DE4118466C2 - Temperatursensor - Google Patents

Temperatursensor

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DE4118466C2
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Tohru Kasanami
Hiroji Tani
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Temperatursensor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere be­ zieht sich die Erfindung auf einen Temperatursensor, der den Temperaturkoeffizienten eines durch einen Widerstand gebil­ deten Widerstandswertes benutzt.
Ein Temperatursensor, der bezüglich des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung von Interesse ist, besteht aus einem isolierenden, keramischen Substrat, das ein Widerstands­ muster trägt. Da das Widerstandsmuster aus einem Material besteht, welches einen geeigneten Temperaturkoeffizienten des Widerstandswertes aufweist, ist es möglich, Temperatur­ änderungen als Änderungen des Widerstandswertes des Wider­ standsmusters zu erfassen.
Allgemein besteht das Material für Widerstandsmuster eines derartigen Temperatursensors hauptsächlich aus einem Edel­ metall, wie beispielsweise Platin. Beispielsweise kann eine Paste, die ein derartiges Edelmetall enthält, verwendet werden, um das Widerstandsmuster auf dem isolierenden Sub­ strat mittels Drucken aufzubringen, woraufhin das Wider­ standsmuster eingebrannt wird. Jedoch hat ein derartiges Edelmetall, wie beispielsweise Platin, den Nachteil, daß es sehr teuer ist.
Die DE 38 29 764 A1 zeigt einen Platin-Temperatursensor in Form eines vielschichtigen keramischen Produktes mit mehrlagigen, mit einander in Reihe geschalteten Widerstandsmustern.
Die DE 28 39 887 A1 zeigt ein temperaturempfindliches Element für ein Widerstandsthermometer mit einem Substrat aus einem elektrisch nicht leitenden Material, auf dem ein Pfad aus einem elektrisch leitenden Material angeordnet ist, der eine gegen chemische Reduktion widerstandsfähige Phase aus Glas aufweist, die mit elektrisch leitenden Partikeln beladen ist.
Die US 3 781 749 zeigt ein Widerstandsthermometerelement mit einem Substrat, auf dem Widerstandsbahnen aus Nickel angeordnet sind.
Die US 35 75 053 zeigt einen linearen Temperatursensor, der ein Magnesium und ein Nickel Element, die seriell verbunden sind, aufweist, die in einem Epoxidharz-Dünnfilm eingekapselt sind.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegen­ den Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen kostengün­ stigen Temperatursensor zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch einen Temperatursensor gemäß Pa­ tentanspruch 1 und Patentanspruch 2 gelöst.
Erfindungsgemäß wurde versucht, das Grundmaterial für ein Widerstandsmuster aus einem kostengünstigen Basismetall zu schaffen.
Ein typisches, kostengünstiges Basismetall ist Kupfer. Kupfer hat jedoch lediglich einen geringen Widerstandswert von ρ = 1,72 µΩcm bei 20°C, obwohl dessen Temperaturkoeffi­ zient einen relativ hohen Wert von 4.330 ppm/°C aufweist. Bei diesem Material ist es erforderlich, das Brennen in einer gesteuerten Atmosphäre, wie beispielsweise einer Stickstoffatmosphäre, durchzuführen, da dieses Material in der Luft leicht oxidiert. Daher wurde Kupfer bislang bei sehr begrenzten Anwendungsgebieten lediglich in Spulenform eingesetzt.
Die obigen Ausführungen gelten gleichfalls für Nickel.
Die Erfindung ermöglicht die Verwendung von Kupfer oder Nickel für ein Widerstandsmuster in einem Temperatursensor, der ein isolierendes Substrat und ein darauf ausgebildetes Widerstandsmuster hat.
Gemäß einem ersten Aspekt umfaßt der erfindungsgemäße Temperatursensor ein keramisches, geschichtetes Produkt mit vielschichtiger Struktur, welche aus einer Mehrzahl von keramischen Schichten mit jeweiligen Hauptflächen gebildet ist; eine Mehrzahl von Widerstandsmustern, welche auf den ersten Hauptflächen der Mehrzahl von keramischen Schichten angeordnet sind; eine leitfähigen Verbindungseinrichtung für die serielle Verbindung der Mehrzahl von Widerstandsmustern miteinander, wobei ein Abschnitt der Verbindung sich durch die keramischen Schichten erstreckt; und Anschlüsse, die mit den beiden Enden der in Reihe geschalteten Mehrzahl von Wi­ derstandsmustern verbunden sind, wobei die Widerstandsmuster aus Kupfer bestehen, und die keramischen Schichten eines der folgenden Materialien aufweisen:
BaO · SiO₂ · Al₂O₃ · CaO · B₂O₃; oder
Al₂O₃ · CaO · SiO₂ · MgO · B₂O₃; oder
Cordierit; oder
ZnO · MgO · Al₂O₃ · SiO₂; oder
SiO₂ · B₂O₃-Glas und Al₂O₃.
Gemäß einem zweiten Aspekt umfaßt der erfindungsgemäße Temperatursensor ein keramisches, geschichtetes Produkt mit vielschichtiger Struktur, welche aus einer Mehrzahl von keramischen Schichten mit jeweiligen Hauptflächen gebildet ist; eine Mehrzahl von Widerstandsmustern, welche auf den ersten Hauptflächen der Mehrzahl von keramischen Schichten angeordnet sind; eine leitfähigen Verbindungseinrichtung für die serielle Verbindung der Mehrzahl von Widerstandsmustern miteinander, wobei ein Abschnitt der Verbindung sich durch die keramischen Schichten erstreckt; und Anschlüsse, die mit den beiden Enden der in Reihe geschalteten Mehrzahl von Wi­ derstandsmustern verbunden sind, wobei die Widerstandsmuster aus Nickel bestehen, und die keramischen Schichten eines der folgenden Materialien aufweisen:
TiO₂ · BaO · CaO · ZrO₂; oder
(BaxCa1-x)yZrO₃ + zMnO₂, wobei
0 < x < 0,20
0,85 < y < 1,30
0.005 < z < 0,08; oder
((Ba1-x-yCaxSry)O)m · TiO₂, wobei
1,005 m 1,03
0,02 x 0,22
0,05 y 0,35; oder
((Ba1-x-yCaxSry)O)m · (Ti1-zZrz)O₂, wobei
1,005 m 1,03
0,02 x 0,22
0,05 y 0,35
0,00 < z 0,20.
Vorzugsweise besteht der leitfähige Pfad bzw. die leitfähige Verbindung für die Serienschaltung der Mehrzahl von Wider­ standsmustern zumindest teilweise aus leitfähigen Verbin­ dungsstrukturen, wie beispielsweise aus Löchern oder Durch­ gangslöchern, die sich durch die keramischen Schichten er­ strecken.
Erfindungsgemäß werden eine Mehrzahl von Widerstandsmustern in einem gestapelten Zustand angeordnet, um den nachteiligen geringen Widerstandswert des Grundmaterials zu kompensieren, wobei die jeweiligen Widerstandsmuster in Reihenschaltung miteinander verbunden werden.
Daher werden erfindungsgemäß für die Widerstands­ muster Kupfer oder Nickel ausgewählt, wodurch es möglich ist, einen Tempera­ tursensor mit niedrigen Kosten zu schaffen.
Ferner sind die Mehrzahl von Widerstandsmustern, die in Reihenschaltung miteinander verbunden sind, um den durch das Kupfer oder Nickel gelieferten Widerstandswert zu erhöhen, in einem gestapelten Zustand angeordnet, wodurch die Elemente­ größe im Gegensatz zu einem Fall, bei dem lediglich eine lange Widerstandsschaltung zur Erhöhung des Widerstandswer­ tes gebildet wird, nicht erhöht wird.
Durch Verbinden der Mehrzahl von Widerstandsmustern miteinander durch leitfähige Verbindungen, wie beispielsweise Löcher oder Durchgangslöcher, die sich durch die keramischen Schichten erstrecken, ist es möglich, die elektri­ sche Verbindung der Mehrzahl von Widerstandsmustern aus­ schließlich in dem Inneren des keramischen, geschichteten Produktes vorzunehmen. Daher ist es möglich, auf kompakte Weise den Temperatursensor zu erzeugen, der ein derartiges geschichtetes keramisches Produkt umfaßt.
Der erfindungsgemäße Temperatursensor wird vorzugsweise durch Bilden von Widerstandsmustern aus Kupfer oder Nickel auf grünen kerami­ schen Schichten (ungebrannten Keramikschichten) durch Dick­ filmdrucken, Stapeln einer derartigen Mehrzahl von kerami­ schen grünen Schichten, Zusammenbringen der keramischen grünen Schichten unter Druckkontakt und Brennen derselben hergestellt. Da Kupfer oder Nickel in der Luft leicht oxidiert, werden die grünen keramischen Schichten in einer reduzierenden oder neutralen Atmosphäre, wie beispielsweise einer Stickstoffatmosphäre, gebrannt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der äußeren Gestalt eines Temperatursensors gemäß einem Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung, welche die einzelnen keramischen Schichten darstellt, die das geschichtete, keramische Produkt bilden, welches in dem Temperatursensor gemäß Fig. 1 enthalten ist;
Fig. 3 Änderungen des Widerstandswertes aufgrund von Tempe­ raturveränderungen, welche experimentell anhand von Beispielen erhalten wurden;
Fig. 4 Verhältnisse der Widerstandswerte bei bestimmten Temperaturen bezogen auf die Widerstandswerte bei der Temperatur 0°C bei experimentell erhaltenen Probenkörpern; und
Fig. 5 Temperaturkoeffizienten des Widerstandswertes bei jeweiligen Temperaturen bei experimentell erhaltenen Probenkörpern.
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung der äußeren Ge­ stalt des Temperatursensors 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Fig. 2 ist eine perspektivische Explo­ sionsdarstellung von einzelnen keramischen Schichten 3, die ein keramisches, geschichtetes Produkt 2 bilden, welches in dem Temperatursensor 1 gemäß Fig. 1 enthalten ist.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat das keramische, geschichtete Produkt 2 eine vielschichtige Struktur, die aus einer Mehr­ zahl von keramischen Schichten 3 gebildet ist.
Die keramischen Schichten 3 werden in Abhängigkeit von den auf ihren Hauptflächen ausgebildeten Mustern in vier Typen einklassifiziert. In der Fig. 2 sind die vier Typen von ke­ ramischen Schichten 3 mit den Bezugszeichen 3a, 3b, 3c und 3d bezeichnet.
Ein mäanderförmiges Widerstandsmuster 4a ist auf einer Hauptfläche einer jeden keramischen Schicht 3a ausgebildet. Ein Steg 5a ist zur Verbindung mit einem Ende des Wider­ standsmusters 4a ausgebildet, während ein weiterer Steg 6a zur Verbindung mit dessen anderem Ende ausgebildet ist. Ein Durchgangsloch 7a ist in diesem Steg 6a erzeugt. Wiederum ein weiterer Steg 8a ist unabhängig von dem Widerstandsmu­ ster 4a und den Stegen 5a, 6a gebildet. Ein Durchgangsloch 9a ist in diesem Steg 8a vorgesehen.
Ein mäanderförmiges Widerstandsmuster 4b ist auf einer Hauptfläche einer jeden keramischen Schicht 3b gebildet. Ein Steg 5b ist für eine Verbindung mit einem Ende des Wider­ standsmusters 4b ausgebildet, während ein weiterer Steg 6b zur Verbindung mit dessen anderen Ende ausgebildet ist. Ein Durchgangsloch 7b ist in dem Steg 5b erzeugt. Wiederum ein weiterer Steg 8b ist unabhängig von dem Widerstandsmuster 4b und den Stegen 6b, 5b vorgesehen. Ein Durchgangsloch 9b ist in diesem Steg 8b vorgesehen.
Ein mäanderförmiges Widerstandsmuster 4c ist auf einer Hauptfläche der keramischen Schicht 3c vorgesehen. Ein Steg 5c ist zur Verbindung mit einem Ende des Widerstandsmusters 4c ausgebildet, während ein weiterer Steg 6c zur Verbindung mit dessen anderen Ende vorgesehen ist. Ein Durchgangsloch 9c ist in diesem Steg 6c vorgesehen.
Ein Steg 8d ist in der keramischen Schicht 3d erzeugt. Das Durchgangsloch 9d ist in diesem Steg 8d vorgesehen.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Durchgangslöcher 7a ent­ sprechend den Stegen 6b angeordnet, wie dies durch Pfeile 10 gezeigt ist, während die Durchgangslöcher 7b entsprechend den Stegen 5a wie auch entsprechend dem Steg 5c angeordnet sind, wie dies durch die Pfeile 11 bzw. 12 gezeigt ist. Die Durchgangslöcher 9a, 9b, 9c 9d sind in einer Lagebeziehung zueinander angeordnet, wie dies durch einen Pfeil 13 ver­ deutlicht ist.
Die Widerstandsmuster 4a, 4b und 4c sind durch Dickfilm­ drucken einer Paste erzeugt, die ein Grundmaterial, wie bei­ spielsweise Kupfer oder Nickel enthält. Die Stege 5a bis 5c, 6a bis 6c, 8a und 8b werden gleichzeitig in einem derartigen Druckverfahrensschritt erzeugt. Der Steg 8d wird gleichfalls durch Dickschichtdrucken oder Dickfilmdrucken einer Paste, die ein Grundmetall enthält, gebildet.
Bei diesem Druckverfahrensschritt unter Verwenden des Grund­ metalles füllt die Grundmetallpaste gleichfalls die Durch­ gangslöcher 7a, 7b und die Durchgangslöcher 9a bis 9d, wo­ durch jeweils die andere Hauptfläche der keramischen Schich­ ten 3a bis 3d erreicht wird. Wenn die Schichten 3a bis 3d in der Reihenfolge 3a, 3b, 3a, 3b, . . ., 3c und 3d angeordnet werden, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, werden die Stege 6a mit den Stegen 6b mittels der Durchgangslöcher 7a und die Stege 5b mit den Stegen 5a oder dem Steg 5c mittels der Durchgangslöcher 7b verbunden, wobei die Durchgangslöcher 9a bis 9d eine Serie von leitfähigen Verbindungen festlegen.
Anstelle des Druckens der Grundmetallpaste oder zusätzlich zu dem Drucken der Grundmetallpaste kann die Grundmetall­ paste durch Vakuumansaugen oder mittels eines Werkzeuges, wie beispielsweise einer Nadel, in die Durchgangslöcher 9a bis 9d eingebracht werden, nachdem die keramischen Schichten 3a bis 3d aufeinander in der gewünschten Art gestapelt sind, um eine Reihe leitfähiger Verbindungen durch die Durchgangs­ löcher 9a bis 9d festzulegen.
In der Praxis werden diese Verfahrensschritte in dem soge­ nannten grünen, ungebrannten Zustand der Keramikschichten 3a bis 3d ausgeführt. Daher werden die keramischen Schichten 3a bis 3d in Druckkontakt miteinander gebracht, nachdem diese zunächst aufgestapelt und dann gebrannt wurden. Die Grund­ metallpaste, die die Widerstandsmuster 4a bis 4c, usw., festlegt, wird gleichzeitig gebrannt.
Um ein solches gleichzeitiges Brennen des in den keramischen Schichten 3a bis 3d enthaltenen keramischen Materials und des Grundmetalles, das in den Widerstandsmustern 4a bis 4c, usw., enthalten ist, zu ermöglichen, wird das keramische Material, das in den keramischen Schichten 3a bis 3d enthal­ ten ist, aus einer sich nicht reduzierenden bzw. aus einer nicht schrumpfenden Keramik hergestellt, woraufhin die kera­ mischen Schichten 3a bis 3d in einer gesteuerten Atmosphäre, wie beispielsweise einer Stickstoffatmosphäre, gebrannt wer­ den.
Auf diese Weise wird das in Fig. 1 gezeigte keramische, ge­ schichtete Produkt 2 erhalten. Anschlußdrähte 14 und 15, die als Anschlüsse zum Verbinden der Stege 5a und 8a dienen, welche auf der oberen Fläche des keramischen, geschichteten Produktes 2 ausgebildet sind, vervollständigen den Tempera­ tursensor 1.
Eine (nicht dargestellte) Schutzschicht aus Harz oder Glas kann vorgesehen sein, um das Widerstandsmuster 4a gegen Feuchtigkeit, Staub und dergleichen zu schützen, welches auf der Oberfläche des keramischen, geschichteten Produktes 2 erscheint.
Bei dem oben genannten Temperatursensor 1 sind eine Mehrzahl von Widerstandsmustern 4a, 4b und 4c miteinander in Reihe geschaltet. Die Leitungsverbindung von dem Anschlußdraht 14 bis zu dem Anschlußdraht 15 erfolgt über den Steg 5a, der mit dem Draht 14 verbunden ist, zu dem Steg 5a in der näch­ sten keramischen Schicht 3a über das Widerstandsmuster 4a, den Steg 6a, das Durchgangsloch 7a, den Steg 6b, das Wider­ standsmuster 4b, den Steg 5b und das Durchgangsloch 7b, wo­ bei diese Verbindung eine vorgegebene Anzahl von Malen wie­ derholt wird, so daß das letzte Durchgangsloch 7b mit dem Steg 5c verbunden ist. Dieser Steg 5c ist durch das Wider­ standsmuster 4c und die Serie von Durchgangslöchern 9a bis 9d mit dem Steg 8a verbunden, welches mit dem anderen An­ schlußdraht 15 verbunden ist.
Während die Durchgangslöcher 7a und 7b für die Serienver­ bindung der Mehrzahl von Widerstandsmustern 4a bis 4c mit­ einander verbunden werden und die Durchgangslöcher 9a bis 9d zum Befestigen der Anschlußdrähte 14 und 15 auf der gleichen Seite des keramischen gestapelten Produktes 2 in der be­ schriebenen Weise verwendet werden, können diese leitfähigen Verbindungen in Abweichung hiervon auch auf den Außenflächen des geschichteten, keramischen Produktes 2 vorgesehen sein. Obwohl die leitfähigen Verbindungen aus der gleichen Grund­ metallpaste bestehen, aus der auch die Widerstandsmuster 4a bis 4d bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel bevorzugt ausgebildet sind, können die leitfähigen Verbindungen in Abweichung hiervon auch aus einem Widerstandsmaterial oder leitfähigen Material einer anderen Zusammensetzung bestehen.
Die Anschlußdrähte 14 und 15 können in Abweichung von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel auf unterschiedlichen Oberflächen des geschichteten, keramischen Produktes 2 be­ festigt sein. Beispielsweise kann der Anschlußdraht 15 auf der unteren Fläche des geschichteten, keramischen Produktes 2 befestigt sein und nicht auf der in Fig. 1 gezeigten obe­ ren Fläche. In diesem Fall kann ein Steg für den Anschluß zu dem Anschlußdraht 15 auf der unteren Fläche der keramischen Schicht 3d gemäß Fig. 2 in einer Lage, die dem Durchgangs­ loch 9d entspricht, angeordnet sein. In diesem Fall ist es weiterhin nicht notwendig, die Durchgangslöcher 9a und 9b und die diesbezüglichen Stege 8a, 8b zu erzeugen.
Bei dem obigen Ausführungsbeispiel werden keramische Schich­ ten 3a bis 3d, die bereits die vorbestimmte Größe haben, aufeinandergestapelt, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, um das in Fig. 1 gezeigte gestapelte keramische Produkt 2 zu erhal­ ten. In Abweichung hiervon können die einzelnen keramischen Schichten mit Mustern zur Erzielung einer Mehrzahl von ge­ schichteten keramischen Produkten versehen sein, so daß die keramischen Schichten nach ihrem Aufeinanderstapeln zum Er­ halten einer Mehrzahl von geschichteten, keramischen Pro­ dukten geschnitten werden.
Nachfolgend werden experimentell vorbereitete Probenkörper des Temperatursensors 1 gemäß der Erfindung beschrieben.
Zunächst wird ein sich nicht reduzierendes keramisches Material, welches bei Nie­ dertemperatur sinterbar ist, aus BaO · SiO₂ · Al₂O₃ · CaO · B₂O₃ als keramisches Material zum Erzeugen der keramischen Schichten 3a bis 3d verwendet, woraufhin die Widerstands­ muster und dergleichen aus einer Kupferpaste gebildet werden, während ein keramisches Material des sich nicht redu­ zierenden Types aus einer Verbindung TiO₂ · BaO · CaO · ZrO₂, welche in der japani­ schen Patentveröffentlichung Nummer 56-46641 beschrieben ist, zum Erzeugen der keramischen Schichten 3a bis 3d ver­ wendet wird, auf die die Widerstandsmuster mittels einer Nickelpaste aufgebracht werden.
Kupfer bzw. Nickel enthaltende Pasten wurden als Materialien zum Erzeugen der Widerstandsmuster 4a bis 4c und der Stege 5a bis 5c, 6a bis 6c, 8a, 8b, 8d sowie als Materialien zum Auffüllen der Durchgangslöcher 7a, 7b und der Durchgangslö­ cher 9a, 9d verwendet. Druckmuster der jeweiligen Wider­ standsmuster 4a bis 4c wurden durch Drucken von 150 µm brei­ ten Linien bei einer Abstandsbreite von 200 µm verwendet.
Innerhalb eines jeden Probenkörpers wurden dreißig kerami­ sche Schichten 3a bis 3d aufeinandergestapelt. Genauer ge­ sagt wurden vierzehn keramische Schichten 3a abwechselnd mit vierzehn keramischen Schichten 3b und jeweils einer einzigen keramischen Schicht 3c, 3d in dieser Reihenfolge innerhalb eines Laminates gestapelt.
Die gestapelten keramischen Schichten 3a bis 3d wurden in einer Atmosphäre, die N₂ und nicht mehr als 13% H₂ enthält, bei einer Brenntemperatur von 990°C für einen Probenkörper, der Kupferpaste enthält, und bei einer Brenntemperatur zwi­ schen 1130 und 1350°C für einen Probenkörper, der eine Nickelpaste enthält, gebrannt.
Die Anschlußdrähte 14 und 15 wurden aus Platin platierten Drähten gebildet, die jeweils mittels Widerstandsschweißens mit den Stegen 5a und 8a verbunden wurden.
Die Fig. 3 bis 5 zeigen einige Charakteristika der in der beschriebenen Weise erzeugten Probenkörper.
Fig. 3 zeigt die Widerstandsänderung des Widerstandswertes R aufgrund der Temperaturänderungen.
Fig. 4 zeigt die Verhältnisse (Rt/Ro) des Widerstandswertes (Rt) bei bestimmten Temperaturen in Bezug auf den Wider­ standswert (Ro) bei 0°C.
Fig. 5 zeigt Temperaturkoeffizienten des Widerstandswertes TCR bei den jeweiligen Temperaturen. Jeder Temperaturkoeffi­ zient des Widerstandswertes TCR kann durch folgende Glei­ chung ausgedrückt werden:
TCR [ppm/°C] = (Rt - Ro) × 10-6/(Ro × t).
In dieser Gleichung bezeichnen Rt einen Widerstandswert bei einer bestimmten Temperatur (t [°C] ), und Ro einen Wider­ standswert bei 0°C.
In den Fig. 3 bis 5 bezeichnet "Cu" einen Probenkörper, dessen Widerstandsmuster aus einer Kupferpaste erzeugt wur­ den, während "Ni" einen Probenkörper bezeichnet, dessen Wi­ derstandsmuster aus einer Nickelpaste erzeugt worden sind.
Als Vergleichsprobenkörper diente ein Temperatursensor, dessen Widerstandsmuster aus einer Platinpaste erzeugt ist. Dieser Vergleichsprobenkörper wird durch einen im Handel erhältlichen Temperatursensor mit einem Widerstandswert von 100 Ω bei 0°C gebildet. Genauer gesagt hat dieser Tempera­ tursensor ein Widerstandsmuster aus einer Platinpaste, die in einer natürlichen Atmosphäre bei einer Temperatur von 850°C auf einem gebrannten Aluminiumoxidsubstrat gebacken worden ist.
Wie man aus den Fig. 3 bis 5 erkennt, ist es praktisch mög­ lich, Charakteristiken zu erzielen, die in keiner Hinsicht den Charakteristiken eines Temperatursensors mit einem aus Platin bestehenden Widerstandsmuster nachstehen, selbst wenn die Widerstandsmuster aus einem Grundmetall, wie beispiels­ weise Kupfer oder Nickel erzeugt sind.
Wenn das aus der Kupferpaste gebildete Widerstandsmuster gleichzeitig mit den keramischen Schichten gebrannt wird, kann das keramische Material für die keramischen Schichten aus anderen keramischen Materialen bestehen, wie beispielsweise Al₂O₃ · CaO · SiO₂ · MgO · B₂O₃, Cordierit, ZnO · MgO · Al₂O₃ · SiO₂, SiO₂ · B₂O₃-Glas + Al₂O₃ oder dergleichen anstelle des oben genannten Materiales BaO · SiO₂ Al₂O₃ · CaO · B₂O₃.
Wenn die aus einer Nickelpaste gebildeten Widerstandsmuster gleichzeitig mit den keramischen Schichten gebrannt werden, kann das keramische Material dieser keramischen Schichten aus einem keramischen Material gebildet werden, wie beispielsweise (BaxCa1-x)yZrO₃ + zMnO₂, mit O < x < 0,20, 0,85 < y < 1,30, 0.005 < z < 0,08; ((Ba1-x-yCaxSry)O)m · TiO₂, mit 1,005 m 1,03, 0,02 x 0,22, 0,05 y 0,35; ((Ba1-x-yCaxSry)O)m · (Ti1-zZrz)O₂, mit 1,005 m 1,03, 0,02 x 0,22, 0,05 y 0,35, 0,00 < z 0,20, wie es in den japanischen Patentveröffentlichungen 57-37081, 57-42588 bzw. 57-49515 beschrieben ist, anstelle des oben genannten Materiales TiO₂ · BaO · CaO · ZrO₂.

Claims (2)

1. Temperatursensor mit
einem keramischen, geschichteten Produkt (2) mit viel­ schichtiger Struktur, welche aus einer Mehrzahl von keramischen Schichten (3a, 3b, . . . 3c, 3d) mit jeweiligen Hauptflächen gebildet ist;
einer Mehrzahl von Widerstandsmustern (4a, 4b), welche auf den ersten Hauptflächen der Mehrzahl von keramischen Schichten angeordnet sind;
einer leitfähigen Verbindungseinrichtung (7a, 7b, 9a, 9b) für die serielle Verbindung der Mehrzahl von Wider­ standsmustern (4a, 4b) miteinander, wobei ein Abschnitt der Verbindung (7a, 7b, 9a, 9b) sich durch die kerami­ schen Schichten (3a, 3b, . . . 3c, 3d) erstreckt; und
Anschlüssen (14, 15), die mit den beiden Enden der in Reihe geschalteten Mehrzahl von widerstandsmustern (4a, 4b) verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Widerstandsmuster (4a, 4b) aus Kupfer bestehen, und
die keramischen Schichten (3a, 3b, . . . 3c, 3d) eines der folgenden Materialien aufweisen: BaO · SiO₂ · Al₂O₃ · CaO · B₂O₃; oder
Al₂O₃ · CaO · SiO₂ · MgO · B₂O₃; oder
Cordierit; oder
ZnO · MgO · Al₂O₃ · SiO₂; oder
SiO₂ · B₂O₃-Glas und Al₂O₃.
2. Temperatursensor mit
einem keramischen, geschichteten Produkt (2) mit viel­ schichtiger Struktur, welche aus einer Mehrzahl von keramischen Schichten (3a, 3b, . . . 3c, 3d) mit jeweiligen Hauptflächen gebildet ist;
einer Mehrzahl von Widerstandsmustern (4a, 4b), welche auf den ersten Hauptflächen der Mehrzahl von keramischen Schichten angeordnet sind;
einer leitfähigen Verbindungseinrichtung (7a, 7b, 9a, 9b) für die serielle Verbindung der Mehrzahl von Wider­ standsmustern (4a, 4b) miteinander, wobei ein Abschnitt der Verbindung (7a, 7b, 9a, 9b) sich durch die kerami­ schen Schichten (3a, 3b, . . . 3c, 3d) erstreckt; und
Anschlüssen (14, 15), die mit den beiden Enden der in Reihe geschalteten Mehrzahl von Widerstandsmustern (4a, 4b) verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Widerstandsmuster (4a, 4b) aus Nickel bestehen, und
die keramischen Schichten (3a, 3b, . . . 3c, 3d) eines der folgenden Materialien aufweisen: TiO₂ · BaO · CaO · ZrO₂; oder
(BaxCa1-x)yZrO₃ + zMnO₂, wobei
0 < x < 0,20
0,85 < y < 1,30
0.005 < z < 0,08; oder
((Ba1-x-yCaxSry)O)m · TiO₂, wobei
1,005 m 1,03
0,02 x 0,22
0,05 y 0,35; oder
((Ba1-x-yCaxSry)O)m · (Ti1-zZrz)O₂, wobei
1,005 m 1,03
0,02 x 0,22
0,05 y 0,35
0,00 < z 0,20.
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