DE909963C

DE909963C - Adjustable electrical wind resistance device, consisting of a semiconductor resistor body with a high temperature coefficient of its resistance value and a heating body assigned to it

Info

Publication number: DE909963C
Application number: DEP3213D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erwin Weise
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1938-08-16
Filing date: 1938-08-16
Publication date: 1954-04-26

Description

Regelbare elektrische Widerstandsvorrichtung, bestehend aus einem Halbleiterwiderstandskörper mit hohem Temperaturkoeffizienten seines Widerstandswertes und einem diesem zugeordneten Heizkörper Man kann temperaturabhängige Widerstandskörper, insbesondere Halbleiterwiderstandskörper, dadurch regeln, daß man ihnen einen elektrischen Heizkörper zuordnet und durch Ändern seines Heizstromes die Temperatur und damit den Widerstandswert des Widerstandskörpers ändert. Bei einer solchen Vorrichtung wird aber eine verhältnismäßig große Leistung für das Regeln gebraucht. Es hat sich nun gezeigt, daß die erforderliche Regelleistung in überraschender Weise kleiner wird, wenn man zur Steuerung des Widerstandswertes nicht den Heizstrom ändert, sondern diesen konstant läßt und die Wärmeaufnahme des Widerstandskörpers durch Ändern des Wärmeübergangswiderstandes beeinflußt, entweder durch gegeneinanderbewegliche Anordnung von Widerstandskörper und Heizkörper oder durch Zwischenschalten beweglicher Medien, wie z. B. Blenden, bei fester Anordnung beider Teile. Durch eine solche Anordnung wird die zur Regelung der Temperatur des Widerstandskörpers benötigte Leistung um mehrere Größenordnungen kleiner als die bei der früheren Anordnung erforderliche Regelleistung. Dies wird deutlich, wenn man die regelbare Hochohmwidersta-ndsvorrichtung von N e 1 d e 1, Zeitschr. f. techn. Phy.siik, 1937, S. 464 bis 466, die aus einem Halbleiterkörper mit hohem negativem Temperaturkoeffizienten und einem elektrisch davon getrennten Heizkörper besteht und bei der die Widerstandsänderung willkürlich durch Änderung der Heizleistung hervorgerufen wird, mit der Vorrichtung nach der Erfindung vergleicht. Man kann aus den Kurven der Abb. q. der genannten Veröffentlichung entnehmen, daß sich bei einem Regelleistungsbereich von i bis 2 Watt die dazugehörigen Heizströme etwa zwischen o,5 und o,6 Ampere bewegen. Die Erfindung gibt aber Anordnungen, die für eine gleich große Widerstandsänderung wie bei Xe1de1 nur eine Regelleistung von 5 bis io Milliwatt brauchen. Auch eine völlig leistungslose Regelung ist möglich. Es ist auch nicht mehr nötig, die regelnde Kraft so umzuformen, daß sie auf den Heizstrom einwirken kann, sondern sie kann nun unmittelbar den Wärmeübergang vom Heizkörper auf den Widerstandskörper beeinflussen.Adjustable electrical resistance device, consisting of a semiconductor resistance body with a high temperature coefficient of its resistance value and a heating body assigned to it.Temperature-dependent resistance bodies, in particular semiconductor resistance bodies, can be controlled by assigning them to an electrical heating body and changing the heating current to change the temperature and thus the resistance value of the resistance body . In such a device, however, a relatively large amount of power is required for the regulation. It has now been shown that the required control power is surprisingly smaller if you do not change the heating current to control the resistance value, but leave it constant and influence the heat absorption of the resistance body by changing the heat transfer resistance, either by moving the resistance body and heating element against each other or by interposing movable media, such as. B. Apertures, with a fixed arrangement of both parts. Such an arrangement makes the power required to regulate the temperature of the resistor body several orders of magnitude smaller than the control power required in the previous arrangement. This becomes clear if one looks at the controllable high-resistance device from N e 1 de 1, Zeitschr. f. tech. Phy.siik, 1937, pp. 464 to 466, which consists of a semiconductor body with a high negative temperature coefficient and an electrically separated heating element and in which the change in resistance is caused arbitrarily by changing the heating power, compares with the device according to the invention. From the curves in Fig. Q. from the publication mentioned that with a control power range of 1 to 2 watts, the associated heating currents move approximately between 0.5 and 0.6 amperes. However, the invention provides arrangements which only need a control power of 5 to 10 milliwatts for a resistance change of the same size as in the case of Xe1de1. A completely powerless control is also possible. It is also no longer necessary to transform the regulating force so that it can act on the heating current, but it can now directly influence the heat transfer from the heating element to the resistance element.

Um eine einfache Anordnung zu erhalten, wird der Widerstandskörper zweckmäßig als Röhrchen ausgebildet und der Heizkörper als Stab. Beim Regeln des Widerstandswertes wird dann entweder das Röhrchen über den Stab geschoben bzw. von ihm abgezogen, oder es wird der Stab in das Röhrchen hineingesteckt bzw. aus ihm herausgezogen. Der Widerstandskörper wird aus Halbleitern mit reiner Elektronenleitung, insbesondere aus halbleitenden Metalloxyden oder Metalloxydgemischen, hergestellt. Besonders bewährt haben sich Gemische von Erdalkalioxyden mit Titandioxyd, die nach reduzierendem Brennen eine ausreichende Leitfähigkeit haben. Es können Halbleiter mit positivem oder negativem Temperaturkoeffizienten benutzt werden. Der Heizkörper kann ein in der Längsrichtung ein- oder mehrfach durchbohrter isolierender Stab, z. B. aus Magnesiumoxyd, sein, in dessen Bohrung ein Heizdraht, z. B. aus Platin-Iridium oder aus Wolfram, angeordnet ist. Man kann auch eine mit Isolierstoff besprühte Wendel oder Kehrwendel benutzen. Um die größtmögliche Empfindlichkeit zu erhalten, macht man zweckmäßig Widerstandskörper und Heizkörper etwa gleich lang. Zur Verringerung der Trägheit wählt man vorteilhaft einen geringen Durchmesser aller Teile. Gut ist es, den Innendurchmesser des Röhrchens nur um so viel größer zu machen als den Außendurchmesser des Heizkörpers, daß eben noch eine freie Bewegung möglich ist. Die Vorrichtung kann nach Bedarf in Luft, in einer Schutzgasatmosphäre, z. B. Wasserstoff, oder im Vakuum arbeiten. Wenn das Regelsystem in ein Gefäß eingeschlossen wird, kann durch Füllen - mit einem nicht angreifenden Gas die Belastungsfähigkeit und die Einstellgeschwindigkeit erhöht werden. Die Empfindlichkeit läßt sich durch Auspumpen steigern. Da der Widerstandskörper durch den ihn durchfließenden Strom mit aufgeheizt wird, muß dieser naturgemäß so gering gehalten werden, daß der Regelvorgang nicht gestört wird. Die Wärmeleistung, die dem Widerstandskörper von seinem Heizkörper zugeführt wird, muß auch an den Grenzen des Regelbereiches noch ein Mehrfaches der Leistung betragen, die dem Röhrchen durch unmittelbaren Stromdurchgang zugeführt wird. In der Abb. r ist ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für den Gegenstand der Erfindung teilweise im Schnitt und teilweise in der Seitenansicht schematisch dargestellt. Der Widerstandskörper hat die Gestalt eines Röhrchens i, dessen Enden mit den Stromzuführungen 3 verbunden sind. Diese Stromzuführungen 3 können gleichzeitig zum Befestigen des Röhrchens und zur Vermittlung seiner Bewegung dienen. Der stabförmige Heizkörper 2 hat zwei Bohrungen, durch die der Heizdraht 4 hin- und zurückgeführt ist. Er kann z. B. aus Platin-Iridium bestehen. Ein Ende des Heizkörpers ist von einer Schelle 5 umfaßt, welche einen Fortsatz besitzt, mit dem der Heizkörper gehalten und gegebenenfalls bewegt wird. Der durch den Heizdraht q. geleitete Strom wird konstant gehalten. Es könnte auch ein auf andere Weise erhitzter Heizkörper benutzt werden, wenn dies besondere Vorteile bietet. Bei einer gegenseitigen Verschiebung zwischen dem Heizkörper und dem Widerstandskörper nach Abb. i ändert sich die Wärmeaufnahme des Widerstandskörpers und damit entsprechend den herrschenden Abkühlungsverhältnissen seine Temperatur und sein Widerstandswert.In order to obtain a simple arrangement, the resistor body appropriately designed as a tube and the radiator as a rod. When regulating the Resistance value is then either pushed the tube over the rod or from removed from it, or the rod is inserted into or out of the tube pulled out. The resistance body is made of semiconductors with pure electron conduction, in particular from semiconducting metal oxides or metal oxide mixtures. Mixtures of alkaline earth oxides with titanium dioxide, which according to have sufficient conductivity to reduce burning. It can be semiconductors with positive or negative temperature coefficient can be used. The radiator an insulating rod drilled one or more times in the longitudinal direction, z. B. made of magnesium oxide, in the bore of a heating wire, z. B. from platinum-iridium or made of tungsten. You can also have one sprayed with insulating material Use helix or spiral helix. To get the greatest possible sensitivity, it is advisable to make resistance bodies and radiators about the same length. To reduce Because of the inertia, it is advantageous to choose a small diameter for all parts. Good is it is to make the inside diameter of the tube only so much larger than the outside diameter of the radiator so that free movement is still possible. The device can as required in air, in a protective gas atmosphere, e.g. B. hydrogen, or work in a vacuum. If the control system is enclosed in a vessel, it can by filling - with a non-corrosive gas the load capacity and the Adjustment speed can be increased. The sensitivity can be increased by pumping out increase. Because the resistance body is heated up by the current flowing through it is, this must naturally be kept so low that the control process does not is disturbed. The heat output given to the resistance body by its radiator is supplied, a multiple of the must also at the limits of the control range Amount of power supplied to the tube by direct current passage will. In Fig. R is a particularly advantageous embodiment for the Subject of the invention partly in section and partly in side view shown schematically. The resistance body has the shape of a tube i, the ends of which are connected to the power supply lines 3. These power supplies 3 can be used to fix the tube and to convey its movement at the same time to serve. The rod-shaped radiator 2 has two holes through which the heating wire 4 is led back and forth. He can z. B. consist of platinum-iridium. An end the radiator is surrounded by a clamp 5, which has an extension with which the radiator is held and moved if necessary. The one through the heating wire q. conducted current is kept constant. It could also be heated in other ways Radiators can be used if this offers particular advantages. With a mutual Shift between the radiator and the resistance body according to Fig. I changes the heat absorption of the resistance body and thus corresponding to the prevailing Cooling conditions its temperature and its resistance value.

Die Änderung des Wärmeüberganges vom Heizkörper zum Widerstandskörper kann außer durch die gegenseitige Bewegung auch so erreicht werden, daß beide Teile fest zueinander angeordnet werden und zwischen beide ein bewegliches Medium geschaltet wird. So kann man z. B. ein wärmeisolierendes Röhrchen oder eine Blende über den Heizkörper schieben, um den Wärmeübergang zum Widerstandskörper mehr oder weniger zu unterbrechen. Man kann aber auch eine Gas- oder Luftströmung zwischen beiden Teilen vorsehen, die so gesteuert wird, daß sich eine Änderung des Widerstandswertes ergibt. Auch erhält man eine Änderung im Wärmeübergang bei der Zwischenschaltung einer an und für sich nicht strömenden Gas- oder Luftschicht, wenn durch diese- Schicht Schallwellen geleitet werden.The change in heat transfer from the radiator to the resistance body can be achieved in addition to the mutual movement so that both parts are fixed to each other and a movable medium is connected between the two will. So you can z. B. a heat-insulating tube or a diaphragm over the Slide the radiator to the heat transfer to the resistance body more or less to interrupt. But you can also have a gas or air flow between the two Provide parts that are controlled in such a way that there is a change in the resistance value results. There is also a change in the heat transfer during the interconnection a layer of gas or air that does not flow in and of itself, if Layer sound waves are conducted.

Die Widerstandsänderung kann in verschiedener Weise nutzbar gemacht werden. Wenn man sie als Spannungsänderung dem Gitter einer Elektronenröhre zuführen will, ist es zweckmäßig, eine Potentiometerschaltung zu benutzen, wie sie Abb.2 zeigt. Der Strom einer Batterie 6 fließt durch zwei Widerstände, von denen der eine, 7, ein gewöhnlicher Ohmscher Widerstand ist, während der andere, i, ein Regelwiderstand gemäß der Erfindung ist. Die Spannungsänderung wird an den Klemmen 8 abgegriffen.The change in resistance can be harnessed in various ways will. If you apply it as a voltage change to the grid of an electron tube it is advisable to use a potentiometer circuit as shown in Fig.2 shows. The current of a battery 6 flows through two resistors, one of which, 7, is an ordinary ohmic resistor, while the other, i, is a variable resistor according to the invention. The voltage change is tapped at terminals 8.

Eine erhebliche Steigerung der Empfindlichkeit gegenüber dieser Schaltung wird erreicht, wenn auch für den zweiten Widerstand ein gleichartiger regelbarer Widerstand benutzt wird, der mit dem ersten in Reihe geschaltet ist. Eine solche Anordnung zeigt Abb. 3. Man hat hier zwei Regelsysteme, die je aus einem Widerstandsröhrchen und einem Heizkörper bestehen, die baulich und schaltungsmäßig vereinigt sind. Es werden nun entweder beide Heizkörper oder beide Widerstandskörper so miteinander mechanisch verbunden, daß sie gemeinsam bewegt werden. Im gewählten Beispiel sitzen die beiden Heizkörper auf ein und demselben Träger und bewegen sich so, daß bei einer Bewegung sich der eine Heizkörper von seinem Widerstand entfernt und der andere Heizkörper sich zu seinem Widerstand hin bewegt. Die erzeugte Spannungsänderung wird wieder an den Ausgangsklemmen 8 abgegriffen.A significant increase in sensitivity to this circuit is achieved if a similar adjustable resistor is also used for the second resistor Resistor connected in series with the first one is used. Such The arrangement is shown in Fig. 3. You have two control systems, each consisting of a resistance tube and a radiator, which are structurally and circuit-wise combined. It are now either both radiators or both resistance bodies so with each other mechanically connected that they are moved together. In the chosen For example, the two radiators sit on the same support and move so that when moving, one of the radiators moves away from its resistance and the other radiator moves towards its resistance. The generated voltage change is tapped at output terminals 8 again.

In besonders bequemer Weise kann die Widerstandsanordnung in einer Brückenschaltung nach der Ausschlagsmethode verfolgt werden. Eine solche Schaltung zeigt Abb. q.. Hier bedeutet i wieder den röhrchenförmigen regelbaren Widerstand nach der Erfindung und 2 den stabförmigen Heizkörper, der konstant geheizt wird. 9, io und i i sind die anderen Zweigwiderstände, von denen beispielsweise i i regelbar ist. Das Meßinstrument wird an die Klemmen 12 angeschlossen. Um die Empfindlichkeit wiederum zu steigern, kann man, ähnlich wie bei der Schaltung nachAbb. 3, auch zwei Reglersysteme benutzen, deren Röhrchen oder deren Heizkörper auf ein und derselben Halterung sitzen und gemeinsam bewegt werden. Eine solche Anordnung wurde nach Abb. 5 so getroffen, daß die beiden Widerstandsröhrchen bei einer Bewegung der Heizkörper ihre Temperatur in entgegengesetztem Sinne ändern. Abb. 6 zeigt die entsprechende Anordnung für eine gleichsinnige Temperaturänderung der beiden Widerstandskörper.In a particularly convenient manner, the resistor arrangement in a Bridge circuit can be tracked according to the deflection method. Such a circuit Fig. q shows .. Here i again means the tubular adjustable resistance according to the invention and 2 the rod-shaped heating element, which is constantly heated. 9, io and i i are the other branch resistances, of which i i can be regulated, for example is. The measuring instrument is connected to terminals 12. To the sensitivity can be increased again, similar to the circuit according to Fig. 3, also two Use control systems, their tubes or their radiators on one and the same Bracket sit and be moved together. Such an arrangement was shown in Fig. 5 so taken that the two resistance tubes when the radiator moves change their temperature in the opposite sense. Fig. 6 shows the corresponding Arrangement for a temperature change in the same direction of the two resistance bodies.

Da sich die Empfindlichkeit einer Brückenschaltung sehr steigern läßt, kann man sehr kleine Verschiebungen des Widerstandsröhrchens gegen den Heizkörper messen. Diese Verschiebungen können auf beliebige Weise, z. B. mechanisch, thermisch, elektrisch oder magnetisch, erzeugt werden. Wenn das Meßinstrument im Mittelzweig der Brücke entsprechend geeicht ist, kann man von ihm unmittelbar die Größe der Verschiebung ablesen oder den Betrag und die Änderung derjenigen Meßgröße, die mit der Verschiebung verhältnisgleich ist und die sie verursacht hat.Since the sensitivity of a bridge circuit can be increased a lot, you can see very small shifts of the resistance tube against the radiator measure up. These shifts can be made in any way, e.g. B. mechanical, thermal, electrically or magnetically. When the meter is in the middle branch the bridge is calibrated accordingly, you can see directly from it the size of the Read off the shift or the amount and the change in that measured variable that is associated with is proportional to the displacement and which caused it.

In Abb. 7 ist als ein Beispiel für die Ausnutzung der Erfindung zur Messung kleiner mechanischer Verschiebungen die Druckmessung gezeigt. Das aus dem Widerstandsröhrchen i und dem Heizkörper 2 bestehende Reglersystem ist hier im Innern eines druckfesten Behälters 13 untergebracht, der durch die Membran 14 abgeschlossen ist. Das Widerstandsröhrchen sitzt an der Membran, während der Heizkörper am Gehäuse der Druckdose befestigt ist. Die Zuleitungen sind bei 15 isoliert durch das Gehäuse hindurchgeführt. Bei einer äußeren Druckänderung biegt sich die Membran mehr oder weniger durch und nimmt dabei das Widerstandsröhrchen mit. Dieses erhält dabei mehr oder weniger Wärmezufuhr und ändert dementsprechend seinen Widerstandswert. Der Widerstandskörper wird zweckmäßig an eine Meßbrücke geschaltet und das Ableseinstrument gleich in Einheiten des Druckes geeicht.In fig. 7 is shown as an example for the utilization of the invention for Measurement of small mechanical displacements shown the pressure measurement. That from the Resistance tube i and the radiator 2 existing control system is here inside a pressure-tight container 13, which is closed off by the membrane 14 is. The resistance tube sits on the membrane, while the radiator on the housing the pressure cell is attached. The leads are isolated at 15 through the housing passed through. In the event of an external change in pressure, the membrane bends more or more less and takes the resistance tube with it. This receives more or less heat input and changes its resistance value accordingly. Of the Resistance body is expediently connected to a measuring bridge and the reading instrument calibrated in units of pressure.

Eine sehr leicht bewegliche Anordnung erhält man bei Aufhängung des Widerstandsröhrchens an Drähten, die selbst an beweglichen Aufhängepunkten befestigt sein können. Ein solches Beispiel zeigt Abb. B. Hier ist das Widerstandsröhrchen i an sehr dünnen Silberdrähten 16 im Vakuum oder im luftverdünnten Raum aufgehängt und kann frei pendeln. Der Heizkörper ist starr im Gefäß befestigt. Zweckmäßig wird das Gefäß ziemlich lang ausgebildet, da die Empfindlichkeit der Anordnung gegen Verkippen mit zunehmender Länge der Aufhängedrähte steigt. Um eine Kippbewegung durch äußerst geringe mechanische Kräfte zu erzielen, lagert man das Ganze dicht über seinem Schwerpunkt (Abb. 9). Werden für die Lagerung Schneidenläger benutzt, so können diese bei gegenseitiger Isolierung als Zuleitung für die Heizung benutzt werden. Die ganze Anordnung kann z. B. mit dem Balken einer Waage verbunden werden, wodurch deren Ablesegenauigkeit erheblich gesteigert wird. Überhaupt läßt sich die Anordnung allgemein mit Vorteil zur Messung kleiner mechanischer Kräfte oder Verschiebungen verwenden.A very easily movable arrangement is obtained when the Resistance tube on wires that are themselves attached to movable suspension points could be. Such an example is shown in Fig. B. Here is the resistance tube i hung on very thin silver wires 16 in a vacuum or in an air-thinned room and can commute freely. The radiator is fixed rigidly in the vessel. Will be expedient the vessel is quite long, because of the sensitivity of the arrangement to Tilting increases as the length of the hanging wires increases. To a tilting movement The whole thing is stored tightly, to be achieved by extremely low mechanical forces above its center of gravity (Fig. 9). If cutter bearings are used for storage, so they can be used as a feed line for heating if they are mutually isolated will. The whole arrangement can, for. B. be connected to the beam of a scale, whereby their reading accuracy is significantly increased. In general, the Arrangement generally advantageous for measuring small mechanical forces or displacements use.

Besondere Vorteile ergeben sich bei der Verschiebung des Röhrchens gegen den Heizkörper durch elektrische Einwirkungen. Benutzt man hierzu z. B. die elektrostatische Anziehung zweier aufgeladener Platten oder Plattensätze, dann erfolgt die Regelung praktisch leistungslos. Man erhält so sehr empfindliche elektrostatische Spannungsmesser. Eine zweckmäßige Anordnung zeigt Abb. io. Das Widerstandsröhrchen i ist auf einem Zeiger i9 isoliert angebracht, der sich um die Achse 17 leicht beweglich drehen kann. Diese ist in den Lagern 18 gelagert. Die Enden des Röhrchens sind durch die dünnen Silberdrähte 16 über die Isolierkörper 2o und die Federn 21 nach außen abgeleitet. Auf dieses System wirkt ein Drehmoment, das durch die Anziehung oder Abstoßung der beiden aufgeladenen Platten 22 entsteht. Die Gegenkraft kann von den beiden Federn 21 geliefert werden. Das Ableseinstrument der Meßbrücke, in die das Widerstandsröhrchen eingeschaltet ist, kann unmittelbar die an den Platten 22 liegende Spannung in Volt anzeigen.There are particular advantages when moving the tube against the radiator through electrical influences. If you use this z. B. the electrostatic attraction of two charged plates or sets of plates then takes place the scheme practically without power. Very sensitive electrostatic ones are obtained in this way Tension meter. An appropriate arrangement is shown in Fig. Io. The resistance tube i is insulated on a pointer i9, which can be easily moved around axis 17 can turn. This is stored in the bearings 18. The ends of the tube are through the thin silver wires 16 through the insulating body 2o and the springs 21 to the outside derived. A torque acts on this system, which is generated by attraction or The two charged plates 22 repel. The drag can be of the two springs 21 are supplied. The reading instrument of the measuring bridge into which the Resistance tube is switched on, the one lying on the plates 22 can directly Display voltage in volts.

Man kann mit der Bewegung des Röhrchens auch die Verlängerung von Drähten bei mechanischer Beanspruchung oder bei Erwärmung, z. B. durch elektrischeHeizung, messen.Eine solcheAnordnung zeigt Abb. i i. An der Mitte eines Hitzdrahtes 24 ist ein Draht 25 befestigt, an dem das Widerstandsröhrchen i hängt, das z. B. noch durch ein kleines Gewicht 23 beschwert werden kann. Dem Widerstandskörper 1 wird der Strom durch den Draht 26 und teilweise über den Draht 25 zugeführt. Der Teil des Drahtes 25 zwischen Hitzdraht 24 und Widerstandskörper i kann auch isolierend ausgebildet sein, z. B: aus Quarz bestehen, um beide Stromkreise zu trennen. Der Heizkörper 2 ist wieder fest angeordnet und erhält einen konstanten Heizstrom. Auf diese Weise wird eine hochempfindliche Hitzdrahtstrom- oder -spannungsmessung erzielt.With the movement of the tube you can also extend Wires exposed to mechanical stress or heating, e.g. B. by electric heating, Such an arrangement is shown in Fig. i i. At the center of a hot wire 24 is a wire 25 attached to which the resistance tube i hangs, the z. B. still through a small weight 23 can be weighted down. The resistance body 1 receives the current fed through wire 26 and partially through wire 25. The part of the wire 25 between the hot wire 24 and resistance body i can also be designed to be insulating be e.g. B: made of quartz to separate both circuits. The radiator 2 is again firmly arranged and receives a constant heating current. In this way a highly sensitive hot wire current or voltage measurement is achieved.

Zur magnetischen Beeinflussung der Wärmeaufnahme des Widerstandskörpers verbindet man diesen zweckmäßig mit einem Eisenkörper, der magnetisch- bewegt werden kann. lach Abb. 12 ist z. B. das Widerstandsröhrchen i mechanisch mit dem Eisenkörper 27 verbunden. Der Eisenkörper 27 ist in einem Fortsatz des das Ganze umschließenden Glasgefäßes untergebracht. Außerhalb dieses Gefäßes befindet sich die Magnetwicklung 28. Zwei Schraubenfedern 29 ziehen das Widerstandsröhrchen wieder nach oben und können gleichzeitig dessen Stromzuführung übernehmen. Um eine einwandfreie Parallelverschiebung zu sichern, gleiten die Haltedrähte für das Röhrchen i auf den Streben 30. Einem bestimmten Strom, der durch die Wicklung 28 fließt, ist ein genau bestimmter Widerstand des Röhrchens i zugeordnet. In einer Schaltung, die Abb. 13 zeigt, kann man durch eine solche Anordnung langsame Schwingungen, z. B. für Blinkzeichen, erzeugen. Vorausgesetzt ist dabei, daß das Röhrchen eine fallende Stromspannungskennlinie nach Abb. 14 besitzt. In dieser Abbildung bedeutet die Gerade 31 die Widerstandsgerade der Magnet-Wicklung. Sie schneidet im Punkt 33 die Kennlinie 32 des Widerstandsröhrchens, die dann gilt, wenn dieses stark geheizt wird. Der hierbei fließende Strom Il ist so groß, daß der Magnet 28 das Röhrchen i von dem Heizkörper :2 herunterzieht. Hierauf kühlt sich das Röhrchen ab, da der Wärmeübergang vom Heizkörper verschlechtert ist. Die Kennlinie des Röhrchens nimmt dann etwa die Form 34 in Abb. 14 an, die in dem Punkt 35 die Widerstandsgerade 31 schneidet. Jetzt fließt nur ein kleiner Strom 121 bei dem der Magnet den Kern losläßt und sich das Röhrchen i wieder über seinen Heizkörper stülpt. Zwischen diesen beiden Grenzlagen pendelt das Röhrchen langsam hin und her, so daß dieser Vorgang zur Steuerung von Blinkzeichen o. ä. benutzt werden kann. Der besondere Vorteil dieser Schwingschaltung ist der, daß sie keine Kontakte besitzt, die bei Dauerbetrieb leicht zu Störungen Anlaß geben könnten.For magnetic influence on the heat absorption of the resistor body it is useful to connect this with an iron body that can be moved magnetically can. lach Fig. 12 is z. B. the resistance tube i mechanically connected to the iron body 27. The iron body 27 is in an extension of the Whole enclosing glass vessel housed. Located outside of this vessel the magnet winding 28. Two coil springs 29 pull the resistance tube back up and can take over its power supply at the same time. To a To ensure perfect parallel movement, the holding wires for the tube slide i on the struts 30. A certain current flowing through the winding 28, a precisely determined resistance of the tube i is assigned. In a circuit, As shown in Fig. 13, slow vibrations, e.g. B. for flashing signals. The prerequisite is that the tube is a falling Current-voltage characteristic according to Fig. 14. In this figure, the straight line means 31 the resistance line of the magnet winding. It intersects the characteristic curve at point 33 32 of the resistance tube, which applies when it is heated strongly. Of the here flowing current II is so great that the magnet 28, the tube i of the Radiator: 2 pulls down. The tube then cools down because of the heat transfer from the radiator is deteriorated. The characteristic curve of the tube then takes about the Form 34 in Fig. 14, which intersects the resistance line 31 at point 35. now only a small current 121 flows when the magnet lets go of the core and that Put the tube back over his radiator. Between these two border positions the tube slowly shuttles back and forth, allowing this process to control Flashing signs or similar can be used. The particular advantage of this oscillating circuit is that it has no contacts that easily interfere with continuous operation Could give cause.

Eine ganz besonders aussichtsreiche Ausbildung des Erfindungsgedankens ist in der Abb. 15 dargestellt. Hier ist ebenfalls der Heizkörper 2 unbeweglich aufgebaut. Das Röhrchen i sitzt isoliert auf dem Zeiger eines beliebigen Meßinstrumentes, das bei den folgenden Beispielen ein Drehspulsystem 40 besitzt. Die elektrischen Zuleitungen zum Röhrchen werden durch dünne Silberdrähte 36 gebildet, die durch leichte Isolierstücke 37 an dem Zeiger entlang geführt sind. Sie werden erst in der Nähe der Drehspulachse vom System weggeführt, um seine Bewegung sowenig wie möglich zu hindern. Zweckmäßig werden sie als Wendeln 38 gewickelt, die zu festen Anschlüssen 39 geführt sind. Da schon kleine Zeigerbewegungen genügen, um die relative Lage von Heizer und Röhrchen zu ändern, so ist das ganze Reglersystem sehr empfindlich, besonders wenn man ein hochempfindliches Galvanometersystem benutzt; dann stellt das Gerät einen Gleichstromverstärker dar, bei dem sich leicht Ströme in der Größenordnung einiger Milliampere durch Ströme steuern lassen, die nur wenige Tausendstel davon betragen. Bei diesem Gleichstromverstärker ist völlig neuartig gegenüber den bisher bekanntgewordenen Anordnungen gleicher Bestimmung, daß der Eingangskreis vom Ausgangskreis völlig getrennt ist. So kann man z. B. auch durch sehr schwache Gleichströme beträchtliche Wechselströme steuern.A particularly promising development of the inventive concept is shown in Fig. 15. Here, too, the radiator 2 is immobile built up. The tube i sits isolated on the pointer of any measuring instrument, which has a moving coil system 40 in the following examples. The electric Lines to the tube are formed by thin silver wires 36, which through lightweight insulating pieces 37 are guided along the pointer. You will only be in moved away from the system near the moving coil axis, as little as to its movement possible to prevent. Appropriately, they are wound as coils 38 that are too solid Connections 39 are performed. Since small movements of the pointer are sufficient to determine the relative To change the position of heater and tube, the whole control system is very sensitive, especially when using a highly sensitive galvanometer system; then puts the device is a direct current amplifier, with which easily currents in the order of magnitude a few milliamperes can be controlled by currents that are only a few thousandths of that be. This DC amplifier is completely new compared to the previous ones known arrangements of the same provision that the input circuit from the output circuit is completely separate. So you can z. B. also by very weak direct currents considerable Control alternating currents.

Die Abb. 16 stellt eine Anwendung in der Meßtechnik dar; die Drehspule 4o liegt im Mittelzweig einer Wheatstoneschen Brücke, in deren einem Zweig das Röhrchen i liegt. Wenn die Brücke aus dem Gleichgewicht kommt, fließt im Mittelzweig ein Strom, der die Drehspule ablenkt. Infolge der Zeigerbewegung ändert sich auch die Erwärmung des Röhrchens i und damit sein Widerstand. Bei j richtiger Abgleichung ist diese Änderung gerade so groß, daß die Brücke wieder ins Gleichgewicht kommt. Die Anordnung gehört also zu der Art der sich selbst abgleichenden Brücken, die in der Meß-und Regeltechnik sehr wichtig sind.Fig. 16 shows an application in measurement technology; the moving coil 40 lies in the middle branch of a Wheatstone bridge, in one branch of which the tube is located i lies. When the bridge is out of balance, it flows into the middle branch Current that deflects the moving coil. The movement of the pointer also changes the Heating of the tube i and thus its resistance. If j correct match this change is just big enough to bring the bridge back into balance. So the arrangement belongs to the type of self-aligning bridges that are very important in measurement and control technology.

Mit einer Anordnung nach Abb. 17 kann man Spannungen in weiten Grenzen konstant halten. Der Strom aus den Klemmen 41 wird über eine Röhre 42 dem Widerstand 43, an dem die Ausgangsklemmen 44 liegen, zugeführt. Die Gitterspannung der Röhre 42 wird in Abhängigkeit von den Schwankungen der Spannung an den Klemmen 41 so geregelt, daß die Spannung an den Klemmen 44 konstant bleibt. Dazu wird von dem Widerstand 43 durch den Schleifkontakt 45 ein Teil abgegriffen, dem die Spannung der Kompensationsbatterie 47 entgegengeschaltet ist. In demselben Stromkreis liegt die Reglerspule 40, die sich dann dreht, wenn infolge einer Spannungsschwankung an den Klemmen 41 der an dem Widerstand 43 abgegriffene Teilbetrag nicht mehr vollständig kompensiert wird. Dadurch ändert sich der Widerstandswert des Röhrchens i des Reglersystems. Es bildet zusammen mit dem Widerstand 48 einen Spannungsteiler, durch den von der Batterie 47a ein Strom fließt. Bei der Zeigerdrehung des Reglersystems ändert sich also die Spannung an dem Widerstand 48, die gleichzeitig am Gitter der Röhre liegt. Bei richtiger Abgleichung aller Teile bewirkt die Gitterspannungsänderung eine Änderung des durch die Röhre 42. fließenden Stromes, die so groß ist, daß gerade die Spannungsänderung an den Klemmen 4.,4 verschwindet. Die Spannung an diesen Klemmen bleibt also konstant, wenn die Spannung an den Klemmen 41 sich erheblich ändert. Der Bereich der Spannungsschwankungen, die der Regler ausgleicht, kann noch vergrößert werden, wenn der Röhre 42 noch eine zweite Röhre vorgeschaltet wird. Außerdem wird dadurch die zeitliche Trägheit des Reglers herabgesetzt, weil der Zeiger kleinere Wege zu beschreiben hat. Wenn man dem Regler verhältnismäßig große Ströme entnehmen will, so schaltet man derRöhne42 eine entsprechendeAnzahIRöhren der gleichen Art parallel.With an arrangement as shown in Fig. 17, voltages can be set within wide limits keep constant. The current from the terminals 41 is passed through a tube 42 to the resistor 43, at which the output terminals 44 are, supplied. The grid voltage of the tube 42 is regulated depending on the fluctuations in the voltage at terminals 41 so that that the voltage at terminals 44 remains constant. This is done by the resistance 43 a part is tapped by the sliding contact 45, to which the voltage of the compensation battery 47 is switched in the opposite direction. In the same circuit is the regulator coil 40, the then rotates when due to a voltage fluctuation at the terminals 41 of the the resistor 43 tapped partial amount is no longer fully compensated. This changes the resistance value of the tube i of the regulator system. It educates together with the resistor 48 a voltage divider through which the battery 47a a current flows. When the pointer of the regulator system is turned, the Voltage across resistor 48, which is also applied to the grid of the tube. With correct Adjustment of all parts causes the grid voltage change to change the through the tube 42. current flowing, which is so great that just the change in voltage at terminals 4., 4 disappears. The voltage at these terminals remains constant, when the voltage at terminals 41 changes significantly. The range of voltage fluctuations, which the regulator compensates can be increased if the tube 42 still has one second tube is connected upstream. It also reduces the time lag of the Controller because the pointer has to describe smaller paths. If If you want to take relatively large currents from the controller, you switch the Röhne42 a corresponding number of tubes of the same type in parallel.

Eine Anwendung in der Hochfrequenztechnik zum Schwundausgleich beim rückgekoppelten Audion zeigt Abb. 18. Hier liegt im Rückkopplungskreis eines die Röhre 48 enthaltenden Audions das Röhrehen i des Reglersystems. Die Drehspule 40 liegt im Gleichstrom führenden Anodenstromkreis. Wenn sich die Feldstärke eines mit Rückkopplung empfangenen Senders ändert, so ändert sich auch der Anodenstrom, was eine Ablenkung der Drehspule 4o und eine Änderung der Aufheizung deS,RÖhrchens i bewirkt. Dadurch ändert sich der Gesamtwiderstand im Rückkopplungskreis, wodurch entsprechend den Verhältnissen ein Anziehen oder ein Nachlassen der Rückkopplung erreicht wird. Bei richtiger Anpassung aller Teile geschieht das in dem Maße, daß gerade ein vollständiger Schwundausgleich zustande kommt, die Lautstärke im Lautsprecher also konstant bleibt. Das Röhrchen des Reglersystems kann auch als Vorwiderstand in die Antennenleitung gelegt werden. Hierdurch wird bei richtiger Anpassung der Empfang in einem Maße geschwächt, das von der Feldstärke des gerade empfangenen Senders abhängt. Auch bei dieser Schaltung kommt man zu einem selbsttätigen Schwundausgleich.An application in high frequency technology to compensate for shrinkage Fig. 18 shows the fed back audion. Here in the feedback loop there is a die Audions containing tube 48 control the tubes i of the control system. The moving coil 40 lies in the anode circuit carrying direct current. If the field strength of a with feedback received station changes, so also changes the anode current, which deflects the rotating coil 4o and changes the heating deS, tube i causes. This changes the total resistance in the feedback circuit, whereby, depending on the circumstances, an attraction or a decrease in the feedback is achieved. With correct adaptation of all parts this happens to the extent that A complete loss compensation is just being achieved, the volume in the loudspeaker so remains constant. The tube of the regulator system can also be used as a series resistor placed in the antenna cable. With the correct adjustment, this will result in the Reception weakened to an extent that depends on the field strength of the one being received Station depends. With this circuit, too, automatic loss compensation is achieved.

Auch bei dem Zusammenbau des Reglersystems mit einem Drehspulsystem kann man eine Schaltung angeben, mit der sich langsame Schwingungen erzeugen lassen. Eine solche Schaltung zeigt Abb. i9. Hier sind die Drehspule 4o und das Röhrchen i hintereinandergeschaltet, wobei das Röhrchen eine fallende Kennlinie nach Abb. 14 besitzen muß. Die Schaltung arbeitet genau so, wie es bei der Erklärung von Abb. 13 und 14 beschrieben ist, wobei aber an Stelle des Magnetes a8 die Drehspule 4o tritt.Even when assembling the controller system with a moving coil system you can specify a circuit with which slow oscillations can be generated. Such a circuit is shown in Fig. 19. Here are the rotating coil 4o and the tube i connected in series, with the tube showing a falling characteristic curve as shown in Fig. 14 must have. The circuit works exactly as it was explained in Fig. 13 and 14 is described, but instead of the magnet a8, the rotating coil 4o occurs.

Für gewisse Zwecke ist es vorteilhaft, den Heizstrom mit dem Regelvorgang veränderlich zu machen. Dies wird dadurch erreicht, daß ganz oder teilweise der Heizkreis mit dem Röhrchen parallel oder hintereinander geschaltet wird. Man kann auch den Heizstrom des Heizkörpers durch eine äußere Kraft ändern, während gleichzeitig auf Grund einer anderen Kraft eine Änderung des Wärmeüberganges zum Widerstandskörpers erfolgt. Dessen Temperatur und Widerstandswert hängen dann von zwei unabhängigen Größen ab und stellen sich resultierend danach ein.For certain purposes it is advantageous to control the heating current with the control process to make mutable. This is achieved in that all or part of the Heating circuit with the tube is switched in parallel or in series. One can also change the heating current of the radiator by an external force while at the same time due to a different force, a change in the heat transfer to the resistance body he follows. Its temperature and resistance value then depend on two independent ones Sizes and adjust themselves as a result.

Man kann noch zahlreiche andere Anwendungsbeispiele für den Gegenstand der Erfindung angeben. Es sei z. B. noch auf die Steuerung einer Rudermaschine durch eine am Kompaß befestigte Widerstandsvorrichtung und auf die Fernmeldung einer Temperatur durch eine an einem Bimetallthermometer befestigte Widerstandsvorrichtung hingewiesen.There are numerous other examples of how the object can be used specify the invention. Let it be B. still on the control of a rowing machine a resistance device attached to the compass and remote reporting of a temperature indicated by a resistance device attached to a bimetal thermometer.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Adjustable resistance device, consisting of a semiconductor resistor body with a high temperature coefficient of its resistance value and from a heating element associated therewith, characterized in that resistance elements and radiators so movable against one another or such with the interposition a moving medium, e.g. B. a diaphragm, are arranged that at constant Heating current the heat absorption of the resistor body by changing the heat transfer resistance is controlled. a. Resistance device according to claim i, characterized in that that the resistance body surrounds a rod-shaped heating body and tubular both are arranged to be axially movable with respect to one another. 3. Resistance device according to Claim i or z, in which two resistance bodies together in a potentiometer or bridge circuit, characterized by such a mechanical connection both resistance bodies or both associated heating bodies that resistance body or radiators are moved at the same time. 4. Resistance device according to claim i or a, characterized in that the resistance body is movable on thin wires is hung. 5. Resistance device according to claim 4, characterized in that that they are in a tiltable vessel, for. B. on the beam of a balance. 6. Resistance device according to claim i, characterized in that it is is located in a vessel that the resistance body is movably arranged and that in the vessel a movable iron core connected to the resistance body is provided, which can be moved magnetically to move the resistance body.