DE889030C - Device for the automatic regulation of a voltage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung mit thermonegativen Widerständen zur {Konstanthaltung einer Spannung und hat die Aufgabe, den Einfluß von Schwankungen der Umgebungstemperatur auf die Regeleinrichtung zu beseitigen.The invention relates to a control device with thermo-negative resistors for keeping constant a voltage and has the task of reducing the influence of fluctuations in the ambient temperature to eliminate the control device.

Die thermonegativen Widerstände solcher Einrichtungen können entweder durch Änderungen des sie durchfließenden Stromes geheizt und in ihrer Widerstandsgröße beeinflußt werden (direkt geheizte Thermoregler), oder sie können vorzugsweise in ihrer Widerstandsgröße von der Umgebungstemperatur beeinflußt werden (indirekt geheizte Thermoregler). Das letztere ist dann der Fall, wenn durch den Bau des Thermoreglers für einen besonders guten Wärmekontakt mit der Umgebung Sorge getragen wird.The thermo-negative resistances of such devices can either be changed by changing the They are heated by the current flowing through them and their resistance value can be influenced (directly heated Thermoregulators), or they can preferably vary in their resistance value from the ambient temperature influenced (indirectly heated thermoregulators). The latter is the case if by building the thermoregulator for a particularly good thermal contact with the environment is ensured.

Die Fig. ι zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei bedeutet ι die Eingangsklemmen und 2 die Ausgangsklemmen des Reglers, 3. eine beliebige Stromquelle von veränderlicher Spannung. Es kann sich dabei etwa um eine Wechselstromquelle handeln, die den Regelstrom für den Verstärker eines Vielfachträgersystems liefert. 4 bedeutet eine Impedanz, die ganz oder teilweise durch den inneren Widerstand der Stromquelle gebildet ist, 5 die äußere Belastung. Die Regeleinrichtung enthält zwei in Serie geschaltete Widerstände 6 und 7, die an die Eingangsklemmen 1 geschaltet sind. Widerstand 6 hat einen negativen Temperaturkoeffizienten und ist direkt geheizt. Es können verschiedene Widerstände dafür Verwendung finden, doch haben sich Kugelwiderstände ausFig. Ι shows an embodiment of the invention. Ι means the input terminals and 2 the output terminals of the controller, 3. any one Variable voltage power source. It can be an alternating current source act, which supplies the control current for the amplifier of a multi-carrier system. 4 means an impedance that is formed in whole or in part by the internal resistance of the power source is, 5 is the external load. The control device contains two resistors 6 connected in series and 7, which are connected to the input terminals 1. Resistor 6 has a negative temperature coefficient and is directly heated. Different resistors can be used for this, but spherical resistors are the best

Oxyden von Nickel, Mangan und Kupfer als besonders geeignet erwiesen. Widerstand 7 hat gleichfalls einen negativen Temperaturkoeffizienten und soll von den ihn durchfließenden Strömen nur wenig beeinflußt werden. Er kann etwa als eine Scheibe aus Oxyden von Nickel, Mangan und Kobalt ausgebildet sein. Ferner enthält die Einrichtung noch einen Thermoregler 8 von der gleichen Art wie 7, der ebenfalls als eine Scheibe vonOxides of nickel, manganese and copper proved to be particularly suitable. Resistor 7 also has a negative temperature coefficient and should only depend on the currents flowing through it are little influenced. It can be seen as a disk made of oxides of nickel, manganese and cobalt be trained. The device also contains a thermal controller 8 of the same Kind of like 7, which is also called a slice of

ίο Oxyden von Nickel und Mangan ausgebildet sein kann.ίο Oxides of nickel and manganese are formed can.

Die Wirkungsweise einer solchen Einrichtung sei an Hand der Fig. 2 erläutert, in der die Abszisse den den Widerstand durchfließenden Strom in Milliampere und die Ordinate die an ihm liegende Spannung in Volt angibt. Die Kurvet zeigt den Verlauf der Spannung für einen direkt geheizten Widerstand wie 6 bei einer konstantenUmgebungstemperatur von i6° C. Da auch bei konstanter Umgebungstemperatur infolge des Heizstromes die Temperatur des Widerstandes veränderlich ist, ändert sich die Spannung in der durch die Kurve gegebenen Weise. Durch Serienschaltung eines Widerstandes von geeigneter Größe kann, wie es an sich bekannt ist, die Spannung an beiden Widerständen konstant gehalten werden.The mode of operation of such a device will be explained with reference to FIG. 2, in which the abscissa the current flowing through the resistor in milliamperes and the ordinate that applied to it Indicates voltage in volts. The curve shows the course of the voltage for a directly heated one Resistance like 6 at a constant ambient temperature of i6 ° C. Since also at a constant ambient temperature As a result of the heating current, the temperature of the resistor is variable, the voltage in the curve changes given way. By connecting in series a resistor of suitable size can be how it is known per se, the voltage across both resistors can be kept constant.

Wenn die Umgebungstemperatur geändert wird, z. B. höher wird, so ändert sich diese Kennlinie des direkt geheizten Thermoreglers und zeigt bei einer Temperatur von 24⁰ den durch die Kurve B und bei einer Temperatur von 38⁰ den durch die Kurve C gegebenen Verlauf. Bei jeder dieser höheren Umgebungstemperaturen ist ein anderer Wert des Reihenwiderstandes erforderlich, um die Spannung unabhängig vom Strom zu machen.When the ambient temperature is changed, e.g. B. becomes higher, so this characteristic changes of the directly heated thermal controller and shows at a temperature of 24 ⁰ to the given by the curve C through the course of curve B and at a temperature of 38 ^0th At each of these higher ambient temperatures, a different value of the series resistance is required in order to make the voltage independent of the current.

Bei teilweisem oder gänzlichem Ersatz des Reihenwiderstandes durch einen indirekt geheizten Thermoregler wie 7 wird der Reihenwiderstand veränderlich gemacht, und infolgedessen wird die Form der Kennlinie in bestimmter Weise von der Umgebungstemperatur abhängig und kann innerhalb eines weiten Bereiches flach gemacht werden. Fig. 3 zeigt eine Kurvenschar, bei der die Abszisse die Eingangsspannung der Quelle 3 und die Ordinate die Ausgangsspannung ~äm" Widerstand 5 unter verschiedenen Bedingungen angibt. Wenn" lediglich der Thermoregler 6 in dem Kreis angeschaltet ist und die Belastung 5 abgeschaltet ist, so ist. die Beziehung zwischen den beiden Spannungen durch die Kurve A gegeben, wobei die Umgebungstemperatur auf 16⁰C gehalten wurde. Bei einer höheren Umgebungstemperatur von, 38⁰ C ist die Beziehung zwischen den beiden Spannungen durch die (Kurve B gegeben. Bei Einschaltung eines Reihenwiderstandes geeigneter" Größe zu dem Thermoregler 6 ergibt sich bei 16⁰C die Kurve C, gemäß welcher die Ausgangsspannung fast unabhängig von der Eingangsspannung ist. Bei höheren Temperaturen ist dies jedoch, wie die Kurve D, die einer Temperatur von 38⁰ C entspricht, zeigt, nicht mehr der Fall.If the series resistance is partially or completely replaced by an indirectly heated thermoregulator such as 7, the series resistance is made variable, and as a result the shape of the characteristic curve depends in a certain way on the ambient temperature and can be made flat within a wide range. 3 shows a family of curves in which the abscissa indicates the input voltage of the source 3 and the ordinate indicates the output voltage ~ äm "resistor 5 under different conditions. If" only the thermal controller 6 is switched on in the circuit and the load 5 is switched off, then is. the relationship between the two voltages is given by curve A with the ambient temperature being kept at 16 ^° C. At a higher ambient temperature of 38 ⁰ C, the relationship between the two voltages is given by the (curve B. During the switching on of a series resistor of suitable "size to the thermal controller 6, the curve C, the output voltage obtained at 16 ⁰ C, according to which almost independently At higher temperatures, however, as curve D, which corresponds to a temperature of 38 ^° C., shows, this is no longer the case.

Wenn nun der Reihenwiderstand erfindungsgemäß durch einen Thermoregler.7 ersetzt wird", der denselben Widerstand hat, so ergibt sich wieder die Kurve C. Mit steigender Umgebungstemperatur sinkt aber der Widerstand von 7, so daß sich ein Ausgleich für die höhere Temperatur ergibt. Durch Wahl eines .Widerstandes 7 von entsprechender Kennlinie kann eine weitgehende Konstanz der Ausgangsspannung bei verschiedenen Umgebungstempeiaturen erzielt werden. So zeigt z. B. die Kurve B die Ausgangsspannung für eine Temperatur von 38⁰ für diesen Fall. Allerdings zeigen die beiden Kurven, daß- die Spannung bei verschiedenen Umgebungstemperaturen verschieden ist.If the series resistance is now replaced according to the invention by a thermoregulator.7 "which has the same resistance, then curve C results again. As the ambient temperature rises, the resistance of 7 decreases, so that there is a compensation for the higher temperature. By choice a .Widerstandes 7 of a corresponding characteristic can be achieved a high degree of stability of the output voltage at various Umgebungstempeiaturen. Thus, for. example, curve B shows the output voltage for a temperature of 38 ⁰ for this case. However, show the two curves in that- the voltage is different at different ambient temperatures.

Einrichtungen mit derartigen Kennlinien können .für verschiedene Zwecke genügen, wenn es wichtig ist, rasche Spannungsschwankungen zu unterdrücken, aber die verhältnismäßig langsamen, durch die Umgebungstemperatur bewirkten Spannungs-Schwankungen nicht zu stören. Sollen diese jedoch gleichfalls vermieden werden, so wird in Reihe mit der Ausgangsbelastung noch ein indirekt geheizter Thermoregler 8 geschaltet. Da auch dieser einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweist, sinkt sein Widerstand mit wachsender Umgebungstemperatur, und infolgedessen steigt die am Belastungswiderstand liegende Spannung. Da ohne den Thermoregler 8, wie oben dargelegt, mit wachsender Umgebungstemperatur die Spannung am Belastungswiderstand sinkt, so gibt der Thermoregler 8 einen Ausgleich und ist imstande, bei entsprechender Bemessung die durch die Umgebungstemperatur hervorgerufenen Spannungsschwankungen innerhalb eines weiten Temperaturbereichs auszugleichen. Die Kurven F und G der Fig. 3 zeigen die Spannung für eine solche Anordnung bei Temperaturen von 16 und 38⁰C. Zweckmäßig wird zu dem Thermoregler 8 ein Widerstand 9 parallel geschaltet, der auf einen optimalen Wert eingestellt wird.Devices with such characteristics can suffice for various purposes if it is important to suppress rapid voltage fluctuations, but not to disturb the relatively slow voltage fluctuations caused by the ambient temperature. However, if this is also to be avoided, an indirectly heated thermoregulator 8 is connected in series with the output load. Since this also has a negative temperature coefficient, its resistance decreases with increasing ambient temperature, and as a result the voltage across the load resistor increases. Since without the thermal controller 8, as explained above, the voltage across the load resistor decreases with increasing ambient temperature, the thermal controller 8 compensates and is able, with appropriate dimensioning, to compensate for the voltage fluctuations caused by the ambient temperature within a wide temperature range. The curves F and G of FIG. 3 show the voltage for such an arrangement at temperatures of 16 and 38 ^° C. A resistor 9, which is set to an optimal value, is expediently connected in parallel to the thermoregulator 8.

In einem Ausführungsbeispiel hatte der direkt geheizte - Thermoregler 6 die durch Fig. 2 dargestellten Kennlinien, der Thermoregler 7 die Widerstandswerte von 40, 29 und 18 Ohm bei Umgebungstemperaturen von 16, 24 und 38⁰ C. Thermoregler 8 hatte Widerstandswerte von 690, 465 und 265 Ohm bei den gleichen Temperaturen, die Belastung 5 war 5750hm, der Widerstand 4 war 307 Ohm, und der Parallelwiderstand 9 betrug iöoö Ohm. Die elektromotorische Kraft der."Stromquelle war annähernd 1 V. Die Thermoregler waren in mit Wachs gefüllten Metallbehältern untergebracht. In one embodiment, had the directly heated - Thermo controller 6, the characteristics shown by Figure 2, the thermal controller 7, the resistance values of 40, 29 and 18 ohms at ambient temperatures of 16, 24 and 38 ⁰ C. thermoregulator 8 had resistance values of 690, 465 and. 265 ohms at the same temperatures, the load 5 was 5750 ohms, the resistance 4 was 307 ohms, and the parallel resistance 9 was iöoö ohms. The electromotive force of the "power source" was approximately 1 V. The thermoregulators were housed in metal containers filled with wax.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: i. Einrichtung zur selbsttätigen Regelung einer Spannung mitttels eines thermonegativen Widerstandes und eines in Reihe damit liegenden Vorwiderstandes, wobei der Vorwiderstand . so bemessen ist, daß die Spannung an den Enden der beiden Widerstände konstant bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorwiderstand ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten verwendet wird, der so ausgebildet ist, daß er hauptsächlich durch die Umgebungs-i. Device for the automatic regulation of a voltage by means of a thermo-negative Resistor and a series resistor in series with it, the series resistor . is dimensioned so that the voltage at the ends of the two resistors remains constant, thereby characterized in that a resistor with a negative temperature coefficient is used as a series resistor is used, which is designed in such a way that it is mainly affected by the temperatur in seiner Widerstandsgröße beeinflußt wird.temperature is influenced in its resistance value. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen dritten Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten, der in Reihe mit der Belastung geschaltet und so ausgebildet ist, daß sein Widerstandswert hauptsächlich durch die Umgebungstemperatur beeinflußt wird.2. Device according to claim i, characterized by a third resistor with negative temperature coefficient, which is connected in series with the load and thus formed is that its resistance value is mainly influenced by the ambient temperature will. Angezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 700 116.Reference documents: French patent specification No. 700 116. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 5375 8.53© 5375 8.53