JP2001332403A - Temperature-sensitive resistance element and thermal flow rate sensor - Google Patents
Temperature-sensitive resistance element and thermal flow rate sensorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】 本発明は、例えば自動車用
内燃機関の吸入空気の流量測定に用いられる熱式流量セ
ンサに関し、詳しくは熱式流量センサの構成部品として
好適に用いられる、感温性の抵抗素子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermal flow sensor used for measuring, for example, the flow rate of intake air of an internal combustion engine for an automobile, and more particularly, to a thermosensitive sensor suitably used as a component of a thermal flow sensor. It relates to a resistance element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】 例えば自動車用内燃機関等において燃
料噴射バルブを調整する際に、吸入空気の流量を測定す
ることが必要となる場合がある。このような測定を行う
センサとしては、温度上昇に伴って抵抗値が増加する抵
抗体を利用した抵抗素子（以下、「感温性抵抗素子」と
いう。）により、吸入空気の流量を測定する熱式流量セ
ンサが知られている（センサ技術１９８９年９月号第２
９頁）。2. Description of the Related Art For example, when adjusting a fuel injection valve in an automobile internal combustion engine or the like, it may be necessary to measure a flow rate of intake air. As a sensor for performing such measurement, a resistance element (hereinafter, referred to as a “temperature-sensitive resistance element”) using a resistor whose resistance value increases with an increase in temperature is used to measure the flow rate of intake air. Type flow sensor is known (Sensor Technology September 1989 Issue No. 2
9).
【０００３】 熱式流量センサは、例えば図２に示すよ
うに、発熱抵抗素子ＲH（抵抗値１０〜３０Ω程度）、
温度補償抵抗素子ＲC（抵抗値４００〜１０００Ω程
度）という、抵抗値が異なる２種の感温性抵抗素子と、
これらと共にブリッジ回路１７を構成する通常の抵抗素
子Ｒ1及びＲ2、更にはトランジスタ１３、比較器１４、
センサ駆動電圧が印加される端子１５等を備えたセンサ
であり、抵抗素子Ｒ1及びＲ2を吸気管１２の外部に、発
熱抵抗素子ＲH及び温度補償抵抗素子ＲCを吸入空気に接
触する吸気管１２内部に配置した状態で使用する。As shown in FIG. 2, for example, a thermal type flow sensor has a heating resistance element R H (resistance value of about 10 to 30 Ω),
A temperature-compensated resistance element R C (resistance value of about 400 to 1000Ω), two kinds of temperature-sensitive resistance elements having different resistance values;
The ordinary resistance elements R 1 and R 2 constituting the bridge circuit 17 together with these, the transistor 13, the comparator 14,
A sensor provided with a terminal 15 to which a sensor drive voltage is applied. The resistance elements R 1 and R 2 are in contact with the outside of the intake pipe 12, and the heating resistance element R H and the temperature compensation resistance element R C are in contact with intake air. It is used in a state where it is arranged inside the intake pipe 12.
【０００４】 熱式流量センサ１１は、温度補償抵抗素
子ＲCが吸気管１２内の空気温度と同温度に、発熱抵抗
素子ＲHが前記空気温度に対して所定の温度（例えば２
００℃）だけ高温に、各々保持された状態でブリッジ回
路１７がバランスするように構成されている。即ち、吸
気管１２内への吸入空気により発熱抵抗素子ＲHが冷却
されると、その温度を一定に保持するため、温度低下に
応じた電流がブリッジ回路１７に供給される。抵抗素子
Ｒ1の両端電圧は、ブリッジ回路１７への電流供給量に
応じて変化するため、これを電気的出力１６として取り
出すことにより、吸入空気の流量を測定することが可能
となる。In the thermal type flow sensor 11, the temperature compensation resistance element R C is set to the same temperature as the air temperature in the intake pipe 12, and the heating resistance element R H is set to a predetermined temperature (for example, 2
The bridge circuit 17 is configured to be balanced at a high temperature of only (00 ° C.) while each is held. That is, when the heat generating resistance element R H is cooled by the intake air into the intake pipe 12, a current corresponding to the temperature decrease is supplied to the bridge circuit 17 in order to keep the temperature constant. Since the voltage between both ends of the resistance element R 1 changes according to the amount of current supplied to the bridge circuit 17, the flow rate of the intake air can be measured by extracting the voltage as the electrical output 16.
【０００５】 熱式流量センサ用の感温性抵抗素子とし
ては、例えば図３に示すような、絶縁体からなる円筒状
の基体３３と、基体３３の外周面に、基体３３の両端部
を連絡するように形成された、薄膜状の感温性抵抗体３
２と、感温性抵抗体３２と電気的に接続された、基体３
３の両端部から突出するリード線３４とを備えた構造の
抵抗素子３１が提案されている（実開昭５６−９６３２
６号公報等）。As a temperature-sensitive resistance element for a thermal type flow sensor, for example, as shown in FIG. 3, a cylindrical base 33 made of an insulator, and both ends of the base 33 are connected to the outer peripheral surface of the base 33. Thin-film temperature-sensitive resistor 3
2 and a base 3 electrically connected to the temperature-sensitive resistor 32
3 is provided with a lead wire 34 protruding from both ends of the resistor element 31 (Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 56-9632).
No. 6).
【０００６】 熱式流量センサ用の感温性抵抗素子は、
熱的応答性を向上させるべく熱容量を小さくする必要が
あるため、抵抗素子３１の基体３３は、外径０．４〜
１．０ｍｍφ程度、円筒軸方向の長さ１．５〜３ｍｍ程
度という極めて微細な部材として構成される。従って、
抵抗値を増加せしめ、更に所定の抵抗値を得るために、
感温性抵抗体３２を図示の如く螺旋状とし、可能な限り
長尺の抵抗体とすることが行われている。A temperature-sensitive resistance element for a thermal flow sensor is
Since it is necessary to reduce the heat capacity in order to improve the thermal response, the base 33 of the resistance element 31 has an outer diameter of 0.4 to 0.4 mm.
It is constituted as an extremely fine member having a diameter of about 1.0 mm and a length of about 1.5 to 3 mm in the cylindrical axis direction. Therefore,
In order to increase the resistance value and further obtain a predetermined resistance value,
The temperature-sensitive resistor 32 is formed in a spiral shape as shown in the drawing, and is made as long as possible.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】 感温性抵抗素子は、
吸入空気の温度変化に対する応答性や測定精度を確保す
るべく、素子内における温度分布がなく、素子全体が可
能な限り均一な温度となっていることが好ましいとされ
ている。しかしながら、抵抗素子３１は、感温性抵抗体
３２が螺旋状であることに起因して、熱式流量センサに
組み込んだ場合に、以下に掲げる問題を生じていた。[Problems to be Solved by the Invention]
In order to ensure responsiveness to the temperature change of the intake air and measurement accuracy, it is preferable that there is no temperature distribution in the element and that the temperature of the entire element be as uniform as possible. However, the resistance element 31 has the following problems when incorporated in a thermal flow sensor due to the spiral shape of the temperature-sensitive resistor 32.
【０００８】 吸入空気により抵抗素子３１が冷却され
た場合、微視的に見れば、抵抗素子３１の風上側の温度
はより大きく低下し、風下側は比較的温度低下が少ない
ため、抵抗素子３１内には一定の温度分布を生じてい
る。また、このような状態においては、当該温度分布に
伴って感温性抵抗体３２の風上側の抵抗値は低く、風下
側の抵抗値は高い状態となっている。When the resistance element 31 is cooled by the intake air, microscopically, the temperature on the leeward side of the resistance element 31 is greatly reduced, and the temperature on the leeward side is relatively small. There is a certain temperature distribution inside. Further, in such a state, the resistance value on the windward side of the temperature-sensitive resistor 32 is low and the resistance value on the leeward side is high according to the temperature distribution.
【０００９】 吸入空気により抵抗素子３１が冷却され
ると、温度低下に応じた電流がブリッジ回路に供給され
るが、供給される電流は感温性抵抗体３２のいずれの部
位においても一定値であるため、感温性抵抗体３２が螺
旋状に形成され、電流が風上側と風下側を交互に通過す
る構造の抵抗素子３１においては、抵抗値が高い風下側
は発熱により温度が上昇する一方、抵抗値が低い風上側
は発熱が少なく温度が上昇し難い。When the resistance element 31 is cooled by the intake air, a current corresponding to the temperature drop is supplied to the bridge circuit, but the supplied current has a constant value at any part of the temperature-sensitive resistor 32. Therefore, in the resistance element 31 having a structure in which the temperature-sensitive resistor 32 is formed in a spiral shape and the current alternately passes on the leeward side and the leeward side, the temperature on the leeward side having a high resistance value increases due to heat generation. On the windward side having a low resistance value, the heat generation is small and the temperature is difficult to rise.
【００１０】 即ち、電流の供給によりブリッジ回路が
バランスした状態になったとしても、抵抗素子３１内に
おける温度分布は解消されておらず、逆に電流の供給が
温度分布の幅を拡げる方向に作用していることになる。
このような抵抗素子は、熱式流量センサにおける吸入空
気の温度変化に対する応答性、或いは測定精度を低下さ
せる点において好ましくない。That is, even if the bridge circuit is in a balanced state by the supply of the current, the temperature distribution in the resistance element 31 is not eliminated, and the supply of the current acts in the direction of increasing the width of the temperature distribution. You are doing.
Such a resistance element is not preferable in that the responsiveness to the temperature change of the intake air in the thermal flow sensor or the measurement accuracy is deteriorated.
【００１１】 本発明は、上述のような従来技術の問題
点に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、ブリッジ回路がバランスした状態における抵抗素
子内の温度分布が均一な感温性抵抗素子、及び測定精
度、応答性に優れる熱式流量センサを提供することにあ
る。The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and an object of the present invention is to provide a sensor in which the temperature distribution in a resistance element in a state where a bridge circuit is balanced is uniform. An object of the present invention is to provide a thermal resistance element and a thermal flow sensor excellent in measurement accuracy and responsiveness.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】 本発明者らが鋭意検討
した結果、感温性抵抗体を２以上の非螺旋状の感温性抵
抗体とし、かつ、当該２以上の感温性抵抗体を、基体の
円筒軸を中心として対象位置に配置することにより、上
記従来技術の問題点を解決できることを見出して本発明
を完成した。Means for Solving the Problems As a result of diligent studies by the present inventors, two or more non-spiral temperature-sensitive resistors are used as the temperature-sensitive resistor, and the two or more temperature-sensitive resistors are used. The present invention has been completed by finding that the above-mentioned problems of the prior art can be solved by arranging at a target position about the cylindrical axis of the base.
【００１３】 即ち、本発明によれば、絶縁体からなる
円筒状の基体と、当該基体の外周面に形成された、当該
基体の両端部を連絡する、膜状の感温性抵抗体と、当該
感温性抵抗体と電気的に接続された、当該基体の両端部
から突出する導通部材と、を備えた感温性抵抗素子にお
いて、前記感温性抵抗体が２以上の非螺旋状の感温性抵
抗体であり、かつ、前記基体の円筒軸を中心として対象
位置に配置されていることを特徴とする感温性抵抗素子
が提供される。That is, according to the present invention, a cylindrical substrate made of an insulator, a film-shaped temperature-sensitive resistor formed on the outer peripheral surface of the substrate and connecting both ends of the substrate, A conductive member electrically connected to the temperature-sensitive resistor and protruding from both ends of the base, wherein the temperature-sensitive resistor has two or more non-spiral A temperature-sensitive resistance element is provided, which is a temperature-sensitive resistor and is arranged at a target position around a cylindrical axis of the base.
【００１４】 上記の感温性抵抗素子は、感温性抵抗体
が、帯状体であることが好ましく、同一形状のｎ個の感
温性抵抗体が、前記基体の円筒軸を中心として（３６０
／ｎ）°ごとに配置されていることが好ましい。In the above-mentioned temperature-sensitive resistance element, the temperature-sensitive resistor is preferably a belt-like body, and n pieces of temperature-sensitive resistors of the same shape are arranged around the cylindrical axis of the base (360).
/ N).
【００１５】 また、本発明によれば、絶縁体からなる
円筒状の基体と、当該基体の外周面に形成された、当該
基体の両端部を連絡する、膜状の感温性抵抗体と、当該
感温性抵抗体と電気的に接続された、当該基体の両端部
から突出する導通部材と、を備えた感温性抵抗素子にお
いて、前記感温性抵抗体が、少なくとも基体の外周面全
体に形成されていることを特徴とする感温性抵抗素子が
提供される。According to the present invention, a cylindrical base made of an insulator, a film-shaped temperature-sensitive resistor formed on the outer peripheral surface of the base and connecting both ends of the base, A conductive member electrically connected to the temperature-sensitive resistor and protruding from both ends of the base, wherein the temperature-sensitive resistor is formed at least over the entire outer peripheral surface of the base. And a temperature-sensitive resistance element characterized by being formed in the same.
【００１６】 更に、本発明によれば、上記いずれかの
感温性抵抗素子を、ブリッジ回路に組み込んだことを特
徴とする熱式流量センサが提供される。Further, according to the present invention, there is provided a thermal type flow sensor characterized in that any one of the above-mentioned temperature-sensitive resistance elements is incorporated in a bridge circuit.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】 本発明の感温性抵抗素子は、感
温性抵抗体を２以上の非螺旋状とし、かつ、当該２以上
の感温性抵抗体（以下、単に「抵抗体」と記す。）を、
前記基体の円筒軸を中心として対称位置に配置したもの
である。本発明によれば、ブリッジ回路がバランスした
状態における抵抗素子内の温度分布が均一な感温性抵抗
素子（以下、単に「抵抗素子」と記す。）、及び測定精
度、応答性に優れる熱式流量センサ（以下、単に「セン
サ」と記す。）が提供される。以下、本発明の抵抗素子
及びセンサについて詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The temperature-sensitive resistor element of the present invention has two or more non-helical temperature-sensitive resistors, and the two or more temperature-sensitive resistors (hereinafter simply referred to as “resistors”). Described).
They are arranged at symmetrical positions about the cylindrical axis of the base. According to the present invention, a temperature-sensitive resistance element having a uniform temperature distribution in a resistance element in a state where a bridge circuit is balanced (hereinafter simply referred to as a “resistance element”), and a thermal method excellent in measurement accuracy and responsiveness. A flow sensor (hereinafter simply referred to as “sensor”) is provided. Hereinafter, the resistance element and the sensor of the present invention will be described in detail.
【００１８】（１）第１の実施態様 本発明の抵抗素子は、抵抗体を非螺旋状としたものであ
る。このような形状とすることにより、抵抗体を流れる
電流が風上側と風下側を交互に通過することを回避でき
る。なお、本明細書において「非螺旋状」というとき
は、抵抗体の基体の円筒軸を中心とする螺旋が形成され
ていないか、或いは螺旋が形成されていたとしてもその
螺旋が基体の円筒軸を中心として１回転未満の捻れ状で
あることを意味する。一方、「螺旋状」というときは、
抵抗体の基体の円筒軸を中心とする螺旋が１回転以上で
あることを意味する。(1) First Embodiment The resistance element of the present invention has a non-helical resistor. With such a shape, it is possible to prevent the current flowing through the resistor from passing alternately on the leeward side and the leeward side. In this specification, the term “non-helical” means that no spiral is formed around the cylindrical axis of the resistor base, or even if a spiral is formed, the spiral is formed by the cylindrical axis of the base. Means less than one rotation around the center. On the other hand, when we say "spiral",
It means that the helix about the cylindrical axis of the base of the resistor is one rotation or more.
【００１９】 また、本発明の抵抗素子においては、上
記非螺旋状の抵抗体を２以上としている。抵抗素子内に
おいて電流の流路を２以上形成し、当該電流の流路をセ
ンサの風上側と風下側に配置するためである。電流の流
路をセンサの風上側と風下側に配置するためには、２以
上の抵抗体のうち少なくとも２の抵抗体がある程度離れ
た位置に配置されていることが必要である。具体的に
は、少なくとも２の抵抗体が基体の円筒軸を中心として
１２０°乃至１８０°離れた位置に配置されていればそ
の効果を得ることができる。Further, in the resistance element of the present invention, the number of the non-helical resistors is two or more. This is because two or more current flow paths are formed in the resistance element, and the current flow paths are arranged on the windward and leeward sides of the sensor. In order to arrange the current flow path on the leeward side and the leeward side of the sensor, it is necessary that at least two of the two or more resistors are arranged at a certain distance from each other. Specifically, the effect can be obtained if at least two resistors are arranged at positions separated by 120 ° to 180 ° about the cylindrical axis of the base.
【００２０】 上記の場合においては、必ずしも全ての
抵抗体が同一の角度づつ離れている必要はないが、本発
明においては各抵抗体を基材の円筒軸に対して対象位置
に配置することとしている。抵抗体の形成が容易である
ことに加え、センサ内に組み込む際に方向性を問わなく
なり、抵抗素子のセンサへの取付けが容易となるからで
ある。特に、同一形状のｎ個の抵抗体が、基体の円筒軸
を中心として（３６０／ｎ）°ごとに配置されているこ
とが好ましい。In the above case, it is not necessary that all the resistors are separated by the same angle, but in the present invention, each resistor is arranged at a target position with respect to the cylindrical axis of the base material. I have. This is because, in addition to the fact that the resistor can be easily formed, the resistance element can be easily attached to the sensor irrespective of the direction when the resistor is incorporated into the sensor. In particular, it is preferable that n resistors of the same shape are arranged at every (360 / n) ° around the cylindrical axis of the base.
【００２１】 上記構造の抵抗素子が吸入空気により冷
却され、電流が供給されると、抵抗値が低下した風上側
抵抗体に優先的に電流が流れ、その温度が上昇する一
方、抵抗値の低下が少ない風下側抵抗体には電流が流れ
難く、その温度上昇も少ない。即ち、ブリッジ回路がバ
ランスした状態において、抵抗素子内における温度分布
が均一となるため、センサの測定精度や応答性を向上さ
せる点において好ましい。When the resistance element having the above structure is cooled by the intake air and supplied with current, current flows preferentially to the windward resistor whose resistance value has decreased, and its temperature rises while the resistance value decreases. The current hardly flows through the leeward resistor with less heat, and its temperature rise is also small. That is, when the bridge circuit is in a balanced state, the temperature distribution in the resistance element becomes uniform, which is preferable in that the measurement accuracy and the response of the sensor are improved.
【００２２】 抵抗素子の形状は特に限定されないが、
例えば帯状体とすることができる。このような態様で
は、帯状体の各々が電流の流路となるため、各帯状体が
風上側、風下側に位置するようにセンサ内に組み込むこ
とにより本発明の効果を得ることが可能である。Although the shape of the resistance element is not particularly limited,
For example, it can be a strip. In such an embodiment, since each of the strips serves as a current flow path, the effects of the present invention can be obtained by incorporating the strips into the sensor so as to be positioned on the windward and leeward sides. .
【００２３】 なお、帯状体は、非螺旋状という条件を
満たす限りにおいて、図４に示すように若干の捻れを有
していても良い。形成される螺旋が１回転未満であれ
ば、抵抗体５２を流れる電流が風上側と風下側を交互に
通過することを回避でき、本発明の効果を得ることがで
きるからである。Note that the strip may have a slight twist as shown in FIG. 4 as long as it satisfies the condition of non-spiral. If the spiral formed is less than one rotation, the current flowing through the resistor 52 can be prevented from passing alternately on the leeward and leeward sides, and the effect of the present invention can be obtained.
【００２４】（２）第２の実施態様 本発明の第２の実施態様は、図５に示すように抵抗体６
２を少なくとも基体６３の外周面全体に形成したもので
ある。このような態様でも、第１の実施態様と同様の効
果を得ることができる。第２の実施態様は、第１の実施
態様とは異なり、物理的に区分された２以上の電流の流
路を有しないが、電流が供給されると、基体６３外周面
全体に形成された抵抗体６２のうち、抵抗値が低下した
風上側部分には優先的に電流が流れ、抵抗値の低下が少
ない風下側部分には電流が流れ難くなる。即ち、実質的
には、抵抗素子６１内において電流の流路が２以上形成
されていることになるからである。(2) Second Embodiment In a second embodiment of the present invention, as shown in FIG.
2 is formed on at least the entire outer peripheral surface of the base 63. In such a mode, the same effect as in the first embodiment can be obtained. The second embodiment is different from the first embodiment in that it does not have two or more physically divided current paths, but is formed on the entire outer peripheral surface of the base 63 when the current is supplied. In the resistor 62, the current flows preferentially in the leeward portion where the resistance value has decreased, and the current hardly flows in the leeward portion where the resistance value decreases little. That is, substantially, two or more current flow paths are formed in the resistance element 61.
【００２５】 第２の実施態様は、２以上の抵抗体を基
材の円筒軸に対して対象位置に配置した場合と同様に、
センサ内に組み込む際に方向性を問わないので、抵抗素
子６１のセンサへの取付けが容易である点において好ま
しい。In the second embodiment, as in the case where two or more resistors are arranged at target positions with respect to the cylindrical axis of the base material,
Since the directionality does not matter when incorporated in the sensor, it is preferable in that the resistance element 61 can be easily attached to the sensor.
【００２６】（３）製造方法 本発明の抵抗素子は、抵抗体の形状を除き、従来公知の
感温性抵抗素子の製造方法に準じて製造することが可能
である。(3) Manufacturing Method The resistance element of the present invention can be manufactured according to a conventionally known method for manufacturing a temperature-sensitive resistance element, except for the shape of the resistor.
【００２７】基体 本発明の抵抗素子の基体は円筒状とする。センサに組み
込む際に方向性を問わず、抵抗素子の取付が容易である
ことに加え、曲げ応力や熱衝撃に対する強度が高いから
である。一方、図６に示すような、板状基体７３の表面
に、ジグザグ状の抵抗体７２を形成した抵抗素子７１も
開示されているが（特開昭６１−１８６８１９号公
報）、センサに組み込む際に流体の流れに対して平行に
配置する必要がある等、抵抗素子７１のセンサへの取付
が不便である点において、また、曲げ応力や熱衝撃に対
して弱い点において好ましくない。Substrate The substrate of the resistance element of the present invention has a cylindrical shape. This is because the resistance element can be easily attached and the strength against bending stress and thermal shock is high irrespective of the direction when the sensor is incorporated into the sensor. On the other hand, as shown in FIG. 6, a resistance element 71 in which a zigzag-shaped resistor 72 is formed on the surface of a plate-shaped base 73 is also disclosed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-186819). It is not preferable in that it is inconvenient to mount the resistance element 71 to the sensor, for example, it is necessary to arrange the resistance element 71 in parallel with the flow of fluid, and that it is weak against bending stress and thermal shock.
【００２８】 基体は、円筒状である限りにおいて、中
実円筒であると、中空円筒であるとを問わない。但し、
熱的応答性を向上させるべく熱容量を小さくする必要が
あり、外径０．４〜１．０ｍｍφ程度、軸方向長さ１．
５〜３ｍｍ程度とすることが好ましい。基体は、絶縁
体、一般にはアルミナ等の絶縁性セラミックで構成され
るため、当該絶縁性セラミックの粉末をプレス成形など
従来公知の成形法で成形し、焼成することにより製造す
ることができる。The substrate may be a solid cylinder or a hollow cylinder as long as it is cylindrical. However,
It is necessary to reduce the heat capacity in order to improve the thermal response. The outer diameter is about 0.4 to 1.0 mmφ, and the axial length is 1.
It is preferable to set it to about 5 to 3 mm. Since the base is composed of an insulator, generally an insulating ceramic such as alumina, the substrate can be manufactured by molding and firing a powder of the insulating ceramic by a conventionally known molding method such as press molding.
【００２９】抵抗体 上記基体の外周面には、当該基体の両端部を連絡するよ
うに膜状の抵抗体を形成する。抵抗体を構成する材質と
しては、温度上昇に伴って抵抗値が増加する材質、例え
ばＰｔ属金属（Ｐｔ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉ
ｒ），Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ、或いはこれらを含む混
合物が挙げられるが、融点が高く、化学的安定性が高い
点において、Ｐｔ若しくはＰｔを含む混合物であること
が好ましい。Resistor A film-shaped resistor is formed on the outer peripheral surface of the base so as to connect both ends of the base. As a material forming the resistor, a material whose resistance value increases with an increase in temperature, for example, a Pt-based metal (Pt, Ru, Rh, Pd, Os, I
r), Au, Ag, Cu, Ni, or a mixture containing them. Pt or a mixture containing Pt is preferable in terms of high melting point and high chemical stability.
【００３０】 本発明の抵抗体は膜状である限りにおい
て、薄膜であると、厚膜であるとを問わない。従って、
基体外周面に上記材質の膜を形成するための方法として
は、真空蒸着、スパッタリング、メッキ、ディッピング
等の従来公知の膜形成法を利用できる。形成された膜
は、構成する材質（例えばＰｔ）を結晶化させ、或いは
基体表面と強固に付着せしめるべく、熱処理を行うこと
が好ましい。熱処理温度は、その材質や膜形成法によっ
ても異なるが、Ｐｔであれば６００〜１２００℃で熱処
理することにより上記効果を得ることができる。As long as the resistor of the present invention is in the form of a film, it does not matter whether it is a thin film or a thick film. Therefore,
As a method for forming a film of the above-mentioned material on the outer peripheral surface of the base, a conventionally known film forming method such as vacuum deposition, sputtering, plating, and dipping can be used. The formed film is preferably subjected to a heat treatment in order to crystallize the constituent material (for example, Pt) or to firmly adhere to the substrate surface. Although the heat treatment temperature varies depending on the material and the film formation method, the above effect can be obtained by performing heat treatment at 600 to 1200 ° C. for Pt.
【００３１】 抵抗体を帯状体とする場合等には、基体
外周面の膜をレーザトリミング等の方法により所望の形
状とすればよい。この場合には、トリミング幅により抵
抗値の調整をすることも可能である。但し、本発明の抵
抗素子は、抵抗体が非螺旋状であるので、従前の抵抗素
子のように、抵抗体を長尺とすることにより抵抗値を増
加せしめることは困難である。本発明の抵抗素子におい
て抵抗体の抵抗値を増加せしめる方法としては、例えば
以下に掲げる方法等が挙げられる。In the case where the resistor is formed as a strip, the film on the outer peripheral surface of the substrate may be formed into a desired shape by a method such as laser trimming. In this case, the resistance value can be adjusted by the trimming width. However, in the resistance element of the present invention, since the resistance body is non-spiral, it is difficult to increase the resistance value by making the resistance body long like the conventional resistance element. Examples of the method for increasing the resistance value of the resistor in the resistance element of the present invention include the following methods.
【００３２】 第１の方法としては、抵抗体の膜厚を薄
く形成する方法が挙げられる。抵抗体の膜厚が薄くなれ
ば電流の流路の断面積が小さくなり、抵抗値が増加する
からである。具体的には、抵抗体を螺旋状とする場合の
膜厚が０．８〜５μｍ程度であるのに対し、０．０３〜
０．８μｍ程度に薄く形成する。As a first method, there is a method of forming the resistor to be thin. This is because the thinner the resistor, the smaller the cross-sectional area of the current flow path and the higher the resistance value. Specifically, while the film thickness of the resistor in a spiral shape is about 0.8 to 5 μm,
It is formed as thin as about 0.8 μm.
【００３３】 上記のように膜を薄く形成する場合は、
単位時間当りの膜形成速度を可能な限り小さくすればよ
い。例えばスパッタリングで膜を形成する場合であれ
ば、スパッタリング電力を制御し、３００Å／ｈ以下の
膜形成速度とする。この場合においては、膜形成時間を
調節することにより膜厚を制御することが可能である。
なお、膜を薄く形成する場合には、結晶粒成長により膜
切れを起こすおそれがあるため、熱処理温度及び熱処理
時間を、膜を厚く形成する場合の６０〜８０％程度に緩
和することが好ましい。When forming a thin film as described above,
What is necessary is to make the film formation rate per unit time as small as possible. For example, when a film is formed by sputtering, the sputtering power is controlled to a film forming speed of 300 ° / h or less. In this case, the film thickness can be controlled by adjusting the film formation time.
Note that in the case where the film is formed thin, the film may be cut due to crystal grain growth. Therefore, the heat treatment temperature and the heat treatment time are preferably reduced to about 60 to 80% of the case where the film is formed thick.
【００３４】 第２の方法としては、抵抗体に絶縁物を
混合せしめる方法が挙げられる。絶縁物の添加により抵
抗体に電流が流れ難くなり、抵抗値が増加するからであ
る。混合する絶縁物としては、ガラスの他、アルミナ、
シリカ、カルシア、ジルコニア、セリア、マグネシア、
チタニアなどのセラミックを単独で、或いは適宜混合し
て使用することができる。抵抗値は、絶縁物の混合比率
により調整することが可能である。ガラスを使用する場
合、抵抗体の熱処理温度をガラスの流動点以上とした方
が抵抗体の基体への接着は強固となるが、抵抗値を増加
させるという観点からは熱処理温度をガラスの流動点以
下とすることが好ましい。As a second method, there is a method of mixing an insulator with a resistor. This is because the addition of an insulator makes it difficult for a current to flow through the resistor, and increases the resistance value. As insulator to be mixed, besides glass, alumina,
Silica, calcia, zirconia, ceria, magnesia,
Ceramics such as titania can be used alone or in a suitable mixture. The resistance value can be adjusted by the mixture ratio of the insulator. When glass is used, when the heat treatment temperature of the resistor is set to be equal to or higher than the pour point of the glass, the adhesion of the resistor to the substrate becomes stronger, but from the viewpoint of increasing the resistance value, the heat treatment temperature is set to the pour point of the glass. It is preferable to set the following.
【００３５】導通部材 本発明の抵抗素子は、抵抗体と電気的に接続された、基
体の両端部から突出する導通部材を備える。導通部材は
抵抗素子（即ち、抵抗体）とセンサの電気回路とを接続
し、また、抵抗素子を保持するための部材であって、導
電性を有することが必要なため、例えば金属からなる直
径０．１〜０．２ｍｍ程度のリード線等を好適に用いる
ことができる。上記のように導通部材を細いリード線と
すると、基体からの伝熱による熱の逃げが少なく、セン
サの測定精度や応答性を確保できる点において好まし
い。Conductive Member The resistive element of the present invention includes a conductive member that is electrically connected to the resistor and protrudes from both ends of the base. The conducting member is a member for connecting the resistance element (that is, the resistance element) to the electric circuit of the sensor and for holding the resistance element. The conduction member needs to have conductivity, and for example, has a diameter of metal. A lead wire of about 0.1 to 0.2 mm or the like can be suitably used. It is preferable that the conductive member be a thin lead wire as described above, since heat is less escaping due to heat transfer from the base and measurement accuracy and responsiveness of the sensor can be secured.
【００３６】 導通部材の材質は、後述する保護被膜形
成の際の耐酸化性、センサ作動時の発熱に対する耐熱性
を備え、かつ、その熱を抵抗素子から逃がさないように
するべく熱伝導性が低い材質であることが好ましい。従
って、純金属に比して熱伝導性が低い、合金を用いるこ
とが一般的である。具体的には、貴金属、特にＰｔを主
体（例えばＰｔが質量比９０％）とする合金であること
が好ましく、Ｐｔ−Ｉｒ，Ｐｔ−Ｒｈ，Ｐｔ−Ａｕ，Ｐ
ｔ−Ｎｉ，Ｐｔ−Ａｇ，Ｐｔ−Ｐｄ，Ｐｄ−Ｉｒ，Ｐｄ
−Ａｇ等の組み合わせが挙げられる。The material of the conductive member has oxidation resistance when forming a protective film, which will be described later, and heat resistance against heat generated during operation of the sensor, and has thermal conductivity to prevent the heat from escaping from the resistance element. Preferably, the material is low. Therefore, it is common to use an alloy having a lower thermal conductivity than a pure metal. Specifically, it is preferable to use a noble metal, particularly an alloy mainly composed of Pt (for example, Pt is 90% by mass), and Pt-Ir, Pt-Rh, Pt-Au, Pt
t-Ni, Pt-Ag, Pt-Pd, Pd-Ir, Pd
-Ag and the like.
【００３７】 なお、Ｆｅ−Ｎｉ合金、ステンレス等の
卑金属合金を使用する場合には、酸性ガス等に対する耐
食性を高めるべく、真空蒸着、化学メッキ、スパッタリ
ング、溶融メッキ、或いはクラッド等の方法により表面
をＰｔ等の貴金属で被覆することが好ましい。When a base metal alloy such as an Fe—Ni alloy or stainless steel is used, the surface is formed by a method such as vacuum deposition, chemical plating, sputtering, hot-dip plating, or cladding in order to increase the corrosion resistance to an acid gas or the like. It is preferable to coat with a noble metal such as Pt.
【００３８】 導通部材の基体端部への固着は、例えば
金属とガラスとを混合してなる導体ペースト（以下、単
に「ペースト」という。）等を用いることができる。３
５０℃程度まで発熱する発熱抵抗素子ＲHに用いるペー
ストであれば、Ｐｔと軟化点６００℃程度のガラスの各
粉末を体積比１：１で混合した原料粉末に、バインダと
して原料粉末の１質量％のエチルセルロース、有機ビヒ
クルとして少量のブチルカルビトールアセテートを添加
し、充分混合することにより保形性を有する程度の粘度
に調節したもの等を使用することができる。この場合の
ガラス粉末は、焼成時にクラックが入り強度が低下する
ことを防止するため、基体より熱膨張係数が小さいもの
を選択することが好ましい。For fixing the conductive member to the end of the base, for example, a conductor paste (hereinafter simply referred to as “paste”) made of a mixture of metal and glass can be used. Three
In the case of a paste used for the heat generating resistor element R H that generates heat up to about 50 ° C., 1 mass of the raw material powder as a binder is added to the raw material powder obtained by mixing Pt and each glass powder having a softening point of about 600 ° C. at a volume ratio of 1: 1. % Ethyl cellulose, a small amount of butyl carbitol acetate as an organic vehicle, and sufficient mixing to adjust the viscosity to a shape retaining shape can be used. In this case, it is preferable to select a glass powder having a smaller coefficient of thermal expansion than that of the substrate in order to prevent the glass powder from cracking during firing and lowering the strength.
【００３９】 中空円筒の基体の場合であれば、例えば
基体中空部にペーストを充填し、当該充填されたペース
ト中に導通部材（リード線等）を挿入し、ペーストを乾
燥した後、ペースト中のガラスが半溶融する程度の温度
より高い温度で焼成することにより、両者を固着するこ
とができる。中実円筒の基体の場合であれば、例えばリ
ード線の一方の縁端に平板部を有する導通部材を用い、
基体端面にペーストを塗布し、基体端面に当該平板部を
当接するように圧着し、同様に乾燥し、焼成する方法を
採ってもよい。In the case of a hollow cylindrical substrate, for example, a paste is filled in a hollow portion of the substrate, a conductive member (such as a lead wire) is inserted into the filled paste, and the paste is dried. By firing at a temperature higher than the temperature at which the glass is semi-molten, both can be fixed. In the case of a solid cylindrical base, for example, using a conductive member having a flat plate portion at one edge of the lead wire,
A method may be adopted in which a paste is applied to the end face of the base, the flat plate is pressed against the end face of the base so as to be in contact with the paste, dried and fired in the same manner.
【００４０】保護被膜 本発明の抵抗素子は、少なくとも抵抗体を保護するため
の保護被膜を備えることが好ましい。保護被膜の材質は
抵抗素子の使用条件と適合するように適宜選択すれば良
いが、耐熱性の高い材質であることが好ましい。例えば
２００℃程度の温度条件であればポリイミド樹脂、シリ
コーン樹脂等の耐熱性樹脂を用いることも可能である
が、３５０℃程度の温度条件では、Ｐｂ系、或いはＺｎ
系の低融点ガラス（軟化点４００〜８００℃程度のも
の）等を用いる必要がある。Protective Coating The resistance element of the present invention preferably has a protective coating for protecting at least the resistor. The material of the protective film may be appropriately selected so as to be compatible with the use conditions of the resistance element, but is preferably a material having high heat resistance. For example, under a temperature condition of about 200 ° C., a heat-resistant resin such as a polyimide resin or a silicone resin can be used.
It is necessary to use a low-melting glass (having a softening point of about 400 to 800 ° C.).
【００４１】 保護被膜は、例えばペースト状にした軟
化点６５０℃のガラスを、基体の端面も含む抵抗体全体
を被覆するように塗布し、７５０℃で焼成する操作を複
数回繰り返すことにより形成することができる。このよ
うな方法によれば、膜厚約２０μｍの保護被膜が抵抗体
表面に形成される。The protective film is formed by, for example, applying a paste-like glass having a softening point of 650 ° C. so as to cover the entire resistor including the end face of the substrate, and baking at 750 ° C. a plurality of times. be able to. According to such a method, a protective film having a thickness of about 20 μm is formed on the surface of the resistor.
【００４２】[0042]
【実施例】 以下、本発明を実施例により具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
【００４３】（１）構成部材 各実施例において、特段の記載がない場合、構成部材と
しては以下に示すものを使用した。(1) Constituent members In each embodiment, unless otherwise specified, the following constituent members were used.
【００４４】基体 基体は、外径０．５ｍｍ、内径０．２５ｍｍ、長さ２．
０ｍｍの中空円筒体とした。当該基体の製造は、アルミ
ナ含有量９２質量％のアルミナ粉末に、バインダとして
アルミナ粉末の２質量％のポリビニルアルコール、分散
媒として適量の水を添加・混合し、スプレードライヤで
造粒してなる造粒物を、プレス成形し、乾燥し、１６５
０℃で焼成する方法により行った。Substrate The substrate had an outer diameter of 0.5 mm, an inner diameter of 0.25 mm, and a length of 2.
It was a 0 mm hollow cylindrical body. The substrate is produced by adding and mixing 2% by mass of alumina powder of polyvinyl alcohol as a binder and an appropriate amount of water as a dispersion medium to alumina powder having an alumina content of 92% by mass, and granulating the mixture with a spray dryer. The granules are pressed, dried and 165
It carried out by the method of baking at 0 degreeC.
【００４５】抵抗体 抵抗体は、基体外周面にディッピング法、若しくはスパ
ッタリング法により抵抗体原料を膜状に付着せしめた
後、所定の温度で熱処理を行うことにより形成した。抵
抗体を帯状体とする場合には、レーザトリミングにより
膜の一部を除去した。Resistor The resistor was formed by depositing a resistor material in a film form on the outer peripheral surface of the substrate by dipping or sputtering, and then performing heat treatment at a predetermined temperature. When the resistor was formed into a strip, a part of the film was removed by laser trimming.
【００４６】導通部材 導通部材は、長さ３ｍｍ、直径０．１５ｍｍのリード線
とした。当該リード線は、Ｆｅ−Ｎｉ合金からなるワイ
ヤを芯材とし、当該ワイヤの表面にクラッドによりＰｔ
を被覆したものを使用した。Conducting Member The conducting member was a lead wire having a length of 3 mm and a diameter of 0.15 mm. The lead wire has a core made of a wire made of an Fe—Ni alloy, and the surface of the wire is covered with Pt by cladding.
Was used.
【００４７】 リード線と基体との固着は、Ｐｔと軟化
点６５０℃のＰｂ系低融点ガラスとを、体積比２０：８
０で混合したペーストを使用して行った。具体的には、
基体中空部にペーストを充填し、当該充填されたペース
ト中にリード線を挿入し、ペーストを１２０℃で乾燥し
た後、８００℃、１５分間という条件で焼成することに
より、両者を固着した。To fix the lead wire to the base, Pt and a Pb-based low-melting glass having a softening point of 650 ° C. were mixed at a volume ratio of 20: 8.
This was done using the paste mixed at 0. In particular,
The paste was filled in the hollow portion of the base, a lead wire was inserted into the filled paste, the paste was dried at 120 ° C., and then baked at 800 ° C. for 15 minutes to fix the both.
【００４８】保護被膜 保護被膜は、ペースト状にした軟化点６５０℃のＰｂ系
低融点ガラスを抵抗体全体（基体の端面も含む）を被覆
するように塗布し、８００℃（軟化点より１５０℃高い
温度）で焼成する操作を複数回繰り返すことにより、膜
厚約２０μｍの保護被膜を抵抗体面上に形成した。Protective Coating A protective coating is formed by applying a paste-like Pb-based low-melting glass having a softening point of 650 ° C. so as to cover the entire resistor (including the end face of the base) and 800 ° C. (150 ° C. from the softening point). By repeating the operation of baking at a high temperature) a plurality of times, a protective film having a thickness of about 20 μm was formed on the surface of the resistor.
【００４９】（２）評価方法 実施例、比較例における抵抗素子の評価は、抵抗温度係
数を測定することにより行った。(2) Evaluation Method Evaluation of the resistance elements in the examples and comparative examples was performed by measuring the temperature coefficient of resistance.
【００５０】 抵抗温度係数は、以下の方法により測定
した。まず、−２０、０、２０、４０、６０、８０、１
００℃の雰囲気温度で１５分保持するようにプログラム
運転する恒温槽中に抵抗素子をセットし、当該８点の雰
囲気温度を白金線測温抵抗体により、各雰囲気温度にお
ける抵抗素子の抵抗値を４端子型抵抗測定器により精密
に測定した。これらのデータを下記式（１）に代入し、
抵抗温度係数α、温度二乗項の係数βを算出した。 Ｒ＝Ｒ0（１＋αＴ＋βＴ2） …（１） （但し、Ｒ0：０℃における抵抗値（Ω）、Ｔ：温度
（℃）、Ｒ：温度Ｔ（℃）における抵抗値（Ω））The temperature coefficient of resistance was measured by the following method. First, -20, 0, 20, 40, 60, 80, 1
The resistance elements are set in a constant temperature bath that is programmed to be maintained at an atmosphere temperature of 00 ° C. for 15 minutes, and the resistance values of the resistance elements at each of the eight atmosphere temperatures are measured using a platinum wire resistance temperature detector. It was precisely measured with a four-terminal resistance meter. Substituting these data into the following equation (1),
The temperature coefficient of resistance α and the coefficient β of the temperature square term were calculated. R = R 0 (1 + αT + βT 2 ) (1) (where R 0 is a resistance value (Ω) at 0 ° C., T is a temperature (° C.), and R is a resistance value (Ω) at a temperature T (° C.))
【００５１】 なお、実施例の抵抗素子における抵抗値
は、２５℃における抵抗値（Ｒ25）を示した。Ｒ25は、
抵抗温度係数α、温度二乗項の係数βを算出した後、上
記式のＴを２５（℃）として、計算により算出した。The resistance value of the resistance element according to the example is a resistance value (R 25 ) at 25 ° C. R 25 is
After calculating the temperature coefficient of resistance α and the coefficient β of the temperature square term, the calculation was performed by setting T in the above equation to 25 (° C.).
【００５２】（実施例１）実施例１においては、膜形成
法としてディッピング法を採用し、主として膜厚調整と
トリミングにより所望の抵抗値を有する抵抗素子を製造
した。Example 1 In Example 1, a dipping method was employed as a film forming method, and a resistance element having a desired resistance value was manufactured mainly by adjusting the film thickness and trimming.
【００５３】 まず、図５に示すような抵抗体６２を基
体６３の外周面全体に形成した抵抗素子６１を製造し
た。抵抗体６２は、Ｐｔ、アルミナ、軟化点９００℃の
ガラスの各粉末を体積比５０：３５：１５の比率で混合
した原料粉末に、更に溶剤として適量のブチルカルビト
ールアセテート、バインダとしてエチルセルロースを原
料粉末の全体質量に対し５質量％を加えたペーストを使
用し、ディッピング法により膜を形成した。当該ペース
ト中に前記基体を浸漬し、ゆっくり引き上げ１５０℃で
乾燥する操作を複数回繰り返した後、１２００℃で熱処
理を行い膜を形成した。First, a resistance element 61 having a resistor 62 as shown in FIG. 5 formed on the entire outer peripheral surface of a base 63 was manufactured. The resistor 62 is made of a raw material powder obtained by mixing Pt, alumina, and a glass having a softening point of 900 ° C. in a volume ratio of 50:35:15, an appropriate amount of butyl carbitol acetate as a solvent, and ethyl cellulose as a binder. A film was formed by a dipping method using a paste in which 5% by mass was added to the total mass of the powder. The operation of immersing the substrate in the paste, slowly pulling it up, and drying it at 150 ° C. was repeated a plurality of times, and then heat-treated at 1200 ° C. to form a film.
【００５４】 浸漬回数を３回、４回、５回と変えるこ
とにより膜厚を制御し、抵抗値が１０Ω、７Ω、５Ωと
なるように調整を試みた（各々を、実施例１−１，１−
２，１−３とする。）。抵抗体を形成した各１００個の
基体について基体の両端面間で抵抗値を測定したとこ
ろ、抵抗値は１０±１．０Ω、７±０．６Ω、５±０．
４Ωの範囲内に制御された。The film thickness was controlled by changing the number of times of immersion to three, four, and five times, and an attempt was made to adjust the resistance values to 10 Ω, 7 Ω, and 5 Ω (each of Examples 1-1 and 1-5). 1-
2, 1-3. ). When the resistance value was measured between both end faces of the substrate for each of the 100 substrates on which the resistor was formed, the resistance values were 10 ± 1.0Ω, 7 ± 0.6Ω, 5 ± 0.
It was controlled within the range of 4Ω.
【００５５】 更に、実施例１−２の基体については、
基体外周面に形成された抵抗体の全面積に対し８０％を
レーザトリミングにより除去することで、抵抗体を２以
上の帯状体とした。具体的には、図１に示すように基体
３の円筒軸と平行するように、幅４５μｍの帯状体を等
間隔で７本形成した。また、実施例１−３の基体につい
ては、基体外周面に形成された抵抗体の全面積に対し７
０％をレーザトリミングにより除去することで、抵抗体
を２以上の帯状体とした。具体的には、図１に示すよう
に基体３の円筒軸と平行するように、幅６０μｍの帯状
体を等間隔で８本形成した。Further, with respect to the substrate of Example 1-2,
By removing 80% of the entire area of the resistor formed on the outer peripheral surface of the base by laser trimming, the resistor was formed into two or more strips. Specifically, as shown in FIG. 1, seven strips having a width of 45 μm were formed at regular intervals so as to be parallel to the cylindrical axis of the base 3. Further, with respect to the substrate of Example 1-3, the total area of the resistor formed on the outer peripheral surface of the substrate was 7%.
By removing 0% by laser trimming, the resistor was made into two or more strips. Specifically, eight strips having a width of 60 μm were formed at regular intervals so as to be parallel to the cylindrical axis of the base 3 as shown in FIG.
【００５６】 上記実施例１−１〜１−３の抵抗体を形
成した基体については、両端部に導通部材であるリード
線を固着し、軟化点６５０℃のＰｂ系低融点ガラスによ
り保護被膜を形成することにより、抵抗素子とした。With respect to the substrate on which the resistors of Examples 1-1 to 1-3 were formed, lead wires as conductive members were fixed to both ends, and a protective film was formed of a Pb-based low-melting glass having a softening point of 650 ° C. By forming, a resistance element was obtained.
【００５７】（結果）製造した各１００個の抵抗素子に
ついて抵抗値及び抵抗温度係数を測定したところ、実施
例１−１の抵抗素子の抵抗値は１０±１Ωの範囲内で均
一に制御されており、また、抵抗温度係数は３８５０±
３０ｐｐｍ／℃で、ほぼＰｔの理論値３９１０ｐｐｍ／
℃に近い値が得られた。(Result) When the resistance value and the resistance temperature coefficient were measured for each of the manufactured 100 resistance elements, the resistance value of the resistance element of Example 1-1 was controlled uniformly within the range of 10 ± 1Ω. And the temperature coefficient of resistance is 3850 ±
At 30 ppm / ° C, the theoretical value of Pt is 3910 ppm /
Values close to ° C were obtained.
【００５８】 実施例１−２の抵抗素子の抵抗値は４２
±４Ωの範囲内で均一に制御されており、また、抵抗温
度係数は３８４５±３５ｐｐｍ／℃で、この例でもほぼ
Ｐｔの理論値に近い値が得られた。The resistance value of the resistance element of Example 1-2 is 42
The temperature is controlled uniformly within the range of ± 4Ω, and the temperature coefficient of resistance is 3845 ± 35 ppm / ° C., and in this example, a value close to the theoretical value of Pt was obtained.
【００５９】 実施例１−３の抵抗素子の抵抗値は１８
±２Ωの範囲内で均一に制御されており、また、抵抗温
度係数は３８６０±３０ｐｐｍ／℃で、この例において
もほぼＰｔの理論値に近い値が得られた。The resistance value of the resistance element of Example 1-3 is 18
It is controlled uniformly within the range of ± 2Ω, and the temperature coefficient of resistance is 3860 ± 30 ppm / ° C., and in this example, a value close to the theoretical value of Pt was obtained.
【００６０】（実施例２）実施例２においては、膜形成
法としてスパッタリング法を採用し、主として膜厚調整
とトリミングにより所望の抵抗値を有する抵抗素子を製
造した。Example 2 In Example 2, a sputtering method was adopted as a film forming method, and a resistance element having a desired resistance value was manufactured mainly by adjusting the film thickness and trimming.
【００６１】 まず、図５に示すように抵抗体６２を基
体６３の外周面全体に形成した抵抗素子６１を製造し
た。抵抗体６２は、Ｐｔ板をターゲットとしたスパッタ
リングを行い、更に熱処理を行うことにより膜を形成し
た。スパッタリング電力は５０〜２００Ｗの範囲内の一
定値とし、スパッタリング時間を変える方法により膜厚
を制御した。本実施例では膜厚を約０．０５μｍ、０．
８μｍとなるように時間を調整した。（各々を、実施例
２−１，２−２とする。）。First, as shown in FIG. 5, a resistance element 61 having a resistor 62 formed on the entire outer peripheral surface of a base 63 was manufactured. The resistor 62 was formed by performing sputtering using a Pt plate as a target and further performing heat treatment. The sputtering power was set to a constant value in the range of 50 to 200 W, and the film thickness was controlled by changing the sputtering time. In the present embodiment, the film thickness is about 0.05 μm,
The time was adjusted to 8 μm. (Each is referred to as Examples 2-1 and 2-2.)
【００６２】 熱処理温度は膜厚が比較的厚い実施例２
−２は８５０℃としたが、膜厚が薄い実施例２−１につ
いては膜切れを防止するため６５０℃と条件を緩和し
た。また、膜厚が厚い実施例２−２においては、スパッ
タリング電力１８０Ｗとしたが、膜厚が薄い実施例２−
１では、白金の結晶化を低温でも容易とするため、スパ
ッタリング電力を５０〜８０Ｗ程度と小さくした。抵抗
体薄膜を形成した各１００個の基体について基体の両端
面間で抵抗値を測定したところ、抵抗値は６．５±１．
５Ω、０．７５±０．２５Ωであった。Example 2 where the heat treatment temperature is relatively thick
-2 was set to 850 ° C., but in Example 2-1 where the film thickness was small, the conditions were relaxed to 650 ° C. in order to prevent film breakage. In Example 2-2 having a large film thickness, the sputtering power was set to 180 W.
In No. 1, the sputtering power was reduced to about 50 to 80 W in order to facilitate crystallization of platinum even at a low temperature. The resistance was measured between both end faces of each of the 100 substrates on which the resistor thin film was formed, and the resistance was 6.5 ± 1.
5Ω and 0.75 ± 0.25Ω.
【００６３】 更に、実施例２−１の基体については、
基体外周面に形成された抵抗体の全面積に対し５７％を
レーザトリミングにより除去することで、抵抗体を２以
上の帯状体とした。具体的には、図１に示すように基体
３の円筒軸と平行するように、幅６７μｍの帯状体を等
間隔で１０本形成した。また、実施例２−２の基体につ
いては、基体外周面に形成された抵抗体の全面積に対し
８０％をレーザトリミングにより除去することで、抵抗
体を２以上の帯状体とした。具体的には、図１に示すよ
うに基体３の円筒軸と平行するように、幅３０μｍの帯
状体を等間隔で１０本形成した。Further, with respect to the substrate of Example 2-1,
By removing 57% of the entire area of the resistor formed on the outer peripheral surface of the base by laser trimming, the resistor was formed into two or more strips. Specifically, as shown in FIG. 1, ten strips having a width of 67 μm were formed at regular intervals so as to be parallel to the cylindrical axis of the base 3. In the substrate of Example 2-2, two or more strips were formed by removing 80% of the entire area of the resistor formed on the outer peripheral surface of the substrate by laser trimming. Specifically, as shown in FIG. 1, ten strips having a width of 30 μm were formed at regular intervals so as to be parallel to the cylindrical axis of the base 3.
【００６４】 上記実施例２−１及び２−２の抵抗体を
形成した基体については、両端部に導通部材であるリー
ド線を固着し、軟化点５００℃のＰｂ系低融点ガラスに
より６５０℃で５分焼成して保護被膜を形成することに
より、抵抗素子とした。With respect to the substrate on which the resistors of Examples 2-1 and 2-2 were formed, lead wires as conductive members were fixed to both ends, and a Pb-based low-melting glass having a softening point of 500 ° C. was used at 650 ° C. By baking for 5 minutes to form a protective film, a resistance element was obtained.
【００６５】（結果）製造した各１００個の抵抗素子に
ついて抵抗値及び抵抗温度係数を測定したところ、実施
例２−１の抵抗素子の抵抗値は１５±４Ωの範囲内で均
一に制御されており、また、抵抗温度係数は３７５０±
５０ｐｐｍ／℃であり、膜厚が極端に薄いことを考慮す
れば、比較的良好な結果を示した。(Results) When the resistance value and the resistance temperature coefficient were measured for each of the manufactured 100 resistance elements, the resistance value of the resistance element of Example 2-1 was controlled uniformly within the range of 15 ± 4Ω. And the temperature coefficient of resistance is 3750 ±
It was 50 ppm / ° C., and a relatively good result was shown considering that the film thickness was extremely thin.
【００６６】 実施例２−２の抵抗素子の抵抗値は４±
１．５Ωの範囲内で均一に制御されており、また、抵抗
温度係数は３８８０±２０ｐｐｍ／℃と白金の理論値に
近い値が得られた。The resistance value of the resistance element of Example 2-2 was 4 ±
The resistance was controlled uniformly within the range of 1.5Ω, and the temperature coefficient of resistance was 3880 ± 20 ppm / ° C., a value close to the theoretical value of platinum.
【００６７】 実施例２−１の抵抗素子の抵抗温度係数
は、膜形成後の熱処理温度が低いことに起因して実施例
２−２と比較して若干低下したが、熱式流量センサ用の
抵抗素子として十分に実用性を有するものであった。即
ち、実施例２−１の抵抗素子は膜厚が薄いものの、４０
０℃の空気中で１０００時間暴露しても抵抗温度係数の
変化は０．１％以内であり十分な耐久性を有していた。Although the temperature coefficient of resistance of the resistance element of Example 2-1 was slightly lower than that of Example 2-2 due to the lower heat treatment temperature after film formation, the resistance temperature coefficient for the thermal type flow sensor was reduced. It was sufficiently practical as a resistance element. That is, although the resistance element of Example 2-1 has a small thickness,
Even after exposure in air at 0 ° C. for 1000 hours, the change in the temperature coefficient of resistance was within 0.1%, indicating that the device had sufficient durability.
【００６８】[0068]
【発明の効果】 以上説明したように、本発明の感温性
抵抗素子は、感温性抵抗体を２以上の非螺旋状とし、か
つ、当該２以上の感温性抵抗体を、前記基体の円筒軸を
中心として対象位置に配置したので、ブリッジ回路がバ
ランスした状態における抵抗素子内の温度分布を均一に
することができる。従って、本発明の感温性抵抗素子を
ブリッジ回路に組み込んだ熱式流量センサは、測定精度
及び応答性に優れる。As described above, in the temperature-sensitive resistor element of the present invention, the temperature-sensitive resistor has two or more non-helical shapes, and the two or more temperature-sensitive resistors are connected to the base. Is arranged at the target position with the cylindrical axis as the center, so that the temperature distribution in the resistance element in a state where the bridge circuit is balanced can be made uniform. Therefore, the thermal type flow sensor incorporating the temperature-sensitive resistance element of the present invention in a bridge circuit has excellent measurement accuracy and responsiveness.
【図１】 本発明の感温性抵抗素子の一の実施例を示す
概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing one embodiment of a temperature-sensitive resistance element of the present invention.
【図２】 熱式流量センサの電気回路の構成を示す回路
図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of an electric circuit of the thermal type flow sensor.
【図３】 従前の感温性抵抗素子の実施態様を示す概略
断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing an embodiment of a conventional temperature-sensitive resistance element.
【図４】 本発明の感温性抵抗素子の別の実施例を示す
概略斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing another embodiment of the temperature-sensitive resistance element of the present invention.
【図５】 本発明の感温性抵抗素子の更に別の実施例を
示す概略斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view showing still another embodiment of the temperature-sensitive resistance element of the present invention.
【図６】 従前の感温性抵抗素子の別の実施態様を示す
概略図であって、（ａ）は上面図、（ｂ）は背面図、
（ｃ）は右側面図である。FIG. 6 is a schematic view showing another embodiment of the conventional temperature-sensitive resistance element, wherein (a) is a top view, (b) is a rear view,
(C) is a right side view.
１…感温性抵抗素子、２…感温性抵抗体、３…基体、４
…導通部材、５…導体ペースト、１１…熱式流量セン
サ、１２…吸気管、１３…トランジスタ、１４…比較
器、１５…端子、１６…電気的出力、１７…ブリッジ回
路、３１…感温性抵抗素子、３２…感温性抵抗体、３３
…基体、３４…リード線、３５…導体ペースト、３６…
保護被膜、３７…中空部、５１…感温性抵抗素子、５２
…感温性抵抗体、５３…基体、５４…導通部材、５５…
導体ペースト、６１…感温性抵抗素子、６２…感温性抵
抗体、６３…基体、６４…導通部材、６５…導体ペース
ト、７１…感温性抵抗素子、７２…感温性抵抗体、７３
…基体。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Temperature-sensitive resistance element, 2 ... Temperature-sensitive resistor, 3 ... Base, 4
... Conducting member, 5 ... Conductor paste, 11 ... Thermal flow sensor, 12 ... Intake pipe, 13 ... Transistor, 14 ... Comparator, 15 ... Terminal, 16 ... Electrical output, 17 ... Bridge circuit, 31 ... Temperature sensitivity Resistance element, 32 ... temperature-sensitive resistor, 33
... Base, 34 ... Lead wire, 35 ... Conductor paste, 36 ...
Protective coating, 37 hollow part, 51 temperature-sensitive resistance element, 52
... temperature-sensitive resistor, 53 ... base, 54 ... conductive member, 55 ...
Conductive paste, 61: temperature-sensitive resistor, 62: temperature-sensitive resistor, 63: base, 64: conductive member, 65: conductive paste, 71: temperature-sensitive resistor, 72: temperature-sensitive resistor, 73
... substrate.
Claims (5)
絡する、膜状の感温性抵抗体と、 当該感温性抵抗体と電気的に接続された、当該基体の両
端部から突出する導通部材と、を備えた感温性抵抗素子
において、 前記感温性抵抗体が、２以上の非螺旋状の感温性抵抗体
であり、かつ、前記基体の円筒軸を中心として対象位置
に配置されていることを特徴とする感温性抵抗素子。1. A cylindrical substrate made of an insulator, a film-shaped temperature-sensitive resistor formed on an outer peripheral surface of the substrate and connecting both ends of the substrate, and the temperature-sensitive resistor A conductive member electrically connected to the conductive member and protruding from both ends of the base, wherein the temperature-sensitive resistor is two or more non-spiral temperature-sensitive resistors. Wherein the temperature-sensitive resistance element is disposed at a target position around a cylindrical axis of the base.
に記載の感温性抵抗素子。2. The method according to claim 1, wherein the temperature-sensitive resistor is a belt.
2. The temperature-sensitive resistance element according to item 1.
基体の円筒軸を中心として（３６０／ｎ）°ごとに配置
されている請求項１又は２に記載の感温性抵抗素子。3. The thermosensitive resistor according to claim 1, wherein n thermosensitive resistors of the same shape are arranged at every (360 / n) ° around the cylindrical axis of the base. element.
絡する、膜状の感温性抵抗体と、 当該感温性抵抗体と電気的に接続された、当該基体の両
端部から突出する導通部材と、を備えた感温性抵抗素子
において、 前記感温性抵抗体が、少なくとも基体の外周面全体に形
成されていることを特徴とする感温性抵抗素子。4. A cylindrical substrate made of an insulator, a film-shaped temperature-sensitive resistor formed on an outer peripheral surface of the substrate and connecting both ends of the substrate, and the temperature-sensitive resistor A conductive member protruding from both ends of the base, electrically connected to the base, wherein the temperature-sensitive resistor is formed at least on the entire outer peripheral surface of the base. A temperature-sensitive resistance element characterized by the following.
温性抵抗素子を、ブリッジ回路に組み込んだことを特徴
とする熱式流量センサ。5. A thermal type flow sensor, wherein the temperature-sensitive resistance element according to claim 1 is incorporated in a bridge circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000151908A JP2001332403A (en) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | Temperature-sensitive resistance element and thermal flow rate sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000151908A JP2001332403A (en) | 2000-05-23 | 2000-05-23 | Temperature-sensitive resistance element and thermal flow rate sensor |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2001332403A true JP2001332403A (en) | 2001-11-30 |
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1975946A1 (en) * | 2007-03-29 | 2008-10-01 | Fry's Metals Inc. | Devices & methods for producing & using electrical conductors |
-
2000
- 2000-05-23 JP JP2000151908A patent/JP2001332403A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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