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Elektrischer Widerstand Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen
Widerstand, bei dem Bar verwendet wird, welches einen sehr großen Widerstandstemperaturkoeffizienten
besitzt. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Widerstandselement zu
schaffen, welches gegenüber den bisherigen größere Genauigkeit, Zuverlässigkeit
und Wirkungsfähigkeit besitzt. Dabei soll die Herstellung des Widerstandes möglichst
einfach und zuverlässig sein.
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Es ist schon ein Borwide#tand bekanntgeworden, bei dem das Bor vermittels
Schmelzens im Lichtbogen mit Molybdän- oder Wolframelektroden verbunden -wurde.
Wolfram hat einen Schmelzpunkt von 3¢00° C, während Bor schon bei 25oo° C schmilzt.
Auch ist es bekannt, daß Bor bei Temperaturen, die unter dem Schmelzpunkt des Bors
liegen, mit verschiedenen Metallen, wie Eisen, Platin, Palladium, chemische Verbindungen
eingeht.
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Die Erfindung betrifft nun @ebenfalls ,ein Verfahren zur Herstellung
elektrischer Widerstände mit hohem negativem Temperaturkoeffizienten unter Verwendung
von Bor; bei denen ein oder mehrere Borkristalle mit metallischen Zuleitungen aus
Platin, Palladium, Eisen oder anderen einen niedrigeren Schmelzpunkt als Bor besitzenden
Werkstoffen verbunden werden, und besteht darin, daß ein bestimmter Widerstandswert
durch Änderung des als Bindemittel wirkenden, elektrisch gut leitenden Boridanteils,
der sich bei der Erhitzung der Verbindungsstelle bildet, und damit der Fläche zwischen
diesem und dem Borkristall erzeugt wird. -Die Herstellung der Widerstände erfolgt
in der Weise, daß zunächst die ZufÜhrungsleitung mit dem Borkristall in Kontakt
gebracht
wird und anschließend an diesen Kontaktpunkt zwischen
Leitung und Kristall eine kleine Flamme herangebracht wird. Bei der Verwendung von
Platin für die Zuleitungen hat sich gezeigt, daß, obwohl der Schmelzpunkt des Borkristalles
bei 25oo' und der Schmelzpunkt des Platindrahtes bei i8oo-' C liegt, durch die kleine
Flamme, deren Temperatur nicht über ; 5ö' C zu liegen braucht, eine kleine Menge
von Platinborid gebildet wird, das den Zuführungsdraht mit dem Kristall fest verbindet.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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In Fig. i ist ein Widerstand gezeigt, der aus einem einzigen Borkristall
i mit den Zuführungsleitungen und @ besteht. Die Leitungen 2 und 3 sind an entgegengesetzten
Enden des Kristalles i mit Hilfe kleiner Boridteil.e q. und 5 befstigt. Wird Platin
für die Leitungen 2 und 3 benutzt, so bestehen die Verbindungsstellen :l und 5 aus
Platinborid. Es ist jedoch auch möglich, andere Metalle, wie beispielsweise Palladium
oder Eisen, als Zuführungsleitung zu verwenden, und- dementsprechend werden dann
die Verbindungsstellen aus Palladiumborid oder Eisenborid gebildet.
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Der in Fig.2 gezeigte Widerstand entspricht dem Widerstand der Fig.
1 und unterscheidet sich von diesem lediglich dadurch, daß das Borpartikelchen 6
aus einer Anhäufung zusammenhängender Borkristalle besteht. Die Zuführungsleitungen
7 und 8 sind an entgegengesetzten Enden über die Verbindungsstellen g und i o mit
dem Widerstand verbunden.
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Diese Borwiderstände sind im allgemeinen sehr klein und haben zweckmäßig
einen Durchmesser in der Größenordnung von o,5 mm. Dementsprechend müssen auch die
Zuführungsleitungen 2, 3 und 7, 8 mit sehr kleinem Durchmesser, und zwar o,o25 bis
o,o5mm ausgebildet werden. Da der Widerstand und seine Zuführungsleitungen infolge
ihrer kleinen Abmessungen sehr leicht beschädigt «erden können, ist es in vielen
Fällen wünschenswert, sie in bekannter Weise in einer Schutzhülle anzuordnen. Eine
solche Anordnung zeigt die Fig.3. Der Borwiderstand 11 ist mittels seiner Zuführungsleitungen
12 und 13 mit den Anschlußdrähten 1 4. und 15 verschweißt oder in anderer Weise
fest verbunden, und die Drähte 14 und 15 sind ihrerseits in einer Glasröhre 16 eingeschmolzen.
Die Röhre 16 dient als Schutzgeh:icisc für den Widerstand. Sie kann jedoch nicht
nur als Schutz für den Widerstand von mechanischen Beschädigungen dienen, sondern
kann, wie an sich ebenfalls schon bekannt, auch dafür benutzt werden, größere Temperaturschwankungen
der umgebenden Atmosphäre vom Widerstand fernzuhalten. Die Glasröhre 16 kann evakuiert
oder mit einem geeigneten Gas von gewünschtem Druck gefüllt sein.
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Das neue Verfahren zur Änderung des Boridanteils ist in Fig. 4. gezeigt.
Der Zuführungsdraht 17, der aus Platin bestehen kann, wird zunächst mit der Oberfläche
des Borkristalles 18 in Berührung gebracht. Eine Stichflamme, die durch ein geeignetes
brennbares Gas erzeugt wird, wird dann mit Hilfe des Brenners i g auf die Berührungsfläche
zwischen dem Draht 17 und dem Kristall 18 gerichtet. Durch diese Flamme wird die
Bildung von Platinborid an der Berührungsstelle hervorgerufen und dadurch eine feste
mechanische Verbindung zwischen dem Draht 17 und dem Kristall 18 erzielt. Da das
Platinborid eine gute elektrische Leitfähigkeit hat, wird gleichzeitig auch ein
guter elektrischer Kontakt zwischen Zuführungsleitung und Kristall, erzeugt. Die
Größe des elektrischen Widerstandes selbst wird durch Bestimmung der Größe des Boridanteils
an der zwischen dem Zuführungsdraht und dem Kristall durch die Stichflamme gebildeten
Verbindung und damit der Fläche zwischen dem Boridanteil und dem Kristall beliebig
geändert.
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Derartige Widerstände können in den verschiedensten elektrischen Kreisen
Anwendung finden. Sie haben bekanntlich einen sehr großen negativen Temperaturwiderstandskoeffizienten.
Ihr Widerstand bei normaler Temperatur ist hoch. Fließt jedoch Strom hindurch, so
erhöht sich ihre Temperatur infolge der Heizwirkung des Stromes, und ihr Widerstand
fällt sehr stark in Abhängigkeit von der ansteigenden Temperatur ab. Durch die Verwendung
kleiner PartikAchen gemäß den vorstehenden Ausführungen wird ein sicheres Einhalten
der Beziehungen zwischen Strom und Widerstand, wie es häufig zur Steuerung elektrischer
Kreise notwendig ist, erreicht. Auch die Verwendung sehr dünner Zuführungsdrähte
steigert die Wirtschaftlichkeit und Präzision der Widerstandsanordnung, da dadurch
Wärmeverluste des Borkristalles, die durch Wärmeableitung der Zuführungsdrähte auftreten
könnten, weitgehend vermieden werden.