JPH06337229A - 温度検出素子及びその応用素子 - Google Patents
温度検出素子及びその応用素子Info
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- JPH06337229A JPH06337229A JP5126639A JP12663993A JPH06337229A JP H06337229 A JPH06337229 A JP H06337229A JP 5126639 A JP5126639 A JP 5126639A JP 12663993 A JP12663993 A JP 12663993A JP H06337229 A JPH06337229 A JP H06337229A
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Abstract
熱的特性のばらつきを少なくする。 【構成】 絶縁基板13上に薄膜感温抵抗部11及び電
極部12が形成されて薄膜感温抵抗素子1が構成され、
この薄膜感温抵抗素子は超弾性合金線材2によってステ
ム6上に保持される。電極部はステムに保持されたリー
ド線7と細線3によって電気的に接続される。このよう
に、薄膜感温抵抗素子を超弾性合金線材で保持するよう
にしたから、薄膜感温抵抗素子からステムへの熱のもれ
を減少させることができ、さらに、薄膜感温抵抗素子の
機械的保持が向上する。
Description
ンジあるいは他の調理器、又は空調機等)あるいは自動
車等に使用される温度検出素子に関し、さらに、この温
度検出素子を用いた応用素子(湿度検出素子(熱伝導
式)あるいは風速検知素子)に関する。
を参照して概説する。
基板13上に白金等の薄膜感温抵抗部11を形成するこ
とによって構成されている。薄膜感温抵抗素子1はその
端部で受け台111と耐熱性接着剤4によって接着され
ている。一方、受け台111の底部には、ハメチックシ
ールのステム6がその平坦部分で接着、その他の手段に
より固定されている。
1に接続された一対の電極部12が形成され、電極部1
2とリード線7との電気的接続は通常の細線(Cuある
いはAu線)をハンダ付け接続あるいはスポット溶接し
て実施される。薄膜感温抵抗部11を白金薄膜抵抗体と
した場合、白金薄膜抵抗体の抵抗値の温度係数は約35
00〜3800ppm/℃であり、この白金薄膜抵抗体
の抵抗変化に基づく電圧変化を後段の回路部(図示せ
ず)により増幅する。これによって、所望の温度素子あ
るいは定点の温度検出及び制御が行なわれる。
として、熱伝導式湿度検出素子がある。その原理は、図
7に示すように、互いに抵抗値の接近した2個の素子を
用いて、その内の一方は***9が形成されたキャップ1
4を被せてのハメチックシール81(抵抗値RS1)と
し、他方についてはキャップ15を被せてハメチックシ
ール82(気密シール状態としている、抵抗値R0 )と
する。そして、図8に示すように外部抵抗R1 ,R2 に
よってブリッジ回路を形成する。
するだけの通電電流が通電される。ハメチックシール8
1内は***9によって外気と連通しているからハメチッ
クシール81の内部は外気と同一の湿度となっており、
湿度変化によって大気における熱伝導率が変化し、これ
によって、ブリッジ回路から湿度変化に応じた出力電圧
(Vout)が検出される。
検出素子では次の問題点があり、その主たる問題点は薄
膜感温抵抗素子の接合部分近傍に関するものである。
さいステンレス薄板などの材質が使用され凹型の形状さ
れているが、薄膜感温抵抗素子1と受け台111との接
着接合において、形状的な相対関係に起因して、接着剤
を薄膜感温抵抗素子1の端部に安定に均一に塗布するこ
とが非常に困難であり、接着剤の塗布状態が大きくばら
つき、従って、素子の熱的特性が大きくばらつくという
問題点がある(特に接着剤のバラツキに起因した薄膜感
温抵抗素子1からの受け台111側へもれる熱量のばら
つきが大きな問題であり、特に湿度センサとしての用途
の場合に、湿度検出特性の大幅なばらつきとなる)。
1からステム6上への熱のもれを極力少なくするため、
その板厚を薄く設定する必要があり(例えば、板厚0.
05〜0.1mm)、このため、機械的強度が弱く、製
造組立時に、ハンドリング等によって変形等を起しやす
いという問題点がある。
て少ない温度検出素子及びその応用素子を提供すること
にある。
検出素子及びその応用素子を提供することにある。
板と該絶縁基板上に形成された薄膜感温抵抗部及び電極
部とを有する薄膜感温抵抗素子と、リード線を備えるス
テムと、前記薄膜感温抵抗素子を前記ステムの上方で保
持するための線材と、前記電極部と前記リード線7とを
電気的に接続する細線とを有し、前記線材は超弾性合金
線材であることを特徴とする温度検出素子が得られる。
で保持するようにしたから、受け台を使用する場合に比
べて薄膜感温抵抗素子からステムへの熱伝導による熱の
もれを減少させることができ、さらに、薄膜感温抵抗素
子の機械的保持の安定性も格段に改善される。
る。
膜感温抵抗素子1を備えており、薄膜感温抵抗素子1は
アルミナ等の絶縁基板13上に蒸着あるいはスパッタな
どによって薄膜感温抵抗部11及び電極部12を形成す
ることによって作成される。薄膜感温抵抗素子1には絶
縁基板13の裏面の両端近傍において耐熱性接着剤4
(例えばジロン系あるいはセメント系の接着剤使用)が
塗布とれ、これによって絶縁基板13は超弾性合金線材
2の一端部と機械的に接合されている。一方、超弾性合
金線材2の他方の端部はステム6の上面平坦部分に固定
部材5(例えば、エポキシ樹脂製)によって保持され、
前述したように薄膜感温抵抗素子1はハメチックシール
の内部の空間に保持される。
6内のリード線7との電気的接続は通常のCuあるいは
Auの細線を用いてワイヤボンディングあるいはハンダ
づけにより電気的に接続される。
ンニッケル系超弾性合金あるいは銅系超弾性合金いず
れかが使用される。
比べて弾性限界が高く(通常の線材の弾性限界が数パー
セントであるのに対して上述の超弾性合金線材は6〜8
%程度の弾性限界を持つ)、外力によるまげ応力に対し
て復元力が格段にすぐれている。
の線材が20〜30kg/mm2 であるのに対して超弾
性合金線材2は約70kg/mm2 程度と高く、引っぱ
り強度の点でもよりも大幅に改善される。
械的な強度を確保した状態で超弾性合金線材の断面積を
少とすることができ(0.2mmφ以下が可能)、その
ため薄膜感温抵抗素子1からステム6へもれる熱量を、
従来よりも格段に小とすることができる(従来の半分以
下のもれの熱量におさえることが可能)。
応用素子である熱伝導式湿度検出素子を示す。図2に示
す素子では図1に示す素子をその抵抗値が近いもの2個
用いて、一方を***9が形成されたハメチックシール8
1とし、他方を気密性を保ったハメチックシール82と
している。そして、これら温度検出素子を外部抵抗R1
及びR2 を用いてブリッジ接続して、ハメチックシール
81及び82内の素子を定常発熱状態としたものであ
る。
たものと同様である。一方の温度検出素子では***9に
より外部の空気とハメチックシール81内の空気と通気
性がある(従って湿度についても通気性有り)。薄膜感
温抵抗素子の熱伝導率は湿度依存性をもつ関係上、ハメ
チックシール81内の薄膜感温抵抗素子は湿度に対する
電圧・電流特性が異なる。従って、湿度に対する電圧差
をブリッジ回路の出力Vout として湿度検出が行なわれ
る。
素子を示す。ステム上に薄膜感温抵抗素子(図1の実施
例で素子の向きを90°回転)を大気中に露出した状態
でしかも気流中に設置する。さらに、ハメチックシール
で気密封止した素子を準備し、外部抵抗R1 ,R2 とブ
リッジ接続する。そして、気流の風速による熱伝導の差
を利用してブリッジ出力電圧V2 より風速を検知する。
実施例であり、この実施例では超弾性合金線材2と電極
部12との電気的接続及び超弾性合金線材2とリード線
7との電気的接続をハンダ51によるハンダ付け処理で
行っている。
感温抵抗素子1を空間にうかせるための保持部材として
の役割と電流通電のための電線としての役割を兼用して
いる。そして、超弾性合金線材2がチタンニッケル系合
金の場合は、その表面をハンダづけ処理可能とするた
め、Cuメッキ処理あるいはスズ系のハンダメッキ処理
を施す。
の実施例を示す。図5(a)に示す実施例では超弾性合
金線材(超弾性合金ワイヤー)2がその一区間において
薄膜感温抵抗素子1の外形輪郭とほぼ同等のワク形状と
されており、このワク形状部分で薄膜感温抵抗素子を保
持してワク形状部分によって薄膜感温抵抗素子を超弾性
合金の機械的なバネ性により固定している。
線材(超弾性合金ワイヤー)2がその一区間で折り曲げ
られて、この折りまげ部分で薄膜感温抵抗素子を挟持し
折りまげ部分のバネ性によって薄膜感温抵抗素子1を機
械的に固定保持している。
熱性接着剤を全く使用しておらず、この結果、安定した
特性の温度検出素子を実現することができる。
ともに薄膜感温抵抗素子1とリード線7との電気的な接
続には、通常の細線3(Cu線又はAu線)が用いら
れ、接続に当たっては、電極部12あるいはリード線7
の上端断面部分をハンダ付けあるいはスポット溶接する
ことによって接続が実施される。
性合金線材によって薄膜感温抵抗素子を保持するように
したから、従来の温度検出素子に比べて熱的に安定性
化(発熱量のもれの量の軽減)し、温度検出素子として
の各種特性のばらつきを極力改善できる。組立て易
く、機械的信頼性(振動、しょうげき特性)が改善でき
るという効果がある。
す斜視図である。
ある湿度検出素子の構成を示す図である。
ある風速検知素子の構成を示す図である。
す斜視図である。
す斜視図である。
る。
の図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 絶縁基板と該絶縁基板上に形成された薄
膜感温抵抗部及び電極部とを有する薄膜感温抵抗素子
と、リード線を備えるステムと、前記薄膜感温抵抗素子
を前記ステムの上方で保持するための線材と、前記電極
部と前記リード線7とを電気的に接続する細線とを有
し、前記線材は超弾性合金線材であることを特徴とする
温度検出素子。 - 【請求項2】 請求項1に記載された温度検出素子にお
いて、前記超弾性合金線材はその材質がチタンニッケル
系超弾性合金及び銅系の超弾性合金のいずれか一方であ
り、前記超弾性合金線材は前記電極部及び前記リード線
とにハンダ付け接続されており、前記超弾性合金線材が
前記細線を兼用するようにしたことを特徴とする温度検
出素子。 - 【請求項3】 請求項2に記載された温度検出素子にお
いて、前記超弾性合金線材がチタンニッケル系超弾性合
金線材である際には、前記超弾性合金線材の表面は銅メ
ッキ処理あるいはハンダメッキ処理されていることを特
徴とする温度検出素子。 - 【請求項4】 請求項1に記載された温度検出素子にお
いて、前記超弾性合金線材はその一部分がワク形状に加
工されるか又は折り曲げ形状に加工されており、前記ワ
ク形状部分又は前記折り曲げ形状部分で前記薄膜感温抵
抗素子を保持するようにしたことを特徴とする温度検出
素子。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか一つに記載さ
れた温度検出素子が2個用いられ、該温度検出素子はそ
の抵抗値が近似しており、前記温度検出素子の一方は小
穴が形成されたパッケージケース内に装着され、前記温
度検出素子はパッケージケース内に装着されて外気と遮
断されており、前記2個の温度検出素子は2個の外部抵
抗にを用いてブリッジ回路が構成され、前記2個の温度
検出素子にはそれぞれ定常的に発熱状態とする通電電流
が流されており、前記***が形成されたパッケージケー
ス内に装着された温度検出素子の周辺空気の湿度に対す
る電圧電流特性の変化分を前記ブリッジ回路により検出
して湿度を検知するようにしたことを特徴とする応用素
子。 - 【請求項6】 請求項1乃至4のいずれか一つに記載さ
れた温度検出素子がを用いて、前記薄膜感温抵抗素子は
気流中に露出した状態であり、かつ前記薄膜感温抵抗素
子には定常電流が通電されて定常の発熱状態となってお
り、前記気流の風速値と熱の放散量の変動による前記薄
膜感温抵抗素子抵抗値の変化分を検出して風速を検知す
ることを特徴とする応用素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12663993A JP3277471B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 温度検出素子及びその応用素子 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06337229A true JPH06337229A (ja) | 1994-12-06 |
JP3277471B2 JP3277471B2 (ja) | 2002-04-22 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP12663993A Expired - Fee Related JP3277471B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 温度検出素子及びその応用素子 |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-05-28 JP JP12663993A patent/JP3277471B2/ja not_active Expired - Fee Related
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