DE921527C

DE921527C - Resistor for power or voltage measurement in the shortwave range

Info

Publication number: DE921527C
Application number: DES11470D
Authority: DE
Inventors: Otto Eisenschmid
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1944-09-24
Filing date: 1944-09-24
Publication date: 1954-12-20

Description

Widerstand zur Leistung oder Spannungsmessung im Kurzwellenbereidi Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Leistungen im Bereiche kürzester elektrischer Wellen, insbesondere von Zentimeterwellen, in möglichst einfacher Weise, trotzdem aber mit hoher Genauigkeit zu messen. Um die Vereinfachung des Meßvorganges zu erzielen, wird bei der Erfindung darauf ausgegangen, die Leistung aus der von der Erwärmung abhängigen Widerstandsänderung eines Lastwiderstandes zu bestimmen. Eine derartige Messung ist mit den als Lastwiderstände für Zentimeterwellen gebräuchlichen Schichtwiderständen aus Kohle oder einem ähnlichen Werkstoff praktisch nicht möglich, da diese Widerstandskörper einen sehr kleinen Widerstandstemperaturkoeffizienten haben und damit die Anzeige zu wenig empfindlich wird. Mit diesen Widerständen kann man die Leistung (bzw. Spannung) nur mittels einer Vergleichsmessung bestimmen, bei der die Temperatur des Widerstandes bei Belastung ge messen und der Widerstand mittels Gleichstrom über eine Hilfswicklung auf die gleiche Tempe ratur gebracht wird. Aus der hierzu notwendigen Gleichstromleistung ergibt §ich die Hochfrequenzleistung. Diese Art der Messung verlangt eine komplizierte Anordnung mit Thermometer und hat darüber hinaus noch den Nachteil, daß durch die Hilfswicklung und das Thermometer eine be stimmte Mindestgröße der Anordnung vorgegeben ist, die mit den hochfrequenztechnischen Erfordernissen oft nicht oder nur schlecht in Einklang zu bringen ist. Die Erfindung zeigt einen Weg, um diese Schwierigkeiten zu vermeiden. Resistance for power or voltage measurement in the shortwave range Of the The invention is based on the task of providing the shortest electrical services Waves, especially centimeter waves, in the simplest possible way, anyway but to measure with high accuracy. In order to simplify the measuring process, the invention assumes that the power from the heating to determine the dependent change in resistance of a load resistance. Such a one Measurement is with the sheet resistances commonly used as load resistances for centimeter waves made of carbon or a similar material is practically not possible, since this resistance body have a very small temperature coefficient of resistance and thus the display is not sensitive enough. With these resistors you can measure the power (or voltage) can only be determined by means of a comparative measurement in which the temperature of the resistor Measure under load and the resistance by means of direct current via an auxiliary winding is brought to the same temperature. From the DC power required for this results in the high-frequency power. This type of measurement requires a complicated one Arrangement with thermometer and also has the disadvantage that by the Auxiliary winding and the thermometer predetermined a certain minimum size of the arrangement that with the high-frequency technical requirements is often not or only poorly in line too bring is. The invention shows a way to do this Avoid difficulties.

Erfindungsgemäß besteht ein Meßwiderstand für sehr kurze elektrische Wellen, insbesondere Zentimeterwellen, aus einer auf einem isolierende Träger aufgedampften Schicht aus einem Halbleiter mit starker Abhängigkeit des Widerstandes von der Temperatur, insbesondere aus Germanium. Es hat sich gezeigt, daß sich unter den Halbleiterwerkstoffen solche befinden, deren Widerstand sehr stark mit der Temperatur schwankt Man erhält also eine sehr genaue Anzeige, wobei infolge der hohen Empfindlichkeit der Anordnung auch sehr kleine Temperaturschwankungen, d. 11. also Leistungs- oder Spannungsschwaakungen erkennbar und meßbar werden. Als besonders vorteilhaft hat sich für diese Zwecke das Germanium erwieseii. According to the invention there is a measuring resistor for very short electrical Waves, especially centimeter waves, made of a vapor deposited on an insulating support Layer made of a semiconductor with a strong dependence of the resistance on the temperature, especially from germanium. It has been shown that among the semiconductor materials those are located, the resistance of which fluctuates very strongly with temperature. One obtains thus a very accurate display, due to the high sensitivity of the arrangement also very small temperature fluctuations, d. 11. So power or voltage fluctuations become recognizable and measurable. It has been found to be particularly advantageous for these purposes the germanium proved to be.

Man kann einen solchen Meßwiderstand ohne jede Schwierigkeit in seiner Größe und Form den konstruktiven und elektrischen Erfordernis sen des Hochfrequenzkreises anpassen. Die Komplikation durch Anbringen einer Hilfswicklung und eines Widerstandsthermometers, die bei Verwendung der Kohleschichtwiderstände unumgänglich ist, fällt hier weg.One can use such a measuring resistor without any difficulty in its Size and shape the structural and electrical requirements sen of the high-frequency circuit adjust. The complication of attaching an auxiliary winding and a resistance thermometer, which is unavoidable when using the carbon film resistors, is omitted here.

In der Fig. I ist ein Widerstand dargestellt, der gemäß der Erfindung ausgebildet ist. Auf einen hochisolierenden Träger I, der z. B. aus einer verlustfreien Keramik, wie Frequenta, besteht, ist eine Schicht 2 aus Germanium aufgedampft. In Fig. I a resistor is shown, according to the invention is trained. On a highly insulating carrier I, the z. B. from a lossless Ceramic, such as Frequenta, consists of a layer 2 of germanium vapor-deposited.

Schellen 3 und 4 sind zum Anschluß an die Leitung vorgesehen. Der Widerstand kann beispielsweise an den Innenleiter einer konzentrischen Leitung angesetzt und mit dem anderen Ende in geeigneter Weise mit dem Außenleiter verbunden werden. Um in einfacher Weise eine Anzeige der Leistung oder Spannung zu erhalten, wird der Widerstand vorzugsweise in den einen Zweig einer Melßlarüclie gelegt, derart, daß die Brücke zunächst, das heißt z. B. bei der Leistung oder Spannung Null abgeglichz wird. Wenn nun der Widerstand der Schicht 2 heim Durchfließen eines Hochfrequenzstromes infolge der Temperaturerhöhung geändert wird. wird die Brücke aus dem Gleichgewicht gebracht, und das Brückeninstrument schlägt mehr oder weniger weit aus. Durch entsprechende Eichung des Brückeninstrumentes kann man eine unmittelbare Ablesung der Leistung oder der Spannung ermöglichen.Clamps 3 and 4 are provided for connection to the line. Of the Resistance can, for example, be attached to the inner conductor of a concentric line and connected at the other end to the outer conductor in a suitable manner. In order to get an indication of the power or voltage in a simple way, the resistance preferably placed in one branch of a melßlarucle, in such a way, that the bridge initially, that is z. B. at the power or voltage zero geseglichz will. If now the resistance of layer 2 is flowing through a high-frequency current is changed as a result of the increase in temperature. the bridge becomes out of whack brought, and the bridge instrument deflects more or less far. Through appropriate When calibrating the bridge instrument, you can get an immediate reading of the power or allow the tension.

Man kann einen Meßwiderstand nach der Erfindung auch in eine Meßleitung legen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. In dieser bedeutet 5 die konzentrische Meßleitung, an die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zwei Abstimmleitungen 6 und 7 mit verschiebbaren Kurzschlußbrücken 8 und g angeschlossen sind. Das linke Ende der Meßleitung liegt z. B. am Generator. In das rechte Ende der Meßleitung ist der N1eßwiderstand 10 gelegt. Ferner ist ein Nießkopf 1 1 vorgesehen, der es gestattet, die Strom- oder Spannungsverteilung entlang der Leitung zu messen. A measuring resistor according to the invention can also be used in a measuring line as shown in FIG. In this, 5 means the concentric Measuring line to which two tuning lines in the present embodiment 6 and 7 are connected with sliding short-circuit bridges 8 and g. The left one The end of the measuring line is z. B. on the generator. In the right end of the test lead the measuring resistor 10 is placed. Furthermore, a Nießkopf 1 1 is provided that it allows to measure the current or voltage distribution along the line.

Wird durch Abgabe der zu messenden Leistung an die AIeßleitung der Widerstand IO erwärmt, dann kann in bekannter Weise aus der Strom- bzw.This is done by submitting the power to be measured to the measuring line of the Resistor IO is heated, then in a known manner from the current or

Spannungsverteilung die Widerstandsänderung und damit die Hochfrequenzleistung bestimmt werden. Man kann z. B. den Widerstand so wähleln, daß ohne Leilstungsbeaufsichtigung eine Anpassung des Widerstandes IO an den Wellenwiderstand der Meßleitung 5 vorhanden ist. Mit wachsender Leistungsaufnahme tritt eine wachsende Fehlanpassung auf, die sich in einer Amplitudenänderung auf der Meßleitung auswirkt. Man kann daher den Meßkopf durch Eichung mit einer Lei stungsskala versehen.Voltage distribution the change in resistance and thus the high-frequency power to be determined. You can z. B. choose the resistance so that without supervision an adaptation of the resistance IO to the characteristic impedance of the measuring line 5 is available is. As the power consumption increases, there is a growing mismatch that results in a change in amplitude on the measuring line. One can therefore use the Measuring head provided with a performance scale by calibration.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Measuring resistor for very short electrical waves, in particular centimeter waves, consisting of an isolate the carrier, which with a vapor-deposited layer of a HalS conductor material with a high temperature coefficient of resistance is covered.

2. Resistor according to claim I, characterized in that as Wi derstaildsinaterial germanium is used.

3. Arrangement for power or voltage measurement with a resistor according to claim 1 or 2, characterized in that that of the high-frequency currents flowed through resistance is placed in a branch of a resistance measuring bridge.

4. Arrangement according to claim I, 2 or 3, characterized in that the Nleß resistance serves as the terminating resistance of a Nfeßleitung, from whose through caused the heating of the resistor and the associated change in resistance Current or voltage distribution the power can be determined.