JPH0552666A - 平面測温センサー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 測温抵抗体（サーミスタ）を平面格子状に配
列結線してなることを特徴とする平面測温センサー。 【効果】 単純な駆動回路による平面格子状の結線によ
り広い面積の温度分布を常に精度よく測定することが可
能となる。また、単純な回路により低コストな薄膜化も
容易となる。したがって、各種工業用の測温操作に対し
て有用である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば電子基板のよう
な平面被加熱体の温度分布を精度よく測定することがで
きる平面測温センサーに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被加熱体の温度分布を測定するた
めの手段として、熱電対等のセンサーを各測定点に設置
する方法、放射温度計のような非接触式の測温センサー
をスキャンする方法などが主に用いられてきている。こ
のうち、前者の方法は最も直接に温度分布を測定できる
利点はあるが、きめ細かく多数の測定をおこなおうとす
るとリード部が流れて、熱の場を乱したり、セッティン
グに長い時間を費やすことになり正確な測温には不向き
である。また、後者の方法は短時間内にきめ細かな温度
分布を測定できる長所はあるものの、測定面に異質のも
のが存在すると放射率等に変動を生じる難点がある。こ
のため、放射率を一様にするために全体を黒色に着色し
たり、測定位置に放射率を与えながら測定する等の処置
が必要になる。また、筐体内での測定では、筐体の一部
に窓などの光が見える部分を設置する必要があり、直接
に肉眼で観察することができない部位の測温ができない
問題点がある。

【０００３】このほかに、センサーを１列に並べ、これ
を機械的にスキャンするか、一次元の温度分布から二次
元の温度分布を推定する方法も知られている。この方法
による場合には、一次元の温度分布を求めるためには有
効であるが、平面の温度分布を測定する際には流れや熱
的な影響を受けて精度のよい測温操作ができず、また測
定に時間が掛かるという難点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
測温技術における問題点の解消を図るためになされたも
ので、測温時の流れや熱的な場の乱れが少なく、常に絶
対温度を簡単に且つ精度よく測定し得る平面測温センサ
ーの提供を目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による平面測温センサーは、測温抵抗体を平
面格子状に配列結線してなることを構成上の特徴とす
る。

【０００６】図１は、本発明に係る平面測温センサーを
模式的に例示した回路図で、平面格子状に配置された測
温抵抗体Ｒが縦方向および横方向に列交差するリード線
に結線されてセンサーを形成している。測温抵抗体Ｒと
しては、サーミスタまたは白金抵抗線が用いられる。通
常、この種の抵抗網回路において個別の抵抗要素を測定
するためには、測温抵抗体とリードとの間にダイオード
のようなスイッチ素子を設けたり、プローブで測定位置
を指定しなければならないが、本発明の機構ではこれら
スイッチング素子やプローブの設置は必要としない。

【０００７】本発明の平面測温センサーの抵抗網を測定
するには、一定の電圧を印加して流れる電流値から計算
する方式が採られる。この際、例えば列１と列の格子
点を測定するときには、列１に＋を印加しその他の列２
以下には−を印加し、他方列には−を印加しその他の
列以下には＋を印加することにより、各格子点におけ
る抵抗要素が独立して測定できるようになる。

【０００８】

【作用】本発明による平面測温センサーは、測温抵抗体
を平面格子状に配列結線することによりスイッチ類のな
い簡単な駆動回路に構成することができる。図２の回路
図に基づいてその原理を説明すると、電圧Ｅを負荷する
と縦列Ｒ₂₁、Ｒ₃₁および横列Ｒ₁₂、Ｒ₁₃における両端の
電位差が０となり、余計なパスを流れる電流が電流計Ａ
に流れ込まなくなる。このように縦横列に正負の電圧を
かけ、測定したい縦横列の電圧を逆転させてそこを流れ
る電流値を測定することにより任意の場所の抵抗測定が
できることになる。かかる測定機能は抵抗網を増やして
も変わりないから、縦横50列のような大要素にも拡張す
ることができ、広い平面の温度分布を精度よく測定する
ことが可能となる。

【０００９】

【実施例】縦横７列の格子状に配列したリードの各交差
位置を５ｋΩのサーミスタを結線してガラス・エポキシ
基板に接合して平面測温センサーを作製し、図３の回路
パターンに示すようにスキャナー、直流安定化電源、熱
電対測定用デジタルマルチメータおよび抵抗測定用デジ
タルマルチメータを介して計測コントローラに制御・通
信ライン(GP-IB) により接続した。また、温度の整合性
をチェックするため、スキャナーには熱電対（タイプ
Ｔ）を装着した。この装置を用いて室温(20 ℃) の測定
をおこなったところ、全ての測定点に対し５ｋΩ±100
Ωが示され良好な精度を示した。

【００１０】次に、図４に示すように平面測温センサー
１の一部に面状発熱体２を重ねて温度分布を実測し、各
測定点３(49 箇所) において熱電対による測定温度と対
比した。その結果を図５に示した。図５の数値は測定温
度（℃）であり、このうち括弧内の数値は熱電対による
測定値である。該図５の測温結果から、本発明の平面測
温センサーと熱電対における測定温度は約±１℃の精度
で合致しており、高精度であることが確認された。

【００１１】

【発明の効果】以上のとおり、本発明の平面測温センサ
ーは単純な駆動回路の格子状結線により広い面積の温度
分布を常に精度よく測定することができる。したがっ
て、各種工業用の測温操作に対して極めて有用である。
更にスイッチング素子等を使用しないことで曲面への適
用も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の平面測温センサーを模式的に示した回
路図である。

【図２】本発明の原理を説明するための回路図である。

【図３】実施例に用いた回路パターンである。

【図４】実施例における測温状態を示した説明図であ
る。

【図５】実施例における各測定点の温度測定値を示した
分布図である。

【符号の説明】

１ 平面温度センサー ２ 面状発熱体 ３ 測定点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測温抵抗体を平面格子状に配列結線して
   なることを特徴とする平面測温センサー。