DE19630794A1

DE19630794A1 - Temperaturmeßvorrichtung

Info

Publication number: DE19630794A1
Application number: DE1996130794
Authority: DE
Inventors: Josef Dr Wehberg; Gerd Knoepfel; Theo Doll
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1996-07-31
Publication date: 1998-02-05
Anticipated expiration: 2016-08-01
Also published as: SE9702824D0; FR2752054B1; IT1293605B1; FR2752054A1; DE19630794B4; ITMI971672A1; SE514654C2; SE9702824L

Description

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperatur meßvorrichtung nach dem Oberbegriff des Haupt anspruchs

Temperaturmeßvorrichtungen mit Meßelementen in Form von Halbleiter-Widerständen mit negativen oder po sitiven Temperaturkoeffizienten, also NTC- bezie hungsweise PTC-Widerständen, sind bekannt. Derar tige Meßvorrichtungen können in sogenannter SMD-Bauweise ("silicon mounted device") bereitgestellt werden, also indem die NTC- oder PTC-Widerstände auf Silizium-Halbleiterplatten aufgebracht werden. Bei derartigen Temperaturmeßvorrichtungen tritt je doch bei der Messung an Prüfkörpern, beispielsweise Gehäuseteilen oder Kühlkörpern, der Nachteil auf, daß durch die Toleranzen der einzelnen Bauteile und der Auflagepunkte der Leiterplatte Schwierigkeiten bei der wärmetechnischen Ankopplung an den Prüfkör per entstehen. Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Messung ist daher nicht immer gewährleistet.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Temperaturmeßvorrich tung mit einem auf einer Leiterplatte angeordneten temperaturabhängigen Meßelement in Form eines Halb leiter-Widerstandskörpers, wobei das Meßelement auf einem in der Leiterplatte integrierten Federelement angeordnet ist. Eine derartige Meßvorrichtung weist den Vorteil auf, daß Toleranzen bei der Fertigung der Einzelteile und der Auflagepunkte der Leiter platte durch die elastischen Eigenschaften des Fe derelementes ausgeglichen werden und eine genaue und zuverlässige Messung ermöglicht wird. Im Zusam menhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter einem Federelement ein Element verstanden, das auf grund seiner elastischen Anordnung und/oder Struk tur in der Lage ist, Distanzunterschiede zwischen Leiterplatte und Prüfkörper, beispielsweise ein Ge häuseteil oder ein Kühlkörper, auszugleichen. Das vorzugsweise in einem Gehäuse angeordnete Meßele ment kann also entweder auf einem Federelement an geordnet sein, das selbst aufgrund seiner Struktur elastisch ist, oder das selbst keine elastische Ei genschaft aufweist, jedoch durch ein zwischen Fe derelement und Leiterplatte ausgeführtes elasti sches Verbindungselement in der Lage ist, Distanz unterschiede in elastischer Weise auszugleichen.

Ferner ermöglichen die Federelemente, daß das Meß element mit einer vorbestimmten Kraft auf dem Prüf körper aufliegt, so daß eine gleichmäßige Flächen pressung und damit ein guter Wärmekontakt gewähr leistet ist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform be trifft die Erfindung eine vorgenannte Meßvorrich tung, wobei das Federelement durch zwei Federarme mit der Leiterplatte verbunden ist. Diese Arme sind vorzugsweise in einem Winkel von 90° bis 120° zu einander angeordnet, wodurch das Federelement aus schließlich in der gewünschten Lastebene biegeweich wird und in allen übrigen Ebenen die Steifigkeit hinsichtlich Biegung und Torsion erhalten bleibt. Zudem wird bei dieser zweiarmigen Ausführungsform das Risiko reduziert, das Federelement bei der Fer tigung beispielsweise mechanisch so zu beschädigen, daß eine Funktion nicht mehr gewährleistet wird. Schließlich ist der Einbau der Meßvorrichtung re produzierbar und die Meßbedingungen werden nicht durch Fertigungstoleranzen verändert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, den Halbleiter-Wider standskörper gegenüber der Auflagefläche auf dem Prüfkörper elektrisch zu isolieren. Dies ist insbe sondere bei elektrisch leitfähigen Prüfkörpern not wendig. Die elektrische Isolierung kann gemäß be kannter Verfahren erfolgen, beispielsweise durch Zwischenlagern aus Isolierschicht. In Fällen, in denen die Leiterplatte oder deren Bauteile zusätz lich an weiteren Stellen gegenüber dem Prüfkörper zu isolieren sind, erweist es sich häufig als vor teilhaft, die Auflagefläche des Halbleiter-Wider standskörpers am Prüfkörper mit einer elektrisch isolierenden Schicht zu versehen. Die Erfindung er möglicht also auch eine kostengünstige Isolation der Auflagefläche.

Zeichnung

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbei spiels und dazugehöriger Figuren näher erläutert.

Die Figuren zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Temperaturmeßvorrichtung und einen Prüf körper und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Gegenstände der Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt eine Temperaturmeßvorrichtung 10, die eine hier als Glasfaser-Epoxid-Leiterplatte ausgebildete Leiterplatte 1 und einen Halb leiter-Widerstandskörper 2 mit einem Gehäuse 11 (PTC oder NTC) aufweist, der an einem Federelement 3 ange bracht ist, wobei das Federelement 3 über zwei ela stische, in der Leiterplatte 1 integrierte Feder arme 6 mit der Leiterplatte 1 verbunden ist. Die beiden Federarme 6 sind in einem Winkel α von etwa 100° zueinander angeordnet. In Draufsicht gesehen unterhalb des Federelementes 3 angeordnet, befindet sich der Halbleiter-Widerstandskörper 2, der in Kontakt mit der Auflagefläche 4 des Prüfkörpers 5 tritt. Der Halbleiter-Widerstandkörper 2 wird durch das Federelement 3 auf den Prüfkörper gedrückt, wo bei das Federelement um eine Distanz ausgelenkt wird und somit eine sichere Anlage des Halb leiter-Widerstandskörpers 2 an den Prüfkörper 5 gewährlei stet. Mögliche Lagetoleranzen der Leiterplatte 1 werden dadurch ausgeglichen.

Die Fig. 2 stellt in einem schematischen Quer schnitt die Konstruktion und Anordnung der erfin dungsgemäßen Temperaturmeßvorrichtung 10 am Prüf körper 5 dar. An dem über die Federarme 6 mit der Leiterplatte 1 verbundenen Federelement 3 befindet sich dem Prüfkörper zugewandt der Halbleiter-Wider standskörper 2. Dieser wird durch die Federkraft des um den Betrag a aus der Ebene E der Leiter platte 1 ausgelenkten Federelementes 3 auf die Auf lagefläche 4 des Prüfkörpers 5 gedrückt. Die Aufla gefläche 4 weist einen Radius R auf, dessen Achse 7 senkrecht zur Lastebene L des Federelementes 3 steht. Dadurch wird gewährleistet, daß der Halblei ter-Widerstandskörper 2 etwa auf der Mittellinie 8 seines Gehäuses 11 linienförmig am Prüfkörper 5 an liegt, wobei die linienförmige Auflagelinie unab hängig von den jeweiligen Toleranzen der Einzel teile nahezu unverändert bleibt und somit eine Re produzierbarkeit der Messung gewährleistet wird.

Claims

1. Temperaturmeßvorrichtung mit einem auf einer Leiterplatte angeordneten temperaturabhängigen Meß element in Form eines Halbleiter-Widerstandskör pers, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßelement (2) auf einem in der Leiterplatte (1) integrierten Federelement (3) angeordnet ist.

2. Temperaturmeßvorrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß das Federelement (3) durch zwei Federarme (6) mit der Leiterplatte (1) verbunden ist.

3. Temperaturmeßvorrichtung nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federarme (6) in einem Winkel (α) von 90° bis 120° zueinander angeordnet sind.

4. Temperaturmeßvorrichtung nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (1) eine Glasfaser-Epoxid-Leiter platte ist.

5. Temperaturmeßvorrichtung nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter-Widerstandskörper (2) eine positive oder negative Temperatur-Widerstandskennlinie auf weist.

6. Temperaturmeßvorrichtung nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Halbleiter-Widerstandskörper (2) gegenüber ei nem Prüfkörper (5) elektrisch isoliert ist und durch die Kraft des Federelementes (3) an dem Prüfkörper (5) sicher anliegt.