DE3011672A1

DE3011672A1 - Temperatursensor

Info

Publication number: DE3011672A1
Application number: DE19803011672
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Chem. Dr. Hoppert; Dieter Ing.(grad.) 8672 Selb Wunderlich
Original assignee: Draloric Electronic 8500 Nuernberg GmbH; Draloric Electronic GmbH
Current assignee: Draloric Electronic GmbH
Priority date: 1980-03-26
Filing date: 1980-03-26
Publication date: 1981-10-01

Description

Temperatursensor
Die Erfindung betrifft einen Temperatursensor, bestehend aus einem dichtgesinterten, keramischen Körper mit negativem Temperaturkoeffizienten seines elektrischen tiiderstandes und aus mit dem keramischen Körper elektrisch leitend verbundenen Anschlußelementen.
Derartige Temperatursensoren z.B. aus mit Calzium oder seltenen Erden dotierter Zirkonoxid-Keramik sind bekannt.
Diese bekannten Temperatursensoren besitzen einen scheibenförmigen Heißleiterkörper mit auf den Hauptflachen aufgebrachten Edelmetallschichten,vorzugsweise Platinschichten, an denen Anschlußdrähte angeschweißt sind. Bei einer anderen bekannten Ausführungsform eines derartigen Temperatursensors sind feine Platindrähte in den Heißleiterkeramikkörper eingepreßt, an welche außerhalb des Keramikkörpers kompakte Anschlußdrähte aus üblichem Drahtmaterial angeschweißt sind. Zum mechanischen Schutz der feinen Platindrähte sind diese Temperatursensoren in ein Gehäuse eingebaut.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Temperatursensoren für einen Temperaturbereich zwischen 400 OC und 1000 OC zur Verfügung zu stellen, die einfach aufgebaut sind und ohne Platindraht bzw. ohne schützendes Gehäuse einfach aufgebaut sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei der Ausführungsform entsprechend den Ansprüchen 1 bis 3 die Metallschichten aus Platin entfallen können, bzw. kein Platindrähtchen in den Heißleiterkörper eingepreßt zu werden braucht, sondern daß ein wesentlich kostengünstigerer Kanthaldraht Verwendung findet, und daß bei der Ausführungsform entsprechend den übrigen Ansprüchen durch den mehrschichtigen, monolithischen Aufbau ein Gehäuse entfallen kann. Ein erheblicher Vorteil liegt auch darin, daß durch Variation des Abstandes der beiden in den Heißleiherkorper unmittelbar eingepreßten Kanthaldrähte, bzw.
durch Variation der Größe der Belagmetallschichten und/oder durch Variation der Dicke der aktiven Heißleiterschicht eine Steuerung der Eigenschaften des Te.nperaLursensors nach Temperaturbereich und Widersand bzw. Strombelastbarkeit möglich ist. Ein wesentlicher Vorteil liegt auch in der mechanisch festen Verbindung der Anschlußelemente im dichtgesinterten Heißleiterkörper.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 einen gepreßten und gesinterten Temperatursensor, Fig. 2 einen aus mehreren Schichten aufgebauten Temperatursensor im nicht zusammengesinterten Zustand und Fig. 3 einen monolithisch dichtgesinterten Temperatursensor entsprechend Fig.2 in räumlicher Darstellung.
Fig. 1 zeigt einen scheibenförmigen Heißleiterkörper 1, beispielsweise aus einer mit Calzium dotierten Zirkonoxidkeramik, in den zwei Drähte 2 aus Kanthal eingepreßt sind. Die Kanthaldrähte 2 besitzen im Heißleiterkörper 1 Verformungen 21, die als mechanische Widerlager dienen, und ragen aus einer Hauptfläche 11 des scheibenförmigen Heißleiterkörpers 1 kreisrunder oder rechteckiger Grundfläche heraus. Durch die Dicke des Heißleiterkörpers 1 und/oder durch den Abstand der beiden Kanthaldrähte 2 voneinander, können das Temperaturintervall und die Strombelastbarkeit des Temperatursensors eingestellt werden. Durch das unmittelbare Einpreßen der Kanthaldrähte 2 in den Heißleiterkörper sind die sonst üblichen Platinmetallelektroden bzw. Platindrähtchen entbehrlich.
Auch ein zusätzliches Gehäuse und ein Gehäuseverguß sind nicht erforderlich.
Fig. 2 zeigt drei Schichten 1 aus Heißleitermaterial, wie sie aufeinander angeordnet werden. Die zentrale Schicht 1 ist nicht metallisiert. Die beiden äußeren Schichten 1 aus dem gleichen Material wie die zentrale Schicht 1 besitzen auf der der zentralen Schicht 1 zugewandten Hauptfläche je eine Metallschicht 3 aus Platin, die von einem metallfreien Streifen 31 umgeben ist. Auf den Metallschichten 3 liegt je ein Anschlußelement 3 auf, das im Bereich zwischen den Heißleiterschichten eine Abflachung 21 besitzt, damit das Zusammensintern der einzelnen Schichten 1 zu einem monolithischen Block -wie er in Fig. 3 dargestellt ist, leichter möglich ist.
Die Anschlußelemente 2 können in einer Richtung oder in zwei entgegengesetzten Richtungen aus dem Block 1 aus Heißleitermaterial herausragen. Es ist auch möglich, daß der Block 1 vielschichtig aufgebaut ist und daß mehrere Anschlußelemente 2 paarweise versetzt aus dem Block 1 herausragen und beispielsweise derart miteinander verbunden sind, daß die einzelnen Schichten 1 parallel geschaltet sind.
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Claims

A N S P R Ü C H E : 1. Temperatursensor, bestehend aus einem dichtgesinterten, keranaischen Körper mit negativem Temperaturkoeffizienten seines elektrischen Widerstandes und aus mit dem keramischen Körper elektrisch leitend verbundenen Anschlußelementen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die in den keramischen Körper (1) eingesinterten hachlußelemente (2) aus Kanthal bestehen.
-,Terperatursensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Körper (1) scheibenförmig ist und die drahtförmigen Anschlußelemente (2) aus einer Grundfläche '11) des keramischen Körpers (1) in einem definierten Abstand voneinander parallel verlaufend herausragen.
3. Temperatursensor nach einem der Ansprüche 1 bis 2, cac-r.ch gekennzeichnet, daß die drahtförmigen Anschlußelemente (2) im keramischen Körper (1) als Widerlager dienende Verformungen (21) besitzen und unmitteibar in den keramischen Körper (1) eingepreßt sind.
4. Ter:peraturfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Körper (1) aus menreren Schichten aus Heißleitermaterial aufgebaut ist, die zusammengesintert sind.
5. Temperaturfühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Körper (1) aus einer zentralen, nicht metallisierten und zwei diese zentrale Schicht bedeckenden Schichten besteht, wobei di bedeckenden Schichten an ihren die zentrale Schicht berührenden Grundflächen je eine festhaftende etllshicht (3) und auf der Metallschicht (3) ein Anschlußelement (2) aus Kanthal tragen, und die drei Schichten zusammengesintert sind.
6. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Schicht zur Einstellung einer bestimmten Dicke selbst aus mehreren Schichten aufgebaut ist.
7 Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnQt, daß die Anschlußelemente (2) aus im Inneren des keramischen Körpers (1) abgeplatteten Drähten (2) oder aus Stanzmetallstreifen (2) aus San.hal bestehen.
8. Temperaturfühler nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußelemente (2) aus dem kreisrunden oder quaderförmigen keramischen Körper (1) auf einer Seite oder auf gegenuberliegenden Seiten herausragen.