth exists and is stored in the inhomogeneous field of a permanent magnet N, S. the for example voltage generated by the thermocouple Th acts on the resistor W. This voltage is counteracted by the voltage source E, which is connected to the galvanometer G is in series according to the invention. As long as the voltage of the thermocouple is equal the counteracting voltage of E, the galvanometer is at rest. However, as soon as the voltage of Tlc changes, for example, a circle arises the voltage source E a current flow, by virtue of which the directional force-less bismuth coil of the galvanometer G is set in rotation, whereby the resistance of the circle changes automatically until equilibrium is restored and the No directional coil comes to rest in the inhomogeneous field. If you want the tension of the To measure the thermocouple Th in this way, you need the galvanometer to be provided in a known manner only with a pointer or with a mirror and the read the respective angular position on a scale.

Infolge der Inhomogenität des Feldes wird die Skala allerdings der Thermospannung im allgemeinen nicht proportional sein, doch ist es denkbar, durch zusätzliche und in der Meßinstrumententechnik bekannte Mittel diesem Mangel an Linearität weitgehend abzuhelfen. In vielen Fällen kann aber die Unproportionalität des Aus, schlages bzw. eine mehr oder weniger weitgehende und gegebenenfalls sogar noch künstlich gesteigerte Unterdrückung des Nullpunktes erwünscht sein, wie denn überhaupt durch Formgebung des Luftspaltes, des einen magnetischen Xchenschluß bewirkenden Eisenschlittens, des Wismutkörpers selbst u. dgl. Mittel die Charakteristik der erzielten Widerstandsänderung oder einer zu dieser in Beziehung stehenden Größe dem jeweiligen Verwendungszweck der Erfindung beliebig angepaßt werden kann. Soll z. B. zur Erzielung einer noch feinstufigeren Regelung oder aus sonstigen Gründen die Wismutstrecke im Nebenschluß zu einem festen Wider, stand liegen und soll der resultierende Widerstand eine lineare Funktion der der Wismutstrecke erteilen Bewegungsgrüße, z. R. ihres Dreh winkels, sein, so muß sich ihr Widerstand und somit auch die Feldstärke hyperbolisch verändern.Due to the inhomogeneity of the field, however, the scale becomes the Thermovoltage in general not be proportional, yet it is conceivable through additional means known in the measuring instrument art to address this lack of linearity largely remedied. In many cases, however, the disproportionate nature of the shock or a more or less extensive and possibly even artificial increased suppression of the zero point may be desirable, how at all by Shaping of the air gap, of the iron slide causing a magnetic Xchenschluß, of the bismuth body itself and the like means the characteristic of the change in resistance achieved or a size related to this, the respective intended use the invention can be adapted at will. Should z. B. to achieve a still finer regulation or for other reasons the bismuth line in the shunt to a fixed resistance, stood and the resulting resistance should be linear Function of the bismuth route issue motion greetings, z. R. your angle of rotation, its resistance and thus also the field strength must change hyperbolically.

Für manche Zecke kann es auch von Vorteil sein, die Veränderung des Feldes in bezug auf die Magnetachse symmetrisch zu verteilen, wie es beispielsweise Fig. 5 für den Fall einer drehbar gelagerten Wismutspule Sp-cranschaulicht. Hier liegt der kleinste Luftspalt bzw. die größte Feld stärke in der Feldachse, zu deren leiden Seiten sich der Luftspalt symmetrisch vergrößert. In anderen Fällen kann gerade die umgekehrte Feldverteilung erforderlich oder von Nutzen sein, bei welcher das Minimum der Feldstärke in der Magnetachse, das Maximum hingegen zu deren beiden Seiten auftritt. Derartige symmetrisch verteilte Feldänderungen können namentlich in selbst tätigen und durch Umkehrrelais gesteuerten Regelanlagen Anwendung finden.For some ticks it can also be beneficial to change the Distribute the field symmetrically with respect to the magnet axis, as for example 5 for the case of a rotatably mounted bismuth coil Sp-cranschicht. here the smallest air gap or the greatest field strength lies in the field axis to which sides, the air gap increases symmetrically. In other cases it can just the reverse field distribution may be required or useful in which the minimum of the field strength in the magnet axis, the maximum on the other hand to both of them Pages occurs. Such symmetrically distributed field changes can be named are used in automatic control systems controlled by reversing relays.

Wenngleich es durch die Schaffung hochwertiger Magnetstähle möglich geworden ist, Dauermagneten großer Feldstärke zu erzeugen und demgemäß die Feidveränderung, welcher der Wismutkörper gemäß der Erfindung unterworfen wird. sich über mehrere tausend Gauß erstrecken kann, so daß die Widerstandslnderung einen Betrag von beispielsweise 200/0 ZU erreichen vermag, ist es doch in einigen Fällen zweckmäßig, sie durch veränderbare Fremlderregung mittels eines Elektromagneten zu bewirken, wodurch nicht nur sehr starke Felder und Feldveränderungen bequem erzeugt werden können, sondern uberdies alle 1 beweglichen Teile vermieden und der gesamte Regelovrgang in den Bereich clcktromagneti seher Wechselwi rkungen zwischen ruhenden Körpern verwiesen wird. Auch kann man bei Anwendung tlier Fremderregung in einem System etwa gemäß Fig. 1 in einfacher Weise den Regelbereich dieser Anordnung in weiten Grenzen und stetig verändern. Although it is possible through the creation of high-quality magnetic steels has become to generate permanent magnets of high field strength and accordingly the field change, to which the bismuth body is subjected according to the invention. spread over several a thousand Gauss, so that the change in resistance is an amount of, for example 200/0, it is useful in some cases to use changeable To bring about external excitation by means of an electromagnet, which not only very much strong fields and field changes can be easily generated, but In addition, all 1 moving parts are avoided and the entire control process is in the The area of clcktromagnetic interactions between bodies at rest is referred to will. When using external excitation in a system, one can also approximately Fig. 1 in a simple manner the control range of this arrangement within wide limits and constantly changing.

Ist es erwünscht, eine extrem große Veränderung des Widerstandes der Wismutstrecke, z. B. dessen Verdoppelung. zu erzielen, um einen sehr weiten Regelbereich zu erhalten, so kann man diese Strecke in dem sehr engen Luftspalt eines permanenten oder fremderregten Topfmagneten der bei Lautsprecherll iil>lichen Art unterbringen, indem man die Wismutstrecke etwa als dünnen Blechzylinder ausblidet. der mittels entsprechend feingängiger Spindel, gegebenenfalls unter Anwendung eines Untersetzungsgetriebes und hunter Drehung um seine Achse iii in axialer Richtung verstellbar ist und somit einerseits mit seiner ganzen Länge in das Magnetfeld eintauchen oder andererseits aus dessen l-ereich völlig herausgezogen und auf diese Weise Feldänderungen von mehr als 20 000 Gauß unterworden werden kann. Statt eines geschlossenen Blechzylinders kann man auch einen Draht, einen Drahtkäfig oder Blechstreifen aus Wismut auf einem derart gesteuerten zylindrischen Träger aus isolierendem Material befestigen bzw. in ihn einlassen. It is desirable to have an extremely large change in resistance the bismuth line, e.g. B. doubling it. to achieve a very wide To get the control range, you can do this stretch in the very narrow air gap a permanent or separately excited pot magnet of the common in loudspeakers Place Art by masking the bismuth section as a thin sheet metal cylinder. by means of a correspondingly fine-pitched spindle, if necessary using a Reduction gear and hunter rotation about its axis iii in the axial direction is adjustable and thus on the one hand immerse with its entire length in the magnetic field or, on the other hand, completely withdrawn from its I-realm and in this way field changes can be subdued by more than 20,000 Gauss. Instead of a closed sheet metal cylinder You can also put a wire, wire cage or sheet metal strip of bismuth on one such a controlled cylindrical carrier made of insulating material or get involved in him.

Allein aus diesen wenigen Ausführungs- und Anwendungsbeispielen ist ersichtlich, daß die Erfindung einen breiten Raum innerhalb der Regel-und Meßtechnik auszufüllen vermag und daß es weder nötig hoch möglich ist, alle denkbaren Varianten und Kombinationen erschöpfend zu beschreilxii. Obwohl sie in erster Linie für die Feinregelung unter Verwendung kleiner Ströme berufen ist, kann sie doch auch oftmals fiir Regelvorgänge mit größeren 5 Strombelastungen von Vorteil sein. From these few exemplary embodiments and application examples alone It can be seen that the invention has a wide scope within control and measurement technology able to fill in and that it is neither necessary highly possible, all conceivable variants and combinations exhaustively to be describedxii. Although they are primarily for that Fine control using small currents is called for, but often it can be advantageous for control processes with greater 5 current loads.

Sie scheint in ihrer Anwendung nach dieser Richtung lediglich durch den außeror'lentlich hohen Ohmschen Widerstand des Wismuts in Verbindung mit seinem gleich falls extrem hohen Widerstandstemperaturkoeffizienten begrenzt, welche zur Veritteidutig unzulässiger Erwärmung bzw. von zusätzellen uitd unerwünschten Veränderungen cles Widerstandes infolge von Erwärmung bei gegebener Strombelastung ungewöhnlich hohe Leiterquerschnitte erfordern, was in wirtschaftlicher Hinsicht namentlich dann ins Gewicht fällt, wenn zur Erzielung der besten Wirkung reinstes, auf elektrolytischem Wege niedergeschlagenes Wismut verwendet wird. Je feinstufiger aber die Regelung erfolgen soll und je kleiner insbesondere die zu regelnde Größe als solche ist, um so mehr treten die Vorteile der I, rfin lunlg in Erscheinung.It only shines through in its application in this direction the extraordinarily high ohmic resistance of bismuth in connection with his equally if extremely high temperature coefficient of resistance limited, which for Evidently impermissible heating or additional uitd undesirable changes The resistance due to heating at a given current load is unusual high conductor cross-sections require, which is then from an economic point of view What matters if the purest, electrolytic, to achieve the best effect Ways precipitated bismuth is used. The finer the regulation should take place and the smaller, in particular, the variable to be controlled is as such, the advantages of the I, rfin lunlg appear all the more.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Resistance fine control, characterized by the Effect of the change in resistance of a bismuth body in a changeable magnetic field on tlen circuit to be regulated.

2. Regulator according to claim 1, characterized in that the bismuth body and the magnetic field is movable relative to one another, e.g. B. rotatable are.

3. Regulator according to claim 2, characterized in that the magnetic field is inhomogeneous.

4. Controller according to claim 3, characterized in that the inhomogeneous Field is symmetrical with respect to the magnetic axis.

5. Regulator according to claim 2 to 4, characterized in that the Bismuth body consists of a wire bracket rotatably mounted between the magnetic poles.

6. Regulator according to claim 2 to 4, characterized in that the Bismuth body made of a frame-like or coil-like wound between the magnetic poles Wire is made.

/. Regulator according to Claim 6, characterized in that the bismuth wire is wound bifilar in a manner known per se.

S. controller according to claim 2 to 6, characterized in that the rotatable system is straightening force-free

9. Regulator according to claim 5, 6 or 8, characterized characterized in that the flow of current in the rotatable within the magnetic field System developed its own torque is used to drive it.

10. Regulator according to claim 8 and 9, characterized in that the rotatable system as a moving coil instrument, e.g. B. as a seated galvanometer, is formed, the coil, optionally only partially, consists of bismuth wire.

11 controller according to claim 2 to 8, characterized in that the Bismuth body with an electromagnetic drive, for example with a moving coil system, is coupled.

12. Regulator according to claim 11, characterized in that the drive from a moving-coil system with nested, ring-shaped pole pieces consists, within which the pivotable drive coil about an axis is only about smeared one half of the pole shoe ring enclosed by it and with the Bismuth body, in particular designed as a coil, pivotable about the same axis is rigidly coupled, which is within the other half of the pole shoe rings Enclosed angle moves and also encloses a pole shoe ring, wherein the opposing surfaces of this half of the pole piece rings are shaped in such a way that z. B. are eccentric that the field in the air gap enclosed by them, in which the bismuth body moves, in. is homogeneous.

13. Regulator according to claim I, characterized in that the bismuth body is arranged resting within a changeable magnetic field.

14. Regulator according to claim 13, characterized in that the pole spacing of the magnet is changeable.

15. Regulator according to claim 13, characterized in that the magnet is externally excited.

16. Regulator according to claim 14 or 15 ,. marked by a changeable magnetic shunt, which causes a change in the field will.

17. Normal resistance, characterized in that a small fraction its resistance consists of a bismuth line in the field of a permanent magnet is arranged, the field strength of which can be changed according to claim 16.

I8. The use of fine regulators according to claims 2, 3, 5, 6, 7 or I6 as decades in resistance sets, measuring bridges, compensation apparatus or similar measuring devices.

19. Resistance decade according to claim I8, characterized in that they with notches or similar fixing means to fix the angular position of the rotating system is provided.