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Publication number: DES0031618MA
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BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 23. Dezember 1952 Bekannitgemacht am 19. Juli 1956Registration date: December 23, 1952 Published on July 19, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

Die Erfindung besteht in einer Einrichtung zum Erzeugen einer hinsichtlich der Spannungshöhe temperaturunabhängigen Wechselspannung und ist gekennzeichnet durch einen Kondensator von derartiger temperaturabhängiger Kapazität, vorzugsweise von derart temperaturabhängigem Dielektrikum, daß der Temperaturgang der die Wechselspannung liefernden Quelle ausgeglichen wird. Kondensatoren als Wechselstromwiderstände eignen sich in erster Linie zum Ausgleich des Temperaturspannungsganges von Wechselspannungsquellen. Es ist jedoch auch möglich, mit einer Einrichtung nach der Erfindung temperaturunabhängige Gleichspannungen zu erzeugen, indem bei einer über eine Ventilanordnung aus einer Wechsel-Spannungsquelle entnommenen Spannung der Temperaturwiderstandsgang der Ventilanordnung in den Ausgleich miteinbezogen wird. Dies kann durch eine entsprechende, zugleich den Temperaturwiderstandsgang berücksichtigende Bemessung des spannungsabhängigen Kondensators erreicht werden. Als temperaturabhängige Kondensatoren sind insbesondere keramische Kondensatoren- mit einem Dielektrikum aus Bariumtitanat, Strontiumtitanat oder anderen Titanaten sowie vor allem aus Mischungen dieser Stoffe geeignet.The invention consists in a device for generating a voltage level with regard to the voltage level temperature-independent alternating voltage and is characterized by a capacitor of such temperature-dependent capacitance, preferably of such a temperature-dependent dielectric, that the temperature variation of the source supplying the alternating voltage is compensated. Capacitors as alternating current resistors are primarily suitable for balancing the Temperature voltage response of AC voltage sources. However, it is also possible with a Device according to the invention to generate temperature-independent DC voltages by at a voltage taken from an alternating voltage source via a valve arrangement Temperature resistance profile of the valve arrangement is included in the compensation. This can by dimensioning the voltage-dependent capacitor can be achieved. As temperature-dependent capacitors are in particular ceramic capacitors with a dielectric made of barium titanate, strontium titanate or other titanates and, above all, mixtures of these substances.

Derartige Kondensatoren nebst ihrer Temperaturabhängigkeit sind an sich bekannt. Es ist desSuch capacitors and their temperature dependency are known per se. It is that

609550/334609550/334

S 31618 VIIIb I'21 cS 31618 VIIIb I'21 c

weiteren an sich bekannt, einen Eisenwasserstoffwiderstand in Reihe mit einem temperaturunabhängigen Widerstand an eine Stromquelle anzuschließen, um dadurch den Strom durch den temperaturunabhängigen Widerstand konstantzuhalten. Eine derartige Schaltung könnte an sich auch zur Erzielung einer konstanten Spannung benutzt werden, wenn nämlich der Spannungsabfall an dem temperaturunabhängigen Widerstand ausgenutzt wird. Eine solche Schaltung würde jedoch nicht in der Lage sein, die Temperaturabhängigkeit einer Spannungsquelle auszugleichen, da Spannungsquellen im allgemeinen durch einen hohen Innenwiderstand gekennzeichnet sind und Eisenwasserstoff widerstände zur· Konstanthaltung geringer Ströme nicht^geeignet sind. Zur Konstanthaltung verhältnismäßig hoher Spannungen, z. B. Schirmgitterspannungen von Pentoden, sind daher Eisenwasserstoffwiderstände nicht geeignet. Diese verlangen vielmehr einen verhältnismäßig großen Betriebsstrom, den hochohmige Spannungsquellen nicht liefern können. Außerdem besteht vor allem in der Regeltechnik die Forderung, daß bestimmte Spannungsgeber, z.B. Tachometerdynamo, nicht belastet werden dürfen, weil anderenfalls beträchtliche Regelfehler entstehen können. Für schnelle Regelungen ist der Eisenwasserstoffwiderstand außerdem wegen seiner Wärmeträgheit nachteilig; ein spannungsabhängiger Kondensator arbeitet dagegen trägheitslos. Diese und weitere Nachteile der Eisenwasserstoffwiderstände, wie beispielsweise hohe Betriebstemperatur,- großer Raumbedarf und die Gefahr des Durchbrennens werden durch die erfindungsgemäß verwendeten spannungsabhängi-further known per se, a ferrous hydrogen resistance in series with a temperature-independent one Connect the resistor to a current source in order to keep the current through the temperature-independent resistor constant. Such a circuit could in itself also be used to achieve a constant voltage can be used, namely if the voltage drop across the temperature-independent resistor is used will. However, such a circuit would not be able to show the temperature dependency to balance a voltage source, since voltage sources are generally due to a high Internal resistance are marked and ferrous hydrogen resistance to keep constant is lower Currents are not ^ suitable. To keep relatively high voltages constant, e.g. B. Screen grid voltages from pentodes, therefore ferrous hydrogen resistors are not suitable. This rather require a relatively large operating current, the high-resistance voltage sources can not deliver. In addition, there is a requirement, especially in control technology, that certain Voltage sources, e.g. tachometer dynamo, must not be loaded, because otherwise considerable Control errors can arise. The ferric hydrogen resistance is used for quick regulation also disadvantageous because of its thermal inertia; a voltage-dependent capacitor works against it inertia. These and other disadvantages of ferrous hydrogen resistance, such as high operating temperature, - large space requirements and the risk of burning through are due to the according to the invention used voltage-dependent

;-i5 gen Kondensatoren vermieden.; Avoided capacitors.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind in der Zeichnung einige Schaltungsbeispiele dargestellt. In Fig. ι liegt an den Klemmen ι und 2 eine Wechselspannung, die von einer nicht mitdargestellten Wechselspannungsquelle an sich beliebiger Art stammt. Die Spannungsquelle habe einen bestimmten Temperaturspannungsgang. Es ist gleichgültig, ob sich die Spannung der Wechselspannungsquelle linear oder anders als linear mit der Temperatur ändert. Zum Ausgleich der Abhängigkeit ist ein temperaturabhängiger Kondensator 3 in Reihe mit einem anderen, nicht temperaturabhängigen Widerstand 4, z. B. einem ohmschen Widerstand oder einem Kondensator, parallel zu der nicht mitd,argestellten Spannungsquelle, also an die Klemmen. 1 und 2, gelegt. Der Strom ' durch den Parallelkreis bleibt während einer Temperaturänderung konstant. Dies kann durch eine sich nach den vorliegenden Gegebenheiten und Erfordernissen richtende Auswahl und Mischung der für das Dielektrikum des Kondensators 3 verwendeten Stoffe erreicht werden. Die konstantgehaltene Spannung ist an dem nicht temperaturabhängigen Widerstand 4 abgenommen und demFor a more detailed explanation of the invention, some circuit examples are shown in the drawing. In Fig. Ι is at the terminals ι and 2, an alternating voltage, which is not shown by a AC voltage source itself of any type originates. Got the voltage source a certain temperature-voltage curve. It does not matter whether the voltage of the AC voltage source changes linearly or otherwise than linearly with temperature. To compensate for the dependency is a temperature-dependent capacitor 3 in series with another, non-temperature-dependent Resistor 4, e.g. B. an ohmic resistor or a capacitor, in parallel with the voltage source not shown with so to the terminals. 1 and 2. The current through the parallel circuit remains during a Constant change in temperature. This can be done by a depending on the given circumstances and Selection and mixing of those used for the dielectric of the capacitor 3 in accordance with requirements Substances can be achieved. The voltage kept constant is not temperature dependent on the one Resistance 4 decreased and the

A^erbraucher 5 zugeführt. .A ^ consumer 5 supplied. .

Oft wird gefordert, daß eine erzeugte konstante Spannung in Phase.mit der Spannung ist, aus der sie gebildet wurde, und daß eine Frequenzunabhängigkeit vorliegt. In solchen Fällen wird man an Stelle des temperaturünabhängigeh Wider-Standes 4 einen normalen, d. h. nicht temperaturabhängigen Kondensator, vorsehen. Die gestellten Forderungen lassen sich dann erfüllen, sofern die Impedanz der beiden Kondensatoren klein gegen die des angeschalteten Verbrauchers ist, mit anderen Worten, sofern keine oder nur eine vernachlässigbare geringe Belastung durch einen Außenwiderstand 5 vorliegt.Often it is required that a constant voltage generated is in phase with the voltage from which it was formed and that there is frequency independence. In such cases one will Instead of the temperature-independent resistor 4 a normal, i.e. H. not temperature dependent Provide a capacitor. The demands made can then be met if the The impedance of the two capacitors is small compared to that of the connected consumer in other words, provided none or negligible low load from an external resistor 5 is present.

Bei der Schaltung nach Fig. 1 ist die Ausgangsspannung U₂ stets kleiner als die Eingangsspannung U₁. Mit der Schaltung nach Fig. 2, die mit ihren Einzelheiten und Bezugszeichen der nach Fig. ι bis auf den vorgeschalteten induktiven Spannungsteiler 6 (Spartransformator) gleicht, kann durch passende Einstellung des Abgriffs 7 dagegen erreicht werden, daß die Ausgangsspannung U₂ stets gleich dem Wert der Spannung U₁ ist, den diese bei einer Bezugstemperatur T₀ aufweist.In the circuit according to FIG. 1, the output voltage U _{2 is} always lower than the input voltage U ₁ . With the circuit of FIG. 2, with its individual components, and reference numeral to that of FIG. Ι up on the upstream inductive voltage divider 6 (autotransformer) like, can be achieved, however, by appropriate setting of the tap 7, the output voltage U ₂ is always equal to the The value of the voltage U ₁ is that it has at a reference temperature T ₀ .

Fig. 3 stellt eine besonders vorteilhafte Schaltung nach der Erfindung dar, bei der ebenfalls erreicht werden kann, daß U₂ stets die Größe von U₁ bei der Bezugstemperatur T₀ hat. Die zur Kompensation verwendete Reihenschaltung aus Kondensator 3 und Widerstand 4 ist im Gegensatz zur Schaltung nach Fig. 1 nur einem Teil des Spannungsteilers 6 parallel geschaltet. Mit dieser Schaltung kann eine mit der Temperatur fallende oder steigende Spannung einer Wechselspannungsquelle ausgeglichen werden, je nach der Lage, die der spannungsabhängige Kondensator 3 und der nichtspannungsabhängige Widerstand 4, der hier beispielsweise ebenfalls ein Kondensator sein kann, einnehmen. Bei unendlichem oder sehr großem Außenwiderstand 5 arbeitet diese Schaltung, wenn für den Widerstand 4 ein Kondensator verwendet wird, ebenfalls unabhängig in bezug auf Frequenz , und Phasenlage der Eingangsspannung U₁. Fig. 3 shows a particularly advantageous circuit according to the invention, in which it can also be achieved that U ₂ always has the size of U ₁ at the reference temperature T ₀ . The series connection of capacitor 3 and resistor 4 used for compensation is, in contrast to the circuit according to FIG. 1, connected in parallel to only part of the voltage divider 6. With this circuit, a voltage of an AC voltage source that falls or rises with temperature can be compensated, depending on the position occupied by the voltage-dependent capacitor 3 and the non-voltage-dependent resistor 4, which can also be a capacitor here, for example. In the case of an infinite or very large external resistance 5, if a capacitor is used for the resistor 4, this circuit also works independently with regard to the frequency and phase position of the input voltage U ₁ .

Die Fig. 4 und 5 zeigen zwei Schaltungen nach der Erfindung, mit denen es möglich ist, eine konstante Gleichspannung U₂ aus einer Wechselspannung U₁ zu erzeugen, die von einem in bezug auf die Spannung temperaturabhängigen Generator G, eines Mittelfrequenztachometerdynamos mit permanenten Feldmagneten, geliefert wird.4 and 5 show two circuits according to the invention with which it is possible to generate a constant direct voltage U ₂ from an alternating voltage U _1, which is generated by a generator G, which is temperature-dependent with respect to the voltage, a medium-frequency tachometer dynamo with permanent field magnets, is delivered.

In Fig. 4 wird die Wechselspannung U₁ einem induktiven Spannungsteiler 6 zugeführt, zu dessen rechtem Teil ein ausgleichender spannungsabhängiger Kondensator 3 in Reihenschaltung mit einem nicht spannungabhängigen Kondensator 4 parallel liegt. An den,mit der Klemme 1 verbundenen Anschluß des Spannungsteilers 6 einerseits und an den Verbindungspunkt 8 der Kondensatoren 3 und 4 andererseits ist eine Ventilanordnung 9 angeschlossen, die beispielsweise mit vier Ventilen in Einphasenbrückenschaltung ausgeführt ist. Der spannungsabhängige Kondensator 3 ist so dimensioniert, daß er den Temperaturwiderstandsgang der Ventilanordnung 9 mitausgleicht. .In FIG. 4, the alternating voltage U _{1 is} fed to an inductive voltage divider 6, to the right of which a compensating voltage-dependent capacitor 3 is connected in parallel with a non-voltage-dependent capacitor 4. A valve arrangement 9 is connected to the connection of the voltage divider 6 connected to the terminal 1 and to the connection point 8 of the capacitors 3 and 4, for example, with four valves in a single-phase bridge circuit. The voltage-dependent capacitor 3 is dimensioned so that it also compensates for the temperature resistance curve of the valve arrangement 9. .

Fig. 5 zeigt eine ähnliche Schaltung wie Fig. 2. An Stelle eines galvanischen Anschlusses derFIG. 5 shows a circuit similar to FIG. 2. Instead of a galvanic connection of the

609,550/334609,550 / 334

S 31618 VIIIb/21 cS 31618 VIIIb / 21 c

Kondensatoren 3 und 4 ist hier ein transformatorischer Anschluß an die Spannung U₁. des Wechselstromgenerators vorgesehen. Die konstantzuhaltende Spannung U₁ ist einer Gleichrichteranordnung 9 zugeführt, deren Gleichstromanschlüsse mit denen einer Hilfsventilanordnung 9' in Reihe geschaltet sind. Der Wechselstromeingang der Hilfsventilanordnung 9' wird von einer an dem spannungsabhängigen Kondensator 3 abgegriffenen Wechselspannung gespeist.Capacitors 3 and 4 are here a transformer connection to the voltage U ₁ . of the alternator provided. The voltage U _{1 to be kept} constant is fed to a rectifier arrangement 9, the DC connections of which are connected in series with those of an auxiliary valve arrangement 9 '. The alternating current input of the auxiliary valve arrangement 9 'is fed by an alternating voltage tapped at the voltage-dependent capacitor 3.

Die Einrichtung nach der Erfindung ist vor allem geeignet für Regeleinrichtungen hoher Genauigkeit, zum Temperaturausgleich von Meß-, A^ergleichs- oder Steuerspannungen in Regelverstärkern, ferner zur Konstanthaltung von Gitterspannungen und Anodenspannungen bei Röhren in komplizierten elektrischen Meßgeräten. Darüber hinaus ist die Einrichtung nach der Erfindung von besonderer Bedeutung, wenn es sich darum handelt, mit Hilfe eines Wechselstromtachometerdynamos — insbesondere wenn diese mit permanenten Feldmagneten ausgerüstet ist —- eine drehzahlverhältige, temperaturunabhängige Gleichspannung zu erzeugen. Die Einrichtung nach der Erfindung ist nicht auf die dargestellten Schaltungsbeispiele beschränkt, beispielsweise nicht auf die einphasige Ausführung, sondern kann auch zum Ausgleich des Temperaturspannungsganges mehrphasiger Stromquellen mit den gleichen Vorteilen verwendet werden.The device according to the invention is particularly suitable for high control devices Accuracy, for temperature compensation of measuring, equalizing or control voltages in control amplifiers, also to keep grid voltages and anode voltages constant for tubes in complicated electrical measuring devices. In addition, the device according to the invention is from of particular importance when it comes to using an alternating current tachometer dynamo - especially if this is equipped with permanent field magnets - a speed-related, generate temperature-independent DC voltage. The device according to the invention is not limited to the circuit examples shown, for example not to the single-phase Execution, but can also be multi-phase to compensate for the temperature-voltage curve Power sources can be used with the same advantages.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Device for generating a relevant the voltage level, temperature-independent alternating voltage, especially for control and regulating devices by a temperature-dependent capacitor known per se of such a temperature-dependent one Capacitance, preferably of such a temperature-dependent dielectric that the temperature response of the alternating voltage supplying source is compensated.

2. Device according to claim 1, characterized by the use of a per se known capacitor with a ceramic dielectric, in particular made of barium or Strontium titanate, preferably a mixture of the two.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature-dependent Capacitor in series with a non-temperature dependent resistor, preferably a non-temperature-dependent capacitor, connected in parallel to the voltage source and that the temperature-independent Voltage is tapped either on the capacitor or on the resistor.

4. Device according to claim 3, characterized in that the series connection consists of Capacitor and resistor, preferably composed of a capacitor and a capacitor, via one inductive voltage divider (autotransformer) connected to the AC voltage source is:

5. Device according to claim 4, characterized in that the series connection only to part of the voltage divider is connected in parallel.

6. Device according to one of claims 1 up to 5, in particular for alternating voltages of variable frequency, characterized in that, that the non-temperature-dependent resistor is also a capacitor and that the impedance both are small compared to that of the consumer.

7. Device according to one of claims 1 to 6 “characterized in that the AC voltage source is an alternating or three-phase tachometer dynamo, in particular with permanent magnets for generating fields.

8. Device according to one of claims 1 to 7, wherein the AC voltage source a valve arrangement works, characterized in that at the same time the temperature resistance curve the valve arrangement is included in the compensation.

9. Device according to claim 8, characterized in that two DC side in Series-connected valve bridge arrangements are provided, one of which is on the AC side to the voltage source to be kept constant and the other on the AC side is connected to a voltage that is dependent on this but is galvanically separated, that the means for temperature compensation switched into the AC circuit of this voltage and that at the same time the temperature resistance curve of both valve arrangements is included in the compensation.

Considered publications:
Swiss Patent No. 284 596;
ATM, episode I 062-21.

Please refer to the sheet of drawings