JP4888861B2 - 電流検出型熱電対等の校正方法および電流検出型熱電対 - Google Patents
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Description
5 薄膜
10 基板
11 SOI層
12 BOX層
15 下地基板
16 カンチレバ支持部
20 検出用熱電対
20R 参照用熱電対
20A,20B、20R 導体
21 校正用熱電対
21A,21B 導体
22 n型拡散領域
25 接合部
26 温接点
27 冷接点
30 カンチレバ
31 梁
40 空洞
41 溝
50、51、51、52 絶縁薄膜
55 犠牲層
60、60A、60B 電極
61 合金層
62 オーム性コンタクト
70、70A、70B、70R 電極パッド
80、80A、80B 電極パッド
90、90A、90B 電極パッド
100 絶対温度センサ
101、102 温度センサ
105 pn接合ダイオード
110 配線
111 垂直配線
112 水平配線
115A、115B 端子
120 熱電対
120A,120B 導体
130 カンチレバアレー
150 ヒータ
170 抵抗
200 赤外線吸収膜
210 受光部
300 集積回路
310 スイッチ
Claims (19)
- 一対の熱電対の短絡電流を利用して温度差を検出する電流検出型熱電対の校正方法において、検出用熱電対と同一の熱電対材料で形成した校正用熱電対を用い、加熱手段により校正用熱電対の温接点と冷接点となる二つの接合部間に任意の温度差△Trを発生させて、この前記温度差△Trを測定して、そのときの校正用熱電対の開放起電力Vrから校正用熱電対の絶対熱電能Eroを求めておくこと、検出用熱電対も同一の絶対熱電能Eroを有すると見做すこと、検出用熱電対を含む系の被測定温度付近における内部抵抗rsを測定すること、検出用熱電対を演算増幅器の反転入力端子に接続し、該演算増幅器の仮想短絡を利用して、検出用熱電対に発生している被測定温度差△Tsによる短絡電流値Isを計測し、上記の校正用熱電対の絶対熱電能Eroと内部抵抗rsを使用して被測定温度差△Tsを求めるようにしたこと、を特徴とする電流検出型熱電対の校正方法。
- 校正用熱電対と検出用熱電対とは、同一の基板に形成した薄膜熱電対である請求項1に記載の電流検出型熱電対の校正方法。
- 加熱手段としてヒータを用いた請求項1または2のいずれかに記載の電流検出型熱電対の校正方法。
- 校正用熱電対の二つの接合部間の温度差△Trを、少なくとも校正用熱電対と同一基板に形成した一対の温度センサで計測した請求項1から3のいずれかに記載の電流検出型熱電対の校正方法。
- 熱電対を構成する導体のうち、少なくとも一方の導体を、縮退する程度に高い密度の不純物を添加して、低抵抗化した半導体を用いた請求項1から4のいずれかに記載の電流検出型熱電対の校正方法。
- 検出用薄膜熱電対の接合部を基板から熱分離した薄膜に形成し、熱電対の他端を基板上に形成した請求項1から5のいずれかに記載の電流検出型熱電対の校正方法。
- 熱電対の短絡電流を利用して温度差を検出する電流検出型熱電対の短絡電流検出用の演算増幅器のオフセットの校正方法において、熱起電力が無視できる所定の抵抗を備え、該抵抗を電流検出型の熱電対と同一もしくは異なる演算増幅器の入力段に接続できるようにしてあり、該熱電対による演算増幅器の出力と、該抵抗による演算増幅器の出力とを比較できるように構成して、これらの比較データを基にして演算増幅器のオフセットを校正するようにしたことを特徴とする演算増幅器のオフセットの校正方法。
- 演算増幅器のオフセットの校正方法において、一つの演算増幅器を用い、その入力段に接続している熱電対の代わりに所定の抵抗に切り替えることができるように構成してあり、所定の抵抗に切り替えたときのデータを基にして校正するようにした請求項7記載の演算増幅器のオフセットの校正方法。
- 熱電対の短絡電流を利用して温度差を検出する電流検出型熱電対の短絡電流検出用の演算増幅器のオフセットの校正方法において、同一の被測定温度差△Tsが生じる箇所に二対の熱電対が互いに逆向きの接続できるよう形成してあり、一方の熱電対で被測定温度差△Tsを計測し、熱起電力が互いに打ち消し合うように互いに逆向きの接続したときに演算増幅器のオフセットが校正できるようにしたことを特徴とする演算増幅器のオフセットの校正方法。
- 熱電対の短絡電流を利用して温度差を検出する電流検出型熱電対において、基板から熱分離した薄膜に該熱電対の一端となる接合部が形成されていること、該熱電対の他端は基板に形成してあること、該熱電対を構成する導体は、5x10−2Ω・cm以下の低抵抗率を有する導体であること、該熱電対を構成する二つの導体は、絶縁膜を挟んだサンドイッチ構造であること、該サンドイッチ構造の複数の梁で上記接合部を有する薄膜を支持する構造であることを特徴とする電流検出型熱電対。
- 熱電対に流れる短絡電流を利用して温度差を検出する電流検出型熱電対であって、複数個のそれぞれの熱電対にそれぞれ直列接続したスイッチを用いて、それぞれの熱電対の出力が独立に取り出せるように構成したこと、これらの熱電対が演算増幅器の反転入力端子に接続されていること、熱電対に流れる短絡電流が計測できるように演算増幅器の仮想短絡が利用できるように構成したこと、を特徴とする電流検出型熱電対。
- 一対の熱電対、もしくは複数の熱電対を直列接続した熱電対を演算増幅器の非反転入力端子に接続し、抵抗rを演算増幅器の反転入力端子に接続してあること、該演算増幅器の仮想短絡を利用して、該抵抗rには、該熱電対の被測定温度差△Tsに基づく開放熱起電力Vsが直接印加され、該開放熱起電力Vsに基づく短絡電流Isが流れ、更に、その短絡電流Isの値は、等価内部抵抗rsとしての抵抗rの値で該開放熱起電力Vsを除した値となるようにしたこと、該演算増幅器の反転入力端子と出力端子間に接続した帰還抵抗Rfにも該短絡電流Isが流れるように構成したこと、これらのことがらに基づく該演算増幅器の出力電圧から被測定温度差△Tsが算出できるようにしたこと、を特徴とする等価的な電流検出型熱電対。
- 抵抗rが、熱電対の実際の内部抵抗rs0より小さくなるようにした請求項12記載の電流検出型熱電対。
- 熱電対を複数個備えてあり、該複数個のそれぞれの熱電対にそれぞれ直列接続したスイッチを用いて、それぞれの熱電対の出力が独立に取り出せるように構成した請求項12または13のいずれかに記載の電流検出型熱電対。
- 演算増幅器の仮想短絡を利用して、一対の熱電対に流れる短絡電流を検出して温度差を検出できるようにした電流検出型熱電対を、1つのユニットとして用いること、該ユニットを複数個備えてあること、該複数個のそれぞれのユニットにそれぞれ直列接続したスイッチを用いて、それぞれのユニットの出力が独立に取り出せるように構成したこと、を特徴とする電流検出型熱電対。
- 基板から熱分離した薄膜に該熱電対の接合部が形成されている請求項11から15のいずれかに記載の電流検出型熱電対。
- 熱電対を構成している二種類の導体であって、薄膜を支持している複数の梁を通して基板に導かれたこれらの二種類の導体は、基板上において5x10−2Ω・cm以下の低抵抗率を有する導体を用いて、それぞれ一括されて二端子となるように構成した請求項10または16のいずれかに記載の電流検出型熱電対。
- 基板に形成された薄膜の複数のカンチレバのそれぞれに、少なくとも一対の熱電対が搭載していること、これらの複数のカンチレバのそれぞれに形成されている熱電対が、さらに並列に接続されて一括して二端子となるように構成していること、演算増幅器の仮想短絡を利用して、前記二端子間の熱電対に流れる短絡電流を検出して温度差を検出できるようにしていること、を特徴とする電流検出型熱電対。
- 熱電対が形成されている薄膜を支持している基板に絶対温度センサを設けて、基板温度が計測できるようにした請求項10、もしくは16から18のいずれかに記載の電流検出型熱電対。
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