DE2108287C3 - Vorrichtung zur Thermostatierung eines Bauelements, insbesondere einer Feldsonde zur Messung der Magnetfeldstärke in SektorfeM-Massenspektrometern - Google Patents
Vorrichtung zur Thermostatierung eines Bauelements, insbesondere einer Feldsonde zur Messung der Magnetfeldstärke in SektorfeM-MassenspektrometernInfo
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Description
Die r.iTindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
tür 1 herniosta::erung eines Bauelementes, insbesondere
einer Feldsonde /ur Messung der Maunctieldfctärke
in Sektorl'eldmassenspektrometern. mil e: iom
aus zwei, das Bauelement zwischen sich einsehließcntlen
Teilwidersländen bestehenden NTC-Widerstand. tier gleichzeitig Hs Temperaturfühler und elektrischer
I !ei/widerstand zur eigenen Thermostatierung dient, indem er in einer Renelschaliun» zur Konstanthaltung
seines Widerstandswertes durch widerstandsuhhänjiige
Veränderung des ihn durchfließenden Stromes angeordnet und so mit dem Bauelement verbunden
ist. dal.', er dessen Temperatur bestimmt.
Die bekannten Vorrichtungen dieser Art bilden eine symmetrische .Anordnung, bei der die I lache
kleinster Schwankungen der Temperatur im Bereich des Mel.'ilühlers liegt. Solche symmetrischen Gestaltungen
sind aiici bei gegebenen räumlichen Verhältnissen
oftmals nicht angebracht.
Der Lrfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die auch bei unsymmetrischem Aufbau die
Fläche kleinster Tempcraturschwanklingen in den
Bereich des Meßfühlers zu verlegen gestattet.
Diese Aufgabe wird erlindungsgemäß dadurch gelöst,
daß der Meßfühler zwischen einem größeren, z. B. plattenförmigen NTC-Teilwiderstand und einem
kleineren. /.. B. perlenförmigen NVC-I eilwiderstand
angeordnet und daß das Belastungsv erhältiiis der
beiden Teilwiderstände durch einen Trimmer so einstellbar ist. daß die Fläche kleinster Temperatur-Schwankung
in ilen Bereich des Meßfühlers oder sonstigen Bauelementen zwischen den beiden Teilwiderständen
verlesibar ist.
Hiermit ist eine hochgradige Thermostatierung auch mit NTC-Widerständen stark unterschiedlicher
geometrischer Form, die insbesondere zur Anpassung an vorneaebene beengte Raumverhältnisse wichtig
sein kann, zu verwirklichen.
Die Ertindunü wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
F i α. 1 "das Schaltbild einer Vorrichtung zur Thermosiatierung
mit einer NTC-Widerstandsanordnung und
F i 2. 2 die Verteilung der Temperaturschwankun- »en über den Querschnitt der NTC-Anordnung nach
Fig. 1.
Fig. 1 zeigt die Anwendung der Erfindung zur Thermostatierung einer Feldsonde Rn, beispielsweise
einer Feldplatte mit von der Feldstärke H abhängigem Widerstand, die zur Messung der magnetischen
Feldstärke // in den Magnetspalt Sp eines Sektorfeld-Massenspektrometers
eingeführt wird.
Temperaturmessung und Heizung zur Thermostatierung gehen im selben Bauelement vor sich, und
zwar in einem zweiteiligen, die Feldsonde Rn einschließenden
NTC-Widerstand/?,,,, K1,,. der wie die
Feldsor.de im Magnetspalt .Vp liegt. Dieser NTC-Widerstand dient einerseits als Temperaturfühler, indem
die starke Teniperaturabhängigkeit seines WideiMandswertcs zur Temperaturmessung ausgenutzt
wird, und er dient andererseits auch als Heizung,
indem der ihn durchfließende Strom/,,,. Z1 „ so
eereizelt wird, daß die Schwankung^", seines Wider-
:-lande-) kompensiert werden.
Aus Gründen der Plat/ersparnis ist es vorteilhaft
oder notwendig, die Feldsonde Rn als Reiter auf einem einzelnen plattenförmigen NTC-Widerstand
R .inzuordnen. I'm dabei gleichwohl kleinste Temperaturschwankungen
im Bereich der Feldsonde zu üCwährleiMen, ist auf der anderen Seite der Feldplatte
Rn ein sehr kleiner, perlenförmiger NTC-Widerstand
Rx,, angeordnet und dabei das Verhältnis der Ströme/,,,. /,,, mittels eines Trimmerwiderst.indesft.,,,
so eingestellt, daß die gewölbte Fläche Fn kleinst·..1'- Temperaturschwankungen durch die Feldplatte
Rn hindurchgeht.
Der NTC-Widerstand ist in bekannter Weise in einer Widerstandsbrücke Br angeordnet, in der er
einen der vier Widerstandszweige Rtu, Rx,,: R.2„. R2,,;
R..: R^ bildet und in der das Brückensignal .V11 über
einen Regler.ν die Betriebsspannung U der Brückensehaltung
steuert. Dabei ist die Regelschaltung so eingestellt, daß Änderungen des Widerstandswertes
des^ NTC-Widerstandes R1,,. Rx,,. die sieh als Folge
\on iVinperaturänderungen dieses Widerstandes ergeben,
durch Änderung der Betriebsspannung U kompensiert werden. Dadurch wird erreicht, daß der
W'ideistandswert des NTC-Widerstandes durch Änderung
der Betriebsspannung V und damit des die Temperatur des NTC-Widerstandes bestimmenden Stromes/,
■·/,„ ί I1,, auf einem konstanten Wert gehalten
wird. Dieser Wert stellt sich so ein, daß das Brückensignal .S1, ständig auf den Wert Null eingeregelt
wird.
Die Feldsonde R11, die zwischen den beiden Teilen
des NTC-Widerstandes R111. R,,, angeordnet ist. wird
praktisch ständig ebenfalls auf der gleichbleibenden Temperatur des NTC-Widerstandes gehalten, so daß
das von ihr gelieferte Signal .S';, nur von der Feldstärke
// /m Magnetspalt .V/', nicht aber \on der Temperatur
f„ im Magnetspalt abhängig ist. Dieses Son-
Ci-1I-ILiUi! ->'■; wird in bekannter Weise über eine MeIisciiakung
m zur Anzeige der \on der Feldstarke//
abhängigen .\las-enzahl in einem spektrogranhen η
licnuizi.
Durch das Einbetten der Feldsonde R11 in den ;
iweiieiligen NTC-Widerstand läßt, sich eine seh:
wesentliche Herabsetzung der mit der Regelung verbundenen
restlichen i emperi lurschwun'.uiiüen im
Bereich der Feldsonde R1, erzielen. Schwankungen
der Temperatur des den NTC-Widerstand umgeben- π «Jen Luftraumes im Mugneivpait Sp rufen Schwanluncen
der leniperauir des NTC-Widerstande* her-
\or. die ihrerseits die zur Regelung ausgenutzten Schwankungen des NTC-Widersiandes hervorrufen.
Die Schwankungen der Temperatur sind jedoch nicht überall gleich groß. Sie sind vielmehr in einer minieren
Fläche /■„ der Widerstandsanordnung am kleinsten
und nehmen von dort nach außen hin zu; bei einer Temperaturschwankung im Magnetspalt von z. B.
I C z. B. von einem Kleinstwert \on Ji1 = 6.!(I :lli
in der Fläche/·„ auf ;. =■ LlO111C an den Außenseiten
der Anordnung.
Zur Anpassung des zweiten N'l C-Widerstandes /V1,, kann der Brückenwidersiand A\,„ einstellbar sein.
Hierzu I Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Vorrichtung zur Thermostatierung eines Bauelementes, insbesondere einer Feldsonde zur Messung der Magnetfeld^tärke in Sektorfddmassenspekirometern, mit einem aus zwei, das Bauelement zwischen sich einschließenden TdI-widersiänden bestehenden NTC-Widerstand, der gleichzeitig als Temperaturfühler und elektrischer Heizwiderstand zur eigenen Thermostatierung dient, indem er in einer Regelschaltung zur Konstanthaltung meines Widerstandsvvertes durch widerstandsahhängige Veränderung des ihn durchfließenden Stromes angeordnet und so mit dem Bauelement verbunden ist, daß er dessen Temperatur bestimmt, dadurch ge kenn-ζ e i c h net. daß der Meßfühler (R11) zwischen einem größeren, z. B. plattenförmigen NTC-TdI-widerstand (ft,,,) und einem kleineren. z.B. perlenförmigen NTC-Teilwidcrstand (R1,,) angeordnet und daß das Belastungsverhältnis der beiden Teilwiderstande durch einen Trimmer (R,,.) so einstellbar ist. daß die Fläche kleinster Tcmperaturschwankuiig (/·'„) in den Bereich des Meßfühlers [R11) oder sonstigen Bauelementes zwischen ilen beiden Teilwiderständen (R1 .. R1,,) \er!esibar i-t.
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