CN103443620A - 用于气体传感器的加热元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传感器元件(110)以及一种加热元件(112)，尤其用在传感器元件(110)内。传感器元件(110)尤其用于探测一个测量气体室内的一种气体的至少一种特性。加热元件(112)包括至少两个接触元件(120)和至少两个可通过所述接触元件(120)施加加热电流的加热路径(126，128)。加热元件(112)被这样地构成，使得一个通过接触元件(120)提供的总电流在至少两个不同的温度下以不同的方式分配给加热路径(126，128)。

Description

用于气体传感器的加热元件

背景技术

从背景技术中已知，许多元件和部件拥有一个或多个加热元件，例如，集成加热元件，用于生成一个或多个运行温度。下面借助设置在用于探测一个测量气体室内的一种气体的至少一种特性的传感器元件内的加热元件对本发明进行说明，但是并不对其它可能的结构形式和应用进行限制。尤其是，传感器元件可以涉及用于测量气体室内一种气体的质量和／或含量的传感器元件，尤其是，例如，一种具有一个或多个功能陶瓷的陶瓷传感器元件。这种类型的，但是本发明并不局限于此的传感器元件的示例是那些其中设置至少两个电极的传感器元件，其中，所述电极通过至少一个固体电解质，尤其是一种陶瓷固体电解质，例如，二氧化锆，尤其是钇稳定的二氧化锆或掺加钪的二氧化锆，彼此连接。在Robert Bosch有限责任公司：汽车内传感器元件，版本2007，第154-159页中已经对这种类型的传感器元件的实施示例作过描述。至于气体中的其含量在质和／或量方面需要测量的至少一种气体成分，尤其可以涉及氧气和／或氧化氮和／或碳氢化合物。但是，原则上也可以探测其它气体成分。

通常在所述的以功能陶瓷为基础的废气传感器中必须使用一个或多个加热元件，这通常是由于，功能陶瓷典型地需要一个700℃至900℃的工作温度，例如，800℃。因此，在这种类型的传感器元件中，例如，具有陶瓷层结构的传感器元件，设置一个或多个铂加热器。这种类型的铂加热器被设计为，例如，蛇形加热部。其中，对加热元件的加热电阻提出不同的要求。例如，在低温度时，加热器应超过一个最小电阻。借此，当较低的电流时，通常可以设计为传感器元件的控制器的最后阶段。相反，在高的温度时，加热器应超过一个最大电阻。借此，在一个限定的加热电压，例如，10.5V的最大加热电压时，也有足够的加热功率传输到传感器元件。

但是，基于常用加热元件材料，例如，铂，的上述要求和对温度的依从关系，在实践中在加热元件的几何形状设计方面具有严格的限制。在一些应用中，绝对有必要使用另一种加热器金属，例如，另一种合金，以便，例如，在许多氧气传感器中，尤其是柴油应用的氧气传感器中，在许多情况下使用Pt／Pd-加热器。但是，在加热元件的密封方面又产生其它的挑战。通常期望，减少整个传感器元件中和尤其是加热元件中贵金属，尤其是铂的含量。从背景技术中，例如，WO2007／062969A1中已知，加热元件呈两个加热器并联连接之结构形式。此外，例如，从WO2001／044798A1已知，一般情况下并且也在废气探测仪中使用钙钛矿作为导电材料。尽管通过这些熟知的结构形式已经实现许多改进，但是仍然存在改进的需求，尤其是涉及到上述的对加热元件的各种要求和涉及到普遍存在的加热元件对贵金属需求。

发明内容

因此，本发明的主题涉及一种加热元件以及一种用于探测一个测量气体室内的一种气体的至少一种特性的传感器元件，它们至少很大程度地避免了已知的加热元件和传感器元件的上述缺点。如上所述，一个测量气体室内的气体的至少一种特性原则上可以涉及任一物理上和／或化学上可测量的特性。尤其优选，如果至少一种特性包括测量气体室内一种气体成分的含量，那么传感器元件可以被设置尤其是用于定量地和／或定性地测量气体成分。但是，原则上也可以应用于其它领域。

加热元件包括至少两个接触元件和至少两个可通过所述接触元件施加加热电流的加热路径。尤其优选，正好设置两个接触元件，其中，通过两个接触元件，例如，例如一个加热电压电源和／或电流电源可以与加热路径连接。加热路径通常分用至少其中一个接触元件，以至于，例如，为至少两个加热路径设置一个接触元件。例如，可以设置两个接触元件，它们分别与至少两个加热路径连接。接触元件通常理解为一种可以借此向加热路径施加电流和／或电压的元件。接触元件可以包括，例如，接触垫，用于连接相应触点和／或与加热路径连接的引线。加热路径原则上可以理解为任一导线布设结构，其用途在于，通过加载电流或电压生成热量或加热功率。尤其是，加热路径可以是一种层结构，尤其是陶瓷层结构的压制加热路径。在这里，优选，加热路径可以配置有一个或多个线圈，具有非直线型结构形式。尤其是，加热路径是蛇形加热部。加热路径可以分别包括至少一个加热体环路。

为了解决上述问题，建议，加热元件被这样地构成，即，一个通过接触元件提供的总电流在至少两个不同的温度下以不同的方式分配给加热路径。换句话说就是，总电流按照温度分配给加热路径。例如，加热路径可以包括至少一个第一加热路径和至少一个第二加热路径，其中，一个第一电流I₁流过第一加热路径和其中一个第二电流I₂流过第二加热路径，其中，存在至少两个温度T₁，T₂，其中，T₂>T₁，对此适用的是：

$\frac{I_2}{I_1}\left(T_2\right)>\frac{I_2}{I_1}\left(T_1\right)$

其中，优选，温度T₁，T₂处于一个700℃至900℃的温度范围。优选，上述的条件适用于一个运行范围内的所有温度T₁，T₂，例如，上述700℃至900℃范围。

加热路径，尤其是，第一加热路径和第二加热路径，尤其可以是完全地或部分地由不同的材料制成和／或通过不同的材料与接触元件(120)连接。这可以尤其意味着，第一加热路径和／或至少其中之一个接触元件与第一加热路径之间的连接部具有至少一种材料，而第二加热路径和／或至少其中之一个接触元件与第二加热路径之间的连接部不含所述材料，和／或第二加热路径和／或至少其中之一个接触元件与第二加热路径之间的连接部具有至少一种材料，而第一加热路径和／或至少其中之一个接触元件与第一加热路径之间的连接不含所述材料。尤其是，不同材料具有温度变化特性不同的电阻，即，各种材料的电阻具有不同的对温度的依从关系。例如，第一加热路径可以完全地或部分地由一种具有一个第一温度变化特性的材料制成，而第二加热路径可以完全地或部分地由一种具有一个第二温度变化特性的材料制成或具有这种类型的材料。尤其是，不同的材料可以具有至少一种具有一个正温度系数的第一材料(PTC-材料)和至少一种具有一个负温度系数的第二材料(NTC-材料)。例如，加热路径的至少一个第一加热路径是由至少一种具有正温度系数的材料制成。例如，也可以是，第一加热路径总体上具有一个正的温度变化特性，致使随着温度的上升，例如，在一个给定的温度范围内，第一加热路径的电阻下降。加热路径的至少一个第二加热路径可以具有至少一种具有负温度系数的材料和／或通过至少一种具有负温度系数的材料与一个或多个接触元件连接。所述至少一种具有负温度系数的材料可以构成第二加热路径的其中一段和／或一个开关元件，第二加热路径通过所述开关元件与一个或多个接触元件连接。下面还要示范性地对不同的结构形式进行说明。

尤其是，负温度系数的材料可以包括金属氧化物。优选，负温度系数的材料可以是按照一般性化学式A_x1B_x2O_n和C_x3D_x4E_x5O_m的其中之一的金属氧化物。其中，优选A，B，C，D，E是各自相互独立的金属元素，其中，优选，A是La，其中，优选，从由Fe，Co，Ni和Cu组成的组中选择B，优选，从由La和Ba组成的组中选择C，优选，从Ca和Sr组成的组中选择D和优选从Cr，Mn，Fe和Co组成的组中选择E。x₁，x₂，x₃，x₄和x₅是实数，n和m是整数。尤其是，负温度系数的材料可以是一种具有钙钛矿结构的材料或包含所述材料，优选所述材料是一种按照一般性化学式La_1-xCa_xCrO_3-δ的材料，其中x是一个大于0小于1的实数，优选0<x<0.3，和其中δ是一个实数，其中，0≤δ<1，优选，0<δ<0.3和尤其优选δ=0.15。

如果设置至少一种负温度系数的材料，则可以通过不同的方式安置。例如，第二加热路径的其中一段完全是由这样一种材料制成。作为选择，第二加热路径也可以完全由这种材料制成。再次作为选择，可以设置至少一个开关元件，如上所述，例如，该开关元件完全地或部分地由负温度系数的材料制成，并且该开关元件确定第二加热路径的电流负载和／或电压负载。尤其是，至少其中之一个加热路径，例如，至少一个第二加热路径通过至少一个开关元件与至少一个接触元件连接。尤其是，所述开关元件包含负温度系数的材料或完全是由这种材料制成。例如，所述开关元件可以设置在加热路径，例如，第二加热路径与接触元件之间。之所以设置所述开关元件是为了能够根据温度使总电流分配到电流路径。

如上所述，本发明的另一个主题涉及一种用于探测一个测量气体室内的一种气体的至少一种特性的传感器元件，尤其是用于探测气体内的一个气体成分的含量。传感器元件具有至少一个按照上述或在以下也将说明的一个或多个结构形式的加热元件。尤其是，传感器元件可以是陶瓷传感器元件，尤其是具有由一个或多个功能陶瓷构成的层结构。尤其是，传感器元件可以具有至少两个电极，其中，所述电极通过至少一个固体电解质，尤其是一种陶瓷固体电解质相互连接。尤其是，可以向至少其中一个电极加载来自测量气体室的气体。原则上，从背景技术中已知所述传感器元件的不同的结构形式。例如，传感器元件是或包括一个所谓的氧气传感器，用于探测一种气体内的氧气含量。作为选择或补充，传感器元件也可以包括，例如，一个NOx-传感器或其它类型的传感器。

与已知的加热元件和传感器元件相比，按照上述一个或多个结构形式的加热元件和传感器元件具有许多优势。其中，尤其是，加热元件可以设计为自调节加热元件。其中优选，自调节可以理解为一种特性，通过这种特性，可以独立地并且无需借助外力作用，倚赖在加热元件处的主导温度使电流分配到加热路径。尤其是，加热元件可以由多个蛇形加热部组成。尤其是，可以根据工作温度以这样的方式设计加热元件，即，根据所述工作温度，不同数量的加热路径以不同的程度参与加热过程。例如，通过一种导热材料，例如，一种负温度系数的材料(NTC)与接触额外的加热路径，例如，一个或多个额外的蛇形加热部，以便保证所述的不同的电流分布。这种负温度系数的材料通常具有一个典型的温度T_NTC。例如，在这种情况下，对于下述加热元件的工作温度T适用的是：

a)T<T_NTC：当运行温度低时，高欧姆NTC闭锁具有这种NTC的加热路径和／或通过该NTC与接触元件连接的加热路径的电路。借此，加热电流只流经一个或一个以上的通过NTC加载电流的加热路径。加热元件的总电阻因此相对较高。这满足上述的在控制仪设计结构方面的要求。

b)T>T_NTC：与此相反，随着温度的升高，NTC的电阻下降，致使不断增加地向通过该NTC与接触元件连接的至少一个加热路径加载电流，从而导致越来越多的加热电流能够流经该至少一个第二加热路径。现在，有多个加热路径参与加热过程，和加热元件的总电阻因此相对较低。这满足已述的第二个要求，即，限制加热电压的需求。

从中产生多个优势。由于在低温时加热元件的总电阻比较高，因此可以高效地设计一个能够与传感器元件和尤其是与加热元件连接的控制仪。相反，由于在高温时加热元件的总电阻比较低，即使在高度冷却整个传感器元件时和／或高的加热功率需求时，加热电压需求总体上也受到限制。借此，以出色的方式满足上述的第二条件。

此外，所述的概念在可使用的材料方面也提供许多的优势。一方面可以有利地继续使用熟知的，久经考验而有效的，例如，以铂金为基础的加热系统。但是，与按照背景技术的一个沿用至今的加热系统相比，使用按照本发明的结构形式通常会导致产生大幅下降的，有效的温度系数α。

此外，在布线技术上本发明也体现出优势。按照本发明，通常不需要额外的加热器电路来实现连接不同的加热路径。多个加热路径可以通过相同的接触元件接触。加热元件独立地和自治地调节电流在加热路径上的分配。对于控制仪，原则上不要求进行改变。

尤其是，至少两个加热路径可以完全地或部分地电气并联连接。通过并联连接，尤其是与一种尤其是铂加热器的正温度系数的材料(PTC)，优选在一个热点(HotSpot)并联连接，所产生的加热元件的总电阻下降。一般情况下，例如，可以降低加热电压需求量，FLO-时间(FLO=Fast Light-Off=快速起燃时间，氧气传感器的起动时间)和／或贵金属的使用。通过并联连接，例如，并联连接一个铂加热器(PTC)和一个NTC-加热器，例如，在一个蛇形-引线区域，当快速加热时所产生的温度系数会下降。总体上可以实现一个热应力较小的加热元件。

在烟灰传导通路方面还产生其它的优势。通过在引线区域内，例如，在接触元件区内和／或延伸至，例如，传感器元件的密封包装附近的加热路径的引线区内普遍较高的温度，可以减少向壳体，例如，一个传感器壳体生成一个烟灰传导通路。

附图说明

本发明的其它可选的细节和特征产生于下述的对优选实施示例的说明。其示出：

图1至3按照本发明的加热元件和传感器元件的不同的实施示例；

图4作为工作温度函数的加热元件的电阻变化过程；

图5在本发明范围内用作NTC-材料的钙钛矿-材料的典型的电阻变化特性。

具体实施方式

在图1至3中示出用于检测测量气体室中的气体的至少一种特性的按照本发明的传感器元件110的不同实施例以及根据本发明的不同加热元件112的不同实施例。整个传感器元件110在此在图1至3中仅仅示意地并且部分地被表示。例如它在此可以是一个根据上述现有技术的传感器元件，例如是一个用于检测测量气体室中的一种气体成分的至少一个含量的传感器元件。本发明通常优选用在汽车传感器上，例如用在用于检测内燃机废气中的一种或多种气体成分的一个或多个气体含量。例如本发明由此可以用在氧传感器或NOx传感器上。关于传感器110的可能的结构——除了下面描述的加热元件的结构外——例如可以参考上述现有技术。

传感器元件110包括一个陶瓷的层结构，其中，在图1至3中分别示出在该层结构的加热元件112的一个层上的俯视图。在该层上可以施加在这些图中未示出的其它层。层结构例如包括一个或多个衬底材料114，例如陶瓷的衬底材料，例如基于二氧化锆，例如钇-稳定的二氧化锆和／或钪掺杂的二氧化锆。在衬底材料114上可以例如施加一个或多个隔离材料116作为加热器隔离，例如Al₂O₃。在该隔离材料116上、例如在所述至少一个隔离层上，又例如可以施加加热元件112的一个加热电阻118，例如通过压印方法。

原则上也可以使用其它制备技术。在所示的实施示例中，加热电阻118包括接触元件120，在这里只是举例说明所述接触元件，并不限制其它可能的结构形式，它们可以分别包括两个接触垫122和两个引线124。此外，在所示的实施示例中，加热电阻118还包括多个加热路径，在这里只是示范性地显示一个第一加热路径126和一个第二加热路径128。第一和第二加热路径126或128也可以称作第一蛇形加热部或第二蛇形加热部。

如上所述，加热元件以下述的形式设置，即，一个通过接触元件120提供的总电流通过加热电阻118根据温度分配给至少两个加热路径126，128。通常，优选，加热路径具有不同的温度变化特性，其中，加热路径126，128中至少有一个优选具有正温度系数的温度变化特性，加热路径126，128中至少有一个优选具有负温度系数的温度变化特性。通常，优选以这样的方式加载电流，即，通过具有负温度系数的加热路径的部分电流在温度增加时不断升高。

在图1至3所示的实施示例中，这以不同的方式实现。在图1所示的实施示例中，可以设置至少一个开关元件130。该开关元件130可以，例如，如图1所示，设置在第二加热路径128和其中的一个或两个引线124之间，从而造成，流经第二加热路径128的电流必须经过开关元件130。开关元件130可以是，例如，一个由一种负温度系数的材料制成。因此，通常第二加热路径128也可以包含至少一个NTC-电阻和／或通过至少一个NTC-电阻与一个或多个接触元件120连接。原则上，NTC-电阻132可以在第二加热路径128内定位于任一位置。其中，优选，按照有利的跃变温度TNTC选择位置。NTC-电阻132可以，例如，借助丝网印刷印制在引线124与第二加热路径128之间区域内的空隙的上面和／或印制在位于第二加热路径128内部的一个空隙内和／或整面地印制在PTC-加热路径的上面或印制在加热路径的上面和下面。原则上可以考虑使用所有陶瓷的，能共烧结的NTC-材料作为负温度系数的材料。其它的前提条件通常是，一种与在加热器复合物内所使用的材料的化学兼容性和一种与加热电阻118的其余的材料可比较的氧化稳定性，例如，一种可与铂相比较的氧化稳定性。正如以下进行的详述，尤其是使用钙钛矿，例如，(La，Ca)CrO₃具有广阔的前景。

作为对使用一个开关元件130，优选一个负温度系数的开关元件的选择或补充，第一加热路径126和第二加热路径128也可以大面积地相互连接和／或一个或多个加热路径完全由不同的材料制成。例如，在图1中，第二加热路径128不必完全由负温度系数的材料制成(尽管可以这么做)，在图2和图3所示的不同的实施示例中，优选第二加热路径128完全由一种负温度系数的材料制成并借此实际上完全地形成一个NTC-电阻132。与图1类似，在这种情况下负温度系数的电阻特性也会导致根据温度分配总电流，和借此相应地形成开关特性。

在按照图2的实施示例中，显示的是一个层结构，在所示层结构中加热路径126，128大面积地上下重叠并借此大面积地并联连接。例如，如图2所示，可以首先把优选是大面积结构形式的第二加热路径128施加到绝缘材料116上面，例如，通过压制。然后可以把窄结构形式的第一加热路径126施加在该加热路径上面，例如，通过压制，例如，在制备引线124这一步骤。借此，第二加热路径128大面积地与第一加热路径126接触。借此也可以，例如，通过套印NTC-材料通过铂实现大面积的并联连接。优选，可以在引线124和加热路径126，128之间设计一个大面积的过渡区134，以便在加热路径126，128与引线124区域之间形成一个大的，可加热的过渡区。总体上，通过上述结构可以最大程度地节省贵金属，例如，节省铂。此外，通过加入引线124，可以在高的温度范围实现一个较低的总电阻。过渡区134可以延伸到传感器元件110的一个(未显示的)密封包装附近。借此，由于高温可以避免朝着一个可选的密封包装出现灰烟传导通路，和总体上在加热路径126，128的引线产生一个很小的温度梯度。

在图3中显示的是一个可选的实施示例，在该实施示例中，优选是通过一种正温度系数的材料，例如，铂，制成的第一加热路径126和第二加热路径128通过NTC-电阻132横向错位并且优选，在过渡区132之外彼此相对电绝缘。这种结构也可以，例如，重新通过跨接制成，例如，通过使加热路径126，128按顺序压制到绝缘材料116上面，致使它们在过渡区132通过引线124接触。第一加热路径126也可以再次设计为PTC-加热器，并且与窄的NTC-电阻132一起呈下述的结构形式，即，按照一个与距离相关的时间常数在加热路径126，128之间进行热传递。借此可以控制并联连接的时间效果并且无需调节内电阻即可对由加热器电压控制的应用的调节特性和／或调节稳定性施加影响。

在图4中示范性地图示整个加热电阻118的变化过程，分配到第一加热路径126和第二加热路径128的加热电阻。其中R_H表示加热电阻118的总电阻，R_H，h表示在高温时的总电阻，R_H，k表示在低温时的总电阻。R_H，1或R_H，2或R_H，g表示第一加热路径126的或第二加热路径128的或组合而成的整个加热电阻118的电阻。从图示的变化过程中得出，例如，当两个加热路径126，128设计为同等的长度并且具有相同的导线横截面时，则可以实现电阻下降大约50％。

如上所示，根据温度，尤其是通过使用负温度系数的材料可以实现不同地分布电流，使电流I1流经第一加热路径126和电流I2流经第二加热路径128。这种材料，优选可以在第二加热路径128内用作NTC-电阻132的材料可以包括，例如，(La，Ca)CrO₃。上述一般性化学式A_x1B_x2O_n或C_x3D_x4E_xsO_m(在文献中也常常显示为ABO₃)，尤其是(La，Ca)CrO₃的钙钛矿-材料作为材料应用在燃料电池内并且在那里暴露于还原气体以及氧化气体之下。图5中显示的是其导热能力σ的温度变化特性，其中，导热能力σ是以对数的形式添加到温度T的反对数的上面。测量是取自I.Yasuda，T.Hikita，Electrical conductivity and defect structure o f calcium-doped lanthanum chromites.J.Electrochem.Soc.140(6)，1699-1704(1993)。对空气进行测量。例如，对于最上面的曲线，得出一个热态电阻R_h=2Ω和一个冷态电阻R_k=12Ω。作为选择或对(La，Ca)CrO₃型钙钛矿的补充，也可以使用，例如，优选的ABO₃型材料的代表YCrO₃。但是，(La，Ca)CrO₃类型的材料具有大量的优势。例如，这些材料能够共烧结成典型的传感器元件110的其余的层材料。此外，这种材料可以通过膏剂和／或丝网印刷涂装，因此可以按照常用的金属氧化物进行传统的整修和／或处理。此外，这种材料与典型地应用在传感器元件110内的其余的材料兼容，例如，与常用的基材114，像钇稳定的二氧化锆兼容。此外，这些材料具有一个高的冷态电阻和一个低的热态电阻。在开关元件130的一个假设的几何形状中，其中，长度为50μm，宽度为200μm和高度为20μm，会造成，例如，在25℃温度下大约12Ω的冷态电阻和在723℃温度下大约2Ω的热态电阻，如图5所示。此外，钙钛矿-材料的电阻在一个很大的范围(例如，10^-10bar和1bar)内也对氧分压没有依从关系，这在传感器元件110中特别有利于探测氧分压。

Claims (10)

1.加热元件(112)，尤其用在一种用于探测一个测量气体室内的一种气体的至少一种特性的传感器元件(110)内，包括至少两个接触元件(120)和至少两个可通过所述接触元件(120)施加加热电流的加热路径(126，128)，其中，加热元件(112)被这样地构成，使得一个通过接触元件(120)提供的总电流在至少两个不同的温度下以不同的方式分配给加热路径(126，128)。

2.按照前述权利要求所述的加热元件(112)，其特征在于，加热路径(126，128)包括至少一个第一加热路径(126)和至少一个第二加热路径(128)，其中，一个第一电流I₁流过第一加热路径(126)和其中一个第二电流I₂流过第二加热路径(128)，其中，存在至少两个温度T₁，T2，其中，T₂>T₁，对其适用的是：

3.按照前述权利要求中任一项所述的加热元件(112)，其特征在于，加热路径(126，128)，尤其是第一加热路径(126)和第二加热路径(128)，完全地或部分地由不同的材料制成和／或通过不同的材料与接触元件(120)连接。

4.按照前项权利要求中任一项所述的加热元件(112)，其特征在于，不同的材料具有温度变化特性不同的电阻。

5.按照前两项权利要求中任一项所述的加热元件(112)，其特征在于，不同的材料具有至少一种具有一个正温度系数的第一材料和至少一种具有一个负温度系数的第二材料。

6.按照前三项权利要求中任一项所述的加热元件(112)，其特征在于，加热路径(126，128)的至少一个第一加热路径(126)由至少一种具有正温度系数的材料制成，其中，加热路径(126，128)的至少一个第二加热路径(128)具有至少一种具有负温度系数的材料和／或通过至少一种具有负温度系数的材料与所述接触元件(120)中的一个或多个连接。

7.按照前两项权利要求中任一项所述的加热元件(112)，其特征在于，具有负温度系数的材料包括一种金属氧化物，优选按照以下化学式中的一个选择金属氧化物：A_x1B_x2O_n和C_x3D_x4E_x5O_m中，其中，A，B，C，D，E分别是金属元素，其中，优选A是La，优选从由Fe，Co，Ni和Cu组成的组中选择B，优选从由La和Ba组成的组中选择C，优选从Ca和Sr组成的组中选择D，优选从Cr，Mn，Fe和Co组成的组中选择E，x₁，x₂，x₃，x₄和x₅是实数，n和m是整数。

8.按照前四项权利要求中任一项所述的加热元件(112)，其特征在于，具有负温度系数的材料包括一种具有钙钛矿结构的材料，一种材料选自下述材料组：一种一般性化学式为La_1-xCa_xCrO_3-δ的材料，其中x是一个大于0小于1的实数，优选0<x<0.3，和其中δ是一个实数，其中，0≤δ<1，优选，0<δ<0.3和尤其优选δ=0.15。

9.按照前述权利要求中任一项所述的加热元件(112)，其特征在于，加热路径(126，128)中的至少一个通过至少一个开关元件(130)，尤其是具有负温度系数的开关元件(130)与接触元件(120)中的至少一个连接，其中，所述开关元件(130)被设置用于根据温度将总电流分配到电流路径(126，128)。

10.用于探测一个测量气体室内的一种气体的至少一种特性的传感器元件(110)，尤其是用于探测气体内的一种气体成分的含量，其中，传感器元件(110)具有至少一个按照前述权利要求中任一项所述的加热元件(112)。

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