Temperaturfühler auf Halbleiterbasis Die Erfindung bezieht sich auf
Temperaturfühler unter Verwendung eines temperaturabhängigen, vorzugsweise in Form
einer kleinen Scheibe oder Pille ausgebildeten Widerstandselements auf Halbleiterbasis.Semiconductor based temperature sensors The invention relates to
Temperature sensor using a temperature-dependent, preferably in the form
a small disk or pill formed resistor elements based on semiconductor.
Temperaturfühler werden seit einigen Jahren in erhöhtem Umfange in
der Elektro-Technik zur Wärmeüberwachung von Maschinen und Geräten eingesetzt. Neben
den Temperaturfühlern auf Flüssigkeitsbasis und denjenigen, die mit Bi-Metallelementen
ausgerüstet sind, kommen neuerdings auch Temperaturfühler auf Halbleiterbasis zum
Einsatz. Es handelt sich hierbei um Heiß- oder Kaltleiterelemente, meist aus gesinterten
Halbleiterwerkstoffen. Um diese Elemente den technischen Forderungen hinsichtlich
der Einbaufähigkeit u. dgl. anpassen zu können, wurde bereits vorgeschlagen, die
Halbleiterkörper in Form von kleinen, vorzugsweise kreisrunden Tabletten, also in
Form eines flachen Zylinders zu fertigen und sie an den Zylinderstirnseiten mit
Anschlußelektroden zu versehen. Diese Elemente müssen gegen meist nicht unerhebliche
Spannungen isoliert werden, denn sie werden ja unmittelbar in die Wicklungen der
Maschinen und Geräte eingelegt und müssen in der Regel deshalb diesen dort auftretenden
Spannungen auch für den Fall einer Isolationsbeschädigung an den Wicklungen standhalten
können. Es wurde bereits vorgeschlagen, die Halbleiterelemente durch Tauchen oder
durch andere geeignete Verfahren mit einem Kunststoffüberzug zu versehen. Um jedoch
bei dieser Ausführungsform die nötige Spannungssicherheit zu erzielen, muß die Isolation
verhältnismäßig stark gewählt werden, was hinsichtlich des Wärmeüberganges erhebliche
Nachteile mit sich bringt. Ein großer Wärmeübergangswiderstand von der Wicklung
auf das Fühlerelement erbringt große thermische Nacheilfehler und damit einen nur
bedingt zuverlässigen Schutz der zu überwachenden Maschinen und Geräte.For several years now, temperature sensors have been increasingly used in
used in electrical engineering for heat monitoring of machines and devices. Next to
the liquid-based temperature sensors and those with bimetal elements
are equipped, temperature sensors based on semiconductors have recently come to the
Mission. These are thermistor or PTC thermistor elements, mostly made of sintered ones
Semiconductor materials. To these elements the technical requirements regarding
To be able to adapt the installation capability and the like has already been proposed that
Semiconductor bodies in the form of small, preferably circular tablets, i.e. in
Manufacture the shape of a flat cylinder and use it on the cylinder end faces
To provide connection electrodes. These elements must be against mostly not insignificant
Voltages are isolated, because they are so directly in the windings of the
Machines and devices are inserted and therefore usually have to do this when they occur
Withstand voltages even in the event of insulation damage to the windings
can. It has already been proposed that the semiconductor elements by dipping or
to be provided with a plastic coating by other suitable methods. To however
To achieve the necessary voltage security in this embodiment, the insulation must
be chosen relatively strong, which is significant in terms of heat transfer
Brings disadvantages. A large heat transfer resistance from the winding
causes large thermal lag errors on the sensor element and thus only one
Reliable protection of the machines and devices to be monitored.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln einen
Thermofühler aufzubauen, der den gestellten Forderungen sowohl hinsichtlich der
Temperaturübergangswiderstände, als auch hinsichtlich, der Spannungssicherheit in
vollem Maße genügt und trotzdem eine rationelle Fertigung sowie einen guten Einbau
des Elements in die zu überwachenden Maschinen und Geräte ermöglicht.The invention is based on the object of using simple means
Build thermal sensors that meet the requirements both in terms of
Temperature transfer resistances, as well as with regard to voltage security in
fully sufficient and still efficient production and good installation
of the element in the machines and devices to be monitored.
Der' Temperaturfühler gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß das Widerstandselement zusammen mit den Enden der Anschlußleitungen zwischen
zumindest an den Rändern nach dem Einlegen des Elements verklebten, hochtemperaturfesten
Folien eingelegt ist. Besonders vorteilhaft ist es, Silikon-Glasseiden-Folien zu
verwenden und die verklebten Randteile gleich oder größer als die größte Abmessung
der Elemente einschließlich der Anschlußelektroden zu machen. Es ergeben sich hierbei
besonders günstige Bedingungen in bezug auf die Isolation und auch die mechanische
Festigkeit. Die überstehenden Randteile ermöglichen darüber hinaus eine gute Befestigung
der Elemente in einem Wicklungspaket.The 'temperature sensor according to the invention is characterized in that
that the resistance element together with the ends of the connecting lines between
at least at the edges after inserting the element, glued, high-temperature resistant
Foil is inserted. It is particularly advantageous to use silicone-fiberglass foils
use and the glued edge parts equal to or larger than the largest dimension
of the elements including the terminal electrodes. It results here
particularly favorable conditions in terms of insulation and also mechanical
Strength. The protruding edge parts also enable a good attachment
of the elements in a winding package.
An Hand der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
erläutert.The invention is based on an exemplary embodiment with reference to the drawing
explained.
Die Fig.1 bis 3 zeigen im Auf- und Seitenriß sowie in Detailansicht
ein komplettes Temperaturfühlerelement, bestehend aus einem scheibenförmigen Halbleiterwiderstandselement
1, an das beidseitig Anschlußdrähte 2 angelötet sind. Die Drähte 2 sind durch Schweißen
oder Löten mit Anschlußlitzen 3 verbunden, deren Isolation 4 nach der Herstellung
der Verbindung bis nahe an das Widerstandselement 1 vorgezogen ist. Das Widerstandselement
1 ist zusammen mit den Anschlußdrähten 2 und einem Teil der Anschlußleitungen 3,
4 zwischen zwei Folien 5 aus hochtemperaturfestem Isoliermaterial eingelegt. Die
Folien 5 sind miteinander und mit den eingelegten Widerstandsfühlerelementen sowie
gegebenenfalls auch mit der Isolation der Anschlußleitungen 3, 4 durch einen geeigneten
Kleber verklebt. Selbstverständlich kann man an Stelle zweier Folien auch eine einzelne,
entsprechend geschnittene und umgeschlagene Folie verwenden. Um ein Aufreißen zu
verhindern, ist anschlußseitig eine die Folien 5 einschließende
Bandage
6 vorgesehen. Diese Bandage kann in an sich bekannter Weise aus einer Schnur- oder
Fadenwicklung bestehen.Figures 1 to 3 show in front and side elevation and in a detailed view
a complete temperature sensor element, consisting of a disk-shaped semiconductor resistance element
1, to which connecting wires 2 are soldered on both sides. The wires 2 are by welding
or soldering connected to pigtails 3, their insulation 4 after manufacture
the connection up to close to the resistance element 1 is preferred. The resistance element
1 is together with the connecting wires 2 and part of the connecting lines 3,
4 inserted between two foils 5 made of high-temperature insulating material. the
Foils 5 are with each other and with the inserted resistance sensor elements as well
possibly also with the insulation of the connecting lines 3, 4 by a suitable one
Glue glued. Of course, instead of two foils, you can also use a single,
use appropriately cut and folded film. To tear open too
prevent, the connection side is one of the foils 5 enclosing
bandage
6 provided. This bandage can be made of a cord or in a manner known per se
Thread winding exist.