JPS629239A - 高速応答型温度センサ - Google Patents

高速応答型温度センサ

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JPS629239A
JPS629239A JP60147682A JP14768285A JPS629239A JP S629239 A JPS629239 A JP S629239A JP 60147682 A JP60147682 A JP 60147682A JP 14768285 A JP14768285 A JP 14768285A JP S629239 A JPS629239 A JP S629239A
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JP
Japan
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temperature sensor
thermistor
sensor
base body
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP60147682A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsukasa Hatanaka
畠中 司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
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Priority to US06/880,819 priority patent/US4688949A/en
Publication of JPS629239A publication Critical patent/JPS629239A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/22Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor
    • G01K7/223Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a non-linear resistance, e.g. thermistor characterised by the shape of the resistive element
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/16Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element
    • G01K1/18Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element for reducing thermal inertia

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の分野) 本発明は、温度測定時の高速応答が可能に構成されてな
り、電子体温計等に好適な温度センサに関する。
(発明の概要) 本発明は、温度測定対象物と接触させて温度を検出する
温度センサを、有底筒状基体外表面に感温センサ層を積
層形成することにより形成し、上記対象物から温度セン
サへ伝導する熱伝導効率を向上させるとともに、温度セ
ンサ全体の熱容量を低減させ、これにより、温度測定時
の高速応答を可能にした温度センサである。
(従来技術とその問題点) 近年、例えば、体温計等の温度計は、従来の液体の熱膨
張を利用した水銀温度計等に代り、感温センサ周囲の温
度変化に対応する電気抵抗の変化を利用した電子体温計
が開発され、市場に出回ってきている。
この種電子体温計にあっては、人体と直接に接触する温
度センサの熱容量が、温度測定に要する時間を決定する
大きな素因となる。
すなわち、温度センサの熱容量が大きいと、温度センサ
と体温が熱的平衡状態に至るまでに相当の時間がかかる
従って、適正な温度を検出し、かつ時間を短縮するため
には、温度センサの熱容量はなるべく小さい方が望まし
い。
しかしながら、従来のこの種電子体温計にあっては、第
6図に示すように、温度センサ50の内部構造は、温度
計本体ケースの突出部51の端部に、アルミニウム等の
金属キャップ52を接合し、感温センサ53を金属キャ
ヅプ52のほぼ中心部に配設して、この部分にエポキシ
樹脂等の接着剤54を充填し、この接着剤54により、
突出部51と金属キャップ52とを接着するとともに、
感温センサ53を金属キャップ52内に埋設・固定する
ようにしている。そのため、感温センサ53と金属キャ
ップ52との間に、接着剤54が入り込んでしまうので
、感温センサ53への熱伝導効率が悪く、また接着剤5
4の量も多いため、温度センサ50全体の熱容量が大き
くなってしまうので、検温時間が長くかかってしまい高
速応答に対処できないという問題を有していた。
(発明の目的) 本発明の目的は、温度検出の高速応答が可能な高速応答
型温度センサを提供することにある。
(発明の構成と効果) 上記目的を達成するために、本発明は、一端を閉塞する
とともに他端を開口して形成してなる筒状基体と; 前記筒状基体の外表面に沿って積層形成された感温セン
サ層と: 前記筒状基体の開口周縁に沿うとともに、前記感温セン
サの一部に接触した状態で、かつ前記開口端側の外面か
ら内面にかけて積層形成された電極層と: 前記感温センサ層及び前記電極層の、前記筒状基体外表
面と対向する部位を被覆すべく積層形成された内部保護
・絶縁用の被覆層と; を具備することを特徴とする。
このような構成によれば、感温センサを筒状基体外表面
に積層形成したので、感温センサと測定対象物との対向
面積が大きく、かつ測温対象物との距離も縮小されるた
め、測温対象物から感温センサへ伝導する熱伝導効率を
向上させることができる。
また、筒状基体は中空であるので、温度センサ全体の熱
容量を低減させることができる。
従って、温度測定時の温度検出に要する時間が短縮され
、測温の高速応答に対処することができる。
(実施例の説明) 以下、本発明の一実施例について説明する。
第1図は、本発明に係る高速応答型温度センサ1の外観
図であり、第2図はその断面図である。
両図に示すように、上記センサ1は、一端を半球状に閉
塞するとともに、他端を開口してなる有底円筒状のセラ
ミック等からなる基体2と、この基体2の外表面に沿っ
て積層形成されたMO−GO−N i −A!!酸化物
系ペースト等からなるサーミスタ(感温センサ)3と、
上記基体2の開口端周縁に沿うとともに、上記サーミス
タ3と接触した状態で、かつ上記開口端の外表面から内
表面にかけて積層形成されたAQペース1−等からなる
電極4.及び上記サーミスタ3及び上記電極4の、上記
基体2の外表面と対向する部位を被覆すべく積層形成さ
れたエポキシ系の硬質プラスチック等からなる絶縁防水
樹脂コート膜層5とから構成されている。
なお、サーミスタ3には、侵述するトリミング溝6が形
成されている。
基体2は、高純度アルミナ粉末を乾式成形法を用いてキ
ャップ状に成形し、この成形体を1500℃〜1600
℃の空気中で焼結した後、バレル研磨法でその表面を平
滑化させたものである。
サーミスタ3は、次のようにして形成される。
スナt) チ、Mo−Co−N i−A、g(7)1(
tJを特性適合するように配合し、1000℃前後で仮
焼した後、仮焼粉を1μm以下の粒子状に粉砕する。次
いで、上記粉砕された仮焼粉に、グリセリン、ブチルア
ルコール等の有機バインダを添加してサーミスタペース
1〜を調合し、この調合されたサーミスタペーストを上
記基体2の外表面に、スクリーン印刷法で印刷(積層形
成)する。このとき焼結揚がりで、サーミスタ3の層厚
が10μm程度になるようにペースト印刷量を決定する
上記印刷されたサーミスタペーストを乾燥させた後、7
00℃〜900℃の空気中でサーミスタペーストを焼結
させ、これによりサーミスタ3の形成が完了する。
電極4は、AQペーストをスクリーン印刷法で印刷し、
700℃〜800℃の空気中で固定させる。
なお、上記電極4の形成が終了すると、サーミスタ3が
規定の抵抗値になるまでレーザートリミング法で調節す
る。このときトリミング溝6が形成される。
上記のようにして得られた中間品の外表面に、エポキシ
系の絶縁防水樹脂を、スピナを用いて10μm程度コー
トして乾燥させ、上記絶縁防水樹脂コート膜層5を形成
して、センサ1を得る。
なお、このようにして得られたセンサ1は、直径3mm
、長さ8mm程度のものである。
第3図は、上記センサ1を電子体温計20に適用したも
のを示し、第4図は、上記センサ1と電子体温計20と
の接合構造を示す。
両図において、電子体温計20は、ケース本体2Oa内
にA/D変換器、マイクロコンピュータ等が内蔵された
公知の体温計であって、その表面には体温を数字で表示
するLCD表示器等の表示器゛21.電源押しボタンス
イッチ22が設けられている。
また、電子体温計20のケース本体20a一端に突出形
成された突出部20bの先端にセンサ1が配設・固定さ
れている。
本実施例にあっては、図示しないA/D変換器とサーミ
スタ3とは、サーミスタ3と直結されている電極4を介
して2本のリード線7,7とにより結線されている。
この2本のリード線7,7は、リン青銅等からなり、そ
れぞれ電極4と接触する一喘部7aが、自身のバネ力に
よって電極4側へ付勢されるべく一部を膨出させて屈曲
形成されている。従って、センサ1を突出部20b端部
に接合すれば、各リード線7,7は電極4と圧接し、こ
れによりサーミスタ3とA/D変換器とが電気的に接続
されるように構成されている。
なお、センサ1は突出部20b端部に接着剤8により固
定されている。
また、本実施例では、後述する他の実施例に比べ、基体
2に形成する各層は厚い。すなわち、サーミスタ3.電
極4及び絶縁防水樹脂コート膜層5はそれぞれほぼ10
μm程度に形成され、厚膜構造であるのに対し、後記サ
ーミスタ12の厚さは1μm、後記電極13及び保護絶
縁薄膜層14はともに5μm程度であり、薄膜構造であ
る。
第5図は、本発明の他の実施例を示す。
本実施例におけるセンサ10と前記実施例におけるセン
サ1との相違は、前記実施例と同様にして形成された基
体2の外表面に、平面を更に平滑化ざぜるためのガラス
コート層11を形成したこと、サーミスタその伯各層の
成分及びその厚さである。
すなわち、ガラスコート層11を除いて、サーミスタ1
2.電極13及び保護絶縁用薄膜層14とが前記実施例
と同様な構造を有して積層形成されている。
以下、その製造工程について説明する。
前記実施例と同様にして、基体2を形成した後、その基
体2の外表面にガラスコート@11を積層形成する。
次いで、上部ガラスコート層11を有する基体2(以後
、アルミナキャップという)の外表面に、真空装置内に
て、Taまたはzr等のターゲットを用いるとともに、
Ar、t’h、あるいは02等のガスを供給して、反応
性スパッタリングを行ない、す=ミスタ12の層を積層
形成した後、サーミスタ12の層の安定性を増すために
、300℃〜400℃に加熱して、層の厚さを1μm程
度にする。続いて、サーミスタ12の層をより安定させ
るために、上記アルミナキャップを10’torr以上
の真空中でアニールする。このアニール済のアルミナキ
ャップをセンサ素子と呼ぶ。
次に、センサ素子表面に、真空中にて、Au。
AC3等の金属を真空蒸着させて電極13を形成すると
ともに、センサ素子を400℃程度にて加熱して、サー
ミスタ12と電極13とのオーミック接触をとる。次に
、フォトレジスト等の処理を施して、センサ素子に必要
な電極13のパターンを形成し、続いて、ドライまたは
ウェットエツチング法を用いて、不必要な電極層を除去
し、かつフォトレジストパターンも除去する。
次に、サーミスタ12をレーザートリミング法を用いて
規定の抵抗値に調節しくこのとき前記実施例の如く、ト
リミング溝12aが形成される)、更に、トリミング後
のセンサ素子表面に、真空装置内にて、Siまたは/V
のターゲットを用いるとともに、Ar、N2ガスを供給
して反応性スパッタリングを行ない、保護絶縁用薄膜層
14を積層形成し、以上により本実施例におけるセンサ
10を得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る高速応答型温度センサの外観図、
第2図は上記温度センサの断面図、第3図は上記温度セ
ンサを電子体温計に装着した状態を示す外観図、第4図
は上記温度センサと上記電子体温計との結合構造を示す
断面図、第5図は本発明の他の実施例における高速応答
型温度センサの断面図、第6図は従来の温度センサの断
面図である。 1.10・・・高速応答型温度センサ 2・・・・・・・・・・・・基体 3.12・・・サーミスタ 4.13・・・電極 5・・・・・・・・・・・・絶縁防水樹脂コート膜層1
1・・・・・・・・・・・・ガラスコート層14・・・
・・・・・・・・・保護絶縁用源wA層特許出願人  
立石電機株式会社 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一端を閉塞するとともに他端を開口して形成して
    なる筒状基体と; 前記筒状基体の外表面に沿つて積層形成された感温セン
    サ層と; 前記筒状基体の開口周縁に沿うとともに、前記感温セン
    サの一部に接触した状態で、かつ前記開口端側の外面か
    ら内面にかけて積層形成された電極層と; 前記感温センサ層及び前記電極層の、前記筒状基体外表
    面と対向する部位を被覆すべく積層形成された内部保護
    ・絶縁用の被覆層と; を具備することを特徴とする高速応答型温度センサ。
JP60147682A 1985-07-05 1985-07-05 高速応答型温度センサ Pending JPS629239A (ja)

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US06/880,819 US4688949A (en) 1985-07-05 1986-07-01 High speed response temperature sensor

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