JP2002231508A - リニアライズドサーミスタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 抵抗−温度特性に、広範囲に渡るリニア特性
を有するリニアライズドサーミスタを提供する。 【解決手段】 互いに特性の異なる第１のサーミスタ１
の材料と第２のサーミスタ２の材料とを反応させないで
一体化して等価的に第１のサーミスタ１と、第２のサー
ミスタ２との並列回路を構成し、 第１のサーミスタのリニア特性の中心温度における抵抗
値：Ｒｍ、Ｂ定数：ａ、 第２のサーミスタのリニア特性の中心温度における抵抗
値：Ｒｃ、Ｂ定数：ｃ としたとき、第１のサーミスタ材料と第２のサーミスタ
材料との組合わせは、式（１）、（２） Ｒｍ・ｃ≒Ｒｃ・ａ ・・・ （１） ｃ≒ａ／１０ ・・・（２） の条件を満たすように調整されている。得られたサーミ
スタは、ある温度範囲にわたって、負の値の一定の温度
係数を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、抵抗−温度特性に
広範囲にわたるリニア特性を有するリニアライズドサー
ミスタに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＴＣサーミスタの抵抗−温度特性は、
一般に非線形（ノンリニア）である。このため、例え
ば、ＮＴＣサーミスタを温度センサに用い、その抵抗値
の変化をもって広範囲（例えば、−４０〜＋１２５℃）
にわたって、温度を精度よく測定するには、サーミスタ
特性の補償用回路として、サーミスタの抵抗値（あるい
は出力値）を温度値に変換する演算処理回路（マイコ
ン）が必要である。

【０００３】もっとも、温度測定範囲が狭ければ、補償
用回路として演算処理回路（マイコン）を用いるまでも
なく、リニアライズ回路を用いて合成抵抗（あるいは出
力）のリニアライズ化を図り、温度に対する抵抗値の変
化がリニアになる領域を利用して温度測定を行うことが
可能である。

【０００４】しかし、いずれにしても、一般のサーミス
タは、抵抗−温度特性が非線形であるため、サーミスタ
を温度センサとして用いて温度を正確に測定するために
は、サーミスタの抵抗−温度特性に線形領域を形成する
補償用の回路を付設しなければならない。これがもし、
抵抗−温度特性が線型（リニア）であれば、リニア領域
では、サーミスタの出力信号を単にアナログ回路のみで
処理して、抵抗値（あるいは出力）と、温度との関係を
一次関数で表現することができ、演算処理回路（マイコ
ン）やリニアライズ回路は、不要となり、結果として温
度センサを小型、軽量化することができ、ひいては、温
度センサのコストダウンを図ることができる。

【０００５】このような要求を満たす電子部品として、
たとえば、ＩＣ温度センサがある。ＩＣ温度センサは、
ダイオードやトランジスタをＩＣ化したものであり、ダ
イオードやトランジスタがもっている温度特性を増幅し
て利用しようという試みのものである。

【０００６】ＩＣ温度センサは、抵抗−温度特性に広範
囲にわたるリニア特性をもっているが、温度分解能が低
く、応答速度は遅くさらに価格が高価であるという難点
がある。一方、ＮＴＣサーミスタを用いて抵抗−温度特
性をリニアライズする一般的な方法としてサーミスタに
並列に抵抗を挿入した回路を用いる方法がある。

【０００７】図９（ａ）において、ＮＴＣサーミスタ１
１に並列に抵抗１２を挿入することによって、図９
（ｂ）に示すように、曲線にて示すＮＴＣサーミスタ
の抵抗−温度特性曲線が、の曲線のように、ＮＴＣサ
ーミスタ１１と、抵抗１２との合成抵抗が或る温度範囲
にわたってリニアとなる領域が形成される。

【０００８】しかし、の曲線に形成されたリニア領域
の低温側および高温側には、ノンリニアとなる領域が形
成され、リニアとなる領域は狭い。このため、サーミス
タ１１に抵抗１２を並列に接続した回路を温度センサに
用いたときには、たとえば、測定温度範囲が０℃〜４０
℃というように、かなり限定された狭い温度範囲にしか
センサとして利用することができない。

【０００９】もっとも、サーミスタと並列に接続する抵
抗の抵抗値によって、リニアとなる領域を低温側あるい
は高温側にシフトできるので、広範囲の温度測定には不
向きではあるものの、限られた狭い範囲の温度測定に用
いる温度センサとしては有効であるといえる。

【００１０】このような抵抗とサーミスタとの組合せに
よる温度センサとして、例えば印刷サーミスタの裏面に
抵抗体を形成したものや、印刷基板にサーミスタと抵抗
体との並列回路のパターンを有するチップが知られてい
る（特開平０３−２７６７０２号（先行例１））。先行
例１によれば、回路の構成上、抵抗チップを最低１個節
約できるが、サーミスタと並列に接続された抵抗が固定
されているので、リニアとなる温度領域が限定され、ひ
いては用途が制約されることになって，自由度が乏し
い。

【００１１】実用上からは、抵抗−温度特性曲線が、例
えば−４０〜１２５℃のように広い範囲に渡ってリニア
となる領域を有する温度センサが期待されるが、以上の
べた従来技術では、抵抗−温度特性に、望むような広い
範囲に渡ってリニア特性を有する温度センサを期待する
のは難しい。

【００１２】本発明の目的は、抵抗−温度特性に、広範
囲に渡るリニア特性を有するリニアライズドサーミスタ
を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によるリニアライズドサーミスタにおいて
は、互いに特性が異なる複数のサーミスタ材料を相互に
反応させないで一体化され、ある温度範囲にわたって、
温度係数が負で、なおかつ一定である。

【００１４】また、互いに特性の異なる第１のサーミス
タ材料と第２のサーミスタ材料との組合わせからなり、
等価的に第１のサーミスタと、第２のサーミスタとの並
列回路を構成しているものである。

【００１５】また、第１のサーミスタのリニア特性の中
心温度における抵抗値：Ｒｍ、Ｂ定数：ａ、 第２のサーミスタのリニア特性の中心温度における抵抗
値：Ｒｃ、Ｂ定数：ｃ としたとき、第１のサーミスタ材料と第２のサーミスタ
材料との組合わせは、式（１）、（２） Ｒｍ・ｃ≒Ｒｃ・ａ ・・・（１） ｃ≒ａ／１０ ・・・（２） の条件を満たすものである。

【００１６】また、サーミスタ材料は、サーミスタペー
ストであり、サーミスタペーストは、個別に焼成した第
１のサーミスタ酸化物粉末と、第２のサーミスタ酸化物
粉末とを混合して新たな混合酸化物とし、この混合酸化
物に有機ビヒクルを混ぜてペーストとし、この酸化物ペ
ーストに酸化ルテニウムペーストと、ガラスペーストと
を加えたものである。

【００１７】また、サーミスタ材料は、サーミスタペー
ストであり、サーミスタペーストは、それぞれ第１のお
よび第２のサーミスタの酸化物粉末にそれぞれ有機ビヒ
クルを混ぜて２種類の酸化物ペーストを作成し、この酸
化物ペーストに酸化ルテニウムペースト、ガラスペース
トを加えて特性の異なる２種類のサーミスタのペースト
を作り、この２種類のサーミスタのペーストを混合した
ものである。

【００１８】また、サーミスタ材料は、サーミスタペー
ストであり、前記式（１）および（２）の条件を満たす
第１のサーミスタ特性を有するサーミスタペーストある
いは酸化物粉末と、第２のサーミスタ特性を有するサー
ミスタペーストあるいは酸化物粉末との配合割合は、５
０：５０である。

【００１９】また、サーミスタ材料は、サーミスタペー
ストであり、第１のサーミスタ特性を有するペーストあ
るいは酸化物粉末と、第２のサーミスタ特性を有するペ
ーストあるいは酸化物粉末とが、前記式（１）または
（２）の条件を満たさないときに、その配合割合は、等
価的に配合比を５０：５０に設定するサーミスタのペー
ストの配合と同じ特性になるように適宜配合比を変更し
て目的とするサーミスタ特性に調整されているものであ
る。

【００２０】また、第１のサーミスタ特性を有するサー
ミスタペーストあるいは酸化物粉末を母、第２のサーミ
スタ特性を有するサーミスタペーストあるいは酸化物粉
末を子としたときに、リニアライズドサーミスタの特性
の設定は、予め定められた第１のサーミスタの特性に応
じて第２のサーミスタの特性が選定されるものである。

【００２１】また、第１のサーミスタを母、第２のサー
ミスタを子としたときに、サーミスタペーストの配合比
の調整は、第２のサーミスタのペーストについて行われ
るものである。

【００２２】また、サーミスタペーストは、基板に印刷
され、焼付されて厚膜印刷式サーミスタに加工されたも
のである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に本発明による温度センサの
実施の形態を説明する。先行例について示したように、
サーミスタに並列に抵抗を接続することによって、回路
的に抵抗−温度特性をある範囲にわたってリニアライズ
できることは、一般的な手法としてよく知られている。

【００２４】しかし、この手法によるときには、サーミ
スタと並列に接続する抵抗に、どのような抵抗値を選択
したとしても、抵抗−温度特性がリニアとなる範囲は限
られたものである。本発明は、サーミスタに並列に接続
されていた抵抗の代わりに、特性が互いに異なるサーミ
スタに代えてみたところ、２つのサーミスタの並列回路
の出力側に得られる抵抗−温度特性が低温側から高温側
に至るまでの広い範囲でリニアとなることを発見した。
本発明は、この事実の発見に基づくものである。

【００２５】本発明によるリニアライズドサーミスタ
は、互いに特性が異なる複数のサーミスタ材料を相互に
反応させないで一体化され、広い温度範囲にわたって、
負の値が一定の温度係数を有している。

【００２６】すなわち、本発明によるリニアライズドサ
ーミスタは、例えば、互いに特性の異なる第１のサーミ
スタ材料と第２のサーミスタ材料との組合わせからな
り、図１（ａ）に示すように、等価的に、第１のサーミ
スタ１と、第２のサーミスタ２との並列回路を構成して
いるものである。本発明においては、第１のサーミスタ
１の材料と、第２のサーミスタ２の材料とを相互に反応
させないで一体化されたものである。第１のサーミスタ
１の材料と、第２のサーミスタ２の材料とを一体化する
ことによって製造されたサーミスタの負の値が一定の温
度係数を有し、抵抗−温度特性がリニアになるために
は、一定の法則性があり、その条件は、以下のとおりで
ある。すなわち、

【００２７】第１のサーミスタのリニア特性の中心温度
における抵抗値：Ｒｍ、Ｂ定数：ａ、 第２のサーミスタのリニア特性の中心温度における抵抗
値：Ｒｃ、Ｂ定数：ｃ としたとき、式（１）、（２） Ｒｍ・ｃ≒Ｒｃ・ａ ・・・（１） ｃ≒ａ／１０ ・・・（２） の条件を満たすことである。式、（１）と（２）とによ
り、次式、 Ｒｃ≒Ｒｍ／１０・・・・（３） が成立する。

【００２８】これを具体的に示すと、例えば第１のサー
ミスタ１を母、第２のサーミスタを子に見立てて、母で
ある第１のサーミスタ１の特性を予め定めておき、第１
のサーミスタ１の特性に適合するように子である第２の
サーミスタが前述の式（１）、（２）を満たす条件を求
める。たとえば、第１のサーミスタ１（母）に、Ｒｍ＝
１００ｋΩ、ａ＝３０００Ｋのサーミスタ材料を用いる
場合には、第２のサーミスタ（子）２は、Ｒｃ＝１０ｋ
Ω、ｃ＝３００Ｋのサーミスタの材料を選定することに
なる。

【００２９】上記の条件で特性が互いに異なる２つのサ
ーミスタの材料を組合わせたときに、図１（ｂ）に示す
ように、抵抗−温度特性がリニアとなる範囲が広く、し
たがって広い温度範囲の温度測定に適したリニアライズ
ドサーミスタが得られる。しかし、特性が互いに異なる
２つのサーミスタの材料を組合わせるに際し、サーミス
タのチップを２個組合わせる場合には、組合せられたサ
ーミスタのマッチング性のチェックなどの作業が必要と
なって、実用的ではない。

【００３０】一般に、２つのサーミスタの材料を簡単に
組合せる手法として、積層技術を用い、上記条件を満た
す第１のサーミスタのシートと、第２のサーミスタのシ
ートとを重ねることで並列回路を形成して一個のチップ
に構成する方法（積層法）が考えられる。

【００３１】しかし、特性の異なる２つのサーミスタシ
ートは、それぞれ焼成時のシートの収縮率や、焼成温度
・条件が異なっているため，２つのサーミスタシートを
同時に焼成すると、シートにクラックが入ったり、特性
のずれなどの不具合が発生するという問題がある。しか
し、これらの問題がクリアされれば、積層法を適用する
ことが可能となる。

【００３２】この点、サーミスタ材料にペーストを用い
れば、従来より知られたいわゆる酸化物ブレンド法ある
いはサーミスタペーストブレンド法を用いて実現でき
る。サーミスタペーストは、以下の３成分で構成されて
いる。すなわち、 サーミスタ酸化物粉末 ４５％ 酸化ルテニウム ５％ ガラス ５０％（比率は代表例を示
す） である。

【００３３】酸化物ペーストブレンド法を用いて本発明
によるサーミスタを製造するときには、まず、互いに特
性が異なる２種類のサーミスタ酸化物粉末（第１のサー
ミスタ特性を有する酸化物粉末と第２のサーミスタ特性
を有する酸化物粉末）を個々に作成し、それらの酸化物
粉末を個別に焼成し、これを粉砕して得られたサーミス
タ酸化物粉末をある比率で混合して新たな混合酸化物と
し、この混合酸化物に、有機ビヒクルを混ぜて酸化物ペ
ーストとし、この酸化物ペーストに酸化ルテニウムペー
スト、ガラスペーストを加えて混合ペースト（サーミス
タペースト）を成形する。図１（ｃ）において、作成し
た混合ペーストをアルミナ基板４に印刷し、焼付け処理
をしてサーミスタ膜３を形成すると、温度係数が負の一
定の値となり、目的とする広範囲領域でリニアな温度特
性を有する厚膜印刷式のリニアライズドサーミスタ５が
得られる。図中６は内部電極、７は端子電極、８は裏面
電極を示している。

【００３４】サーミスタブレンド法によるときには、第
１および第２のサーミスタ特性を有する材料として酸化
粉末を個別に焼成し、これを粉砕して得られたサーミス
タ酸化物粉末に有機ビヒクルを混ぜて２種類の酸化物ペ
ーストとし、この酸化物ペーストに、酸化ルテニウムペ
ースト、ガラスペーストをそれぞれ加えて特性の異なる
２種類のサーミスタ特性を有するペースト（第１のサー
ミスタ特性を有するペーストと第２のサーミスタ特性を
有するペースト）をつくり、この２種類のサーミスタの
ペーストを混合して１つの混合ペーストとし、この混合
ペーストをアルミナ基板に印刷し、焼付け処理をするこ
とによって、目的とする広い範囲の領域でリニアな温度
特性を有する厚膜印刷式のリニアライズドサーミスタ５
が得られる。本発明において、酸化物ブレンド法あるい
はサーミスタペーストブレンド法のいずれの方法を用い
ても結果として得られるリニアライズドサーミスタの特
性は同じである。

【００３５】周知のように、２個のサーミスタ素子をも
って、並列回路を組むことと、サーミスタ特性を有する
材料（ペーストあるいは酸化物粉末）を混ぜることとは
回路的には等価である。もっとも、見方によっては、こ
れを直列回路として見ることができないわけではない
が、本発明においては、この分野の技術常識に従って、
並列回路と等価であるとして扱う。前述の式（１）、
（２）の条件を満足させるペーストの配合比率は、５
０：５０である。

【００３６】つまり、第１のサーミスタ特性を有するサ
ーミスタのペースト（あるいは酸化物粉末）と第２のサ
ーミスタのサーミスタ特性を有するペースト（あるいは
酸化物粉末）とを５０：５０の割合で混合したときに、
広い範囲のリニア特性が得られる。しかし、第１のサー
ミスタの特性と、第２のサーミスタの特性とが前述の式
（１）、（２）の条件を満たさない場合であっても、両
サーミスタ特性を有するペースト（あるいは酸化物粉
末）の配合割合を変えることによって、相対的に法則性
を満足させて目的とするリニア特性を実現することが可
能である。

【００３７】たとえば、第１のサーミスタ特性を有する
ペースト（あるいは酸化物粉末）（母）のＲｍ＝１００
ｋΩ、 ａ＝３０００Ｋ、第２のサーミスタ特性を有す
るペースト（あるいは酸化物粉末）（子）のＲｃ＝５０
ｋΩ、ｃ＝３００Ｋであるときには、ｃ＝ａ／１０では
あるが、第２のサーミスタ特性を有するペースト（ある
いは酸化物粉末）（子）のＲｃが規定の値を下回り、Ｒ
ｍ・ｃ≒Ｒｃ・ａの条件を満たさない。

【００３８】この場合には、両サーミスタ特性を有する
ペースト（あるいは酸化物粉末）の配合割合を５０：５
０に設定したのでは、リニア特性が得られないが、図２
において、第１と第２のサーミスタ特性を有するペース
ト（あるいは酸化物粉末）の配合割合を８０：２０に設
定すると、結果的に第２サーミスタとしてＲｃ＝１０ｋ
Ω、ｃ＝３００Ｋの特性のものを選定して混合した場合
と同じとなり、前記式（１）の条件をも満足し、得られ
たリニアライズド複合サーミスタには目的とするリニア
特性が実現される。

【００３９】第２サーミスタのＢ定数が規定の値を上回
って前述の式（１）、（２）の条件を満たさないときで
も同じである。たとえば、第１のサーミスタ（母）のＲ
ｍ＝１００ｋΩ、ａ＝３０００Ｋ、第２のサーミスタ
（子）のＲｃ＝１０ｋΩ、ｃ＝５００Ｋであるときに
は、 Ｒｍ・ｃ≠Ｒｃ・ａ、ｃ≠ａ／１０であり、いず
れの条件をも満たさない。

【００４０】この場合には，図３において、配合割合を
８０：２０に設定すると、第２のサーミスタにＲｃ＝１
０ｋΩ、ｃ＝３００Ｋの特性のものを選んだ場合と同じ
になる。このように、２個のサーミスタの特性が前述の
式（１）、（２）の条件を満たさなくても両サーミスタ
ペースト（あるいは酸化物粉末）の配合比率を変えるこ
とによって、温度係数が、負の値の一定値であって、低
温側から高温側にいたるまでの広い範囲にわたりリニア
の抵抗−温度特性を有するリニアライズドサーミスタを
得ることができる。

【００４１】本発明において、サーミスタ酸化粉末と
は、Ｍｎ、Ｃｏなどの酸化粉末を用い、これらの酸化物
粉末をある比率に混合し、それを酸化物粉末のまま、約
１０００〜１３００℃の温度で焼成したものを微粉砕し
た酸化物粉末である。Ｍｎ、Ｃｏなどの酸化粉末を焼成
すると少し固まるので、その塊を粉砕して微粉砕に加工
したものである。

【００４２】また、サーミスタペーストは、サーミスタ
酸化物粉末、酸化ルテニウム粉末、ガラス粉末をそれぞ
れ個別に有機ビヒクルと混合して酸化物ペーストとし、
この酸化物ペーストに、酸化ルテニウムペースト、ガラ
スペーストをある配合比率で混ぜたものである。各々の
サーミスタの特性は、前記条件のすべてを厳密に満足す
る必要はない。実質的には、Ｂ定数が前述の条件に近け
れば所要のリニア特性が得られる。

【００４３】サーミスタペーストの印刷に関しては、一
般の厚膜印刷式サーミスタの印刷処理にしたがって行
う。すなわち、まず、縦横に切り込みが付されたアルミ
ナ基板に印刷によって電極を形成する。つぎに、アルミ
ナ基板にサーミスタの混合ペーストを印刷し、これを焼
付ける。

【００４４】混合ペースト３を焼付けた後、常法に従
い、アルミナ基板を短冊状に分割し、端子電極の塗布、
チップ状に分割、端子電極のめっき加工を施して図１
（ｃ）に示す厚膜印刷式のリニアライズドサーミスタ５
を完成する。得られたリニアライズドサーミスタは、第
１及び第２のサーミスタ材料の特性が適正な範囲に選ば
れているかぎり、抵抗−温度特性として広範囲にわたる
リニア特性を有し、しかも温度分解能が高いリニアライ
ズドサーミスタとなる。

【００４５】

【実施例】以下に本発明の実施例を示す。 （実施例１）図４は、２つのサーミスタの材料を並列に
組合わせた場合であって，第１のサーミスタの特性を一
定（Ｒｍ＝５００ｋΩ、Ｂ（ａ）＝３０００Ｋ）に保
ち、第２のサーミスタ（Ｒｃ＝５０ｋΩ）のＢ定数を、
５００Ｋ（曲線Ａ）、２５０Ｋ（曲線Ｂ）、１２５Ｋ
（曲線Ｃ）の順に変えたときのリニア特性の違いを示す
図である。

【００４６】図に明らかなように、第１のサーミスタの
特性（Ｒｍ＝５００ｋΩ、Ｂ＝３０００Ｋ）に対してリ
ニア特性は、第２のサーミスタ特性に左右され、第２の
サーミスタＢ定数は、高すぎても低すぎても、得られる
リニアとなる領域は低下し、明らかに適正な値（範囲）
があること、この例では、第２のサーミスタ（Ｒｃ＝５
０ｋ）のＢ定数は２５０Ｋが適正であることを示してい
る。

【００４７】（実施例２）図５は、２つのサーミスタの
材料を並列に組合わせた場合であって，第１のサーミス
タの特性を一定（Ｒｍ＝５００ｋΩ、Ｂ＝３０００Ｋ）
に保ち、第２のサーミスタ（Ｂ＝２５０Ｋ）のＲｃを、
１００ｋΩ（曲線Ｄ）、５０ｋΩ（曲線Ｅ）、２５Ｋ
（曲線Ｆ）の順に変えたときのリニア特性の違いを示す
図である。

【００４８】図に明らかなように、第１のサーミスタの
特性（Ｒｍ＝５００ｋΩ、Ｂ＝３０００Ｋ）に対してリ
ニア特性は、第２のサーミスタ特性に左右され、第２の
サーミスタのＲ２５は、高すぎても低すぎても得られる
リニア領域が低下し、明らかに適正な値（範囲）がある
こと、この例では、第２のサーミスタ（Ｂ定数＝２５０
Ｋ）のＲｃは５０ｋΩが適正であることを示している。

【００４９】（比較例１）図６は、実施例２（図３）に
おいて、第１のサーミスタのＢ定数を５０００Ｋに高く
した場合である。ただし、第１のサーミスタのリニア特
性の中心温度における抵抗は、５００ｋΩとした。この
場合には、図に明らかなように、第１のサーミスタのＢ
定数を高くすると、リニア特性の中心温度における抵抗
Ｒｃが５０ｋΩの第２のサーミスタについて、そのＢ定
数を１０００Ｋ（曲線Ｇ）、５００Ｋ（曲線Ｈ）、２５
０Ｋ（曲線Ｉ）に設定したときに、温度分解能が高くな
るものの、逆にリニアとなる領域が極端にせまくなるこ
とがわかる。

【００５０】（比較例２）図７は、実施例２（図３）に
おいて、リニア特性の中心温度における抵抗Ｒｍが５０
０ｋΩの第１のサーミスタのＢ定数を１５００Ｋに低く
した場合である。図に明らかなように、第１のサーミス
タのＢ定数を低くすると、Ｂ定数が２５Ｋの第２のサー
ミスタのリニア特性の中心温度における抵抗Ｒｃが２０
ｋΩ（曲線Ｊ）、１０ｋΩ（曲線Ｋ）、５ｋΩ（曲線
Ｌ）のいずれにおいてもリニアとなる領域が大幅に広く
なるが、逆に温度分解能が極端に狭くなることがわか
る。

【００５１】（比較例３）図８は、サーミスタと並列に
固定抵抗を組合わせた場合において、固定抵抗の抵抗値
の変えたときに、抵抗−温度特性がどのように変化する
かを示す図である。なお、サーミスタのリニア特性の中
心温度における抵抗は、１０ｋΩ、Ｂ定数は４０００Ｋ
である。曲線Ｍは、サーミスタだけのときの抵抗−温度
特性、曲線Ｎは，固定抵抗の抵抗値２０ｋΩ、曲線Ｏ
は，固定抵抗の抵抗値１０ｋΩ、曲線Ｐは，固定抵抗の
抵抗値５ｋΩである。図に明らかなように、固定抵抗の
抵抗値を小さくするにしたがって、曲線Ｎ，Ｏ，Ｐの順
に、リニアとなる抵抗−温度特性の範囲が広がる傾向が
みられる反面、リニアのラインの傾きが緩やかになると
いう現象が見られる。

【００５２】ラインの傾きは、「温度に対する出力の変
化量」つまり、温度分解能であるから、サーミスタでい
えばＢ定数に相当する。したがって、このケースでは、
リニア領域の長さと、温度分解能とは反比例の関係にな
るのでリニア特性か、Ｂ定数のいずれを重要視するかに
よって固定抵抗の抵抗値が選定されることになる。

【００５３】

【発明の効果】以上のように本発明によるときには、−
４０℃から１２５℃に至る広い温度範囲にわたって、リ
ニアの抵抗−温度特性が一個のサーミスタの使用によっ
て実現でき、したがって、抵抗値を温度の値に変換する
ためのリニアライズ回路や演算処理回路が不要であり、
熱応答が速く、ひいては温度測定回路の小形化、軽量化
を図り、高信頼性の温度測定装置を提供できる効果を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明によるリニアライズドサーミ
スタの基本概念を示す図、（ｂ）は、本発明によるリニ
アライズドサーミスタの抵抗−温度特性を示す図、
（ｃ）は、本発明を適用した厚膜印刷式サーミスタの断
面図である。

【図２】第１のサーミスタと第２のサーミスタとの特性
（リニア特性の中心温度における抵抗）が法則性を満た
さないときの両サーミスタの配合を調整する要領を示す
図である。

【図３】第１のサーミスタと第２のサーミスタとの特性
（Ｂ定数）が法則性を満たさないときの両サーミスタの
配合を調整する要領を示す図である。

【図４】実施例１の抵抗−温度特性を示す図である。

【図５】実施例２の抵抗−温度特性を示す図である。

【図６】比較例１の抵抗−温度特性を示す図である。

【図７】比較例２の抵抗−温度特性を示す図である。

【図８】比較例３の抵抗−温度特性を示す図である。

【図９】（ａ）は、サーミスタと抵抗との組合せ回路に
よる従来の温度センサの基本構成を示す図、（ｂ）は、
サーミスタと、（ａ）に示す従来の温度センサの抵抗温
度特性を示す図である。

【符号の説明】

１ 第１のサーミスタ ２ 第２のサーミスタ ３ サーミスタ膜 ４ アルミナ基板 ５ 厚膜印刷式リニアライズドサーミスタ ６ 内部電極 ７ 端子電極 ８ 裏面電極

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに特性が異なる複数のサーミスタ材
   料を相互に反応させないで一体化され、ある温度範囲に
   わたって、温度係数が負で、なおかつ一定であることを
   特徴とするリニアライズドサーミスタ。
2. 【請求項２】 互いに特性の異なる第１のサーミスタ材
   料と第２のサーミスタ材料との組合わせからなり、等価
   的に第１のサーミスタと、第２のサーミスタとの並列回
   路を構成していることを特徴とする請求項１に記載のリ
   ニアライズドサーミスタ。
3. 【請求項３】 第１のサーミスタのリニア特性の中心温
   度における抵抗値：Ｒｍ、Ｂ定数：ａ、 第２のサーミスタのリニア特性の中心温度における抵抗
   値：Ｒｃ、Ｂ定数：ｃ としたとき、第１のサーミスタ材料と第２のサーミスタ
   材料との組合わせは、式（１）、（２） Ｒｍ・ｃ≒Ｒｃ・ａ ・・・（１） ｃ≒ａ／１０ ・・・（２） の条件を満たすことを特徴とする請求項２に記載のリニ
   アライズドサーミスタ。
4. 【請求項４】 サーミスタ材料は、サーミスタペースト
   であり、 サーミスタペーストは、個別に焼成した第１のサーミス
   タ酸化物粉末と、第２のサーミスタ酸化物粉末とを混合
   して新たな混合酸化物とし、この混合酸化物に有機ビヒ
   クルを混ぜてペーストとし、この酸化物ペーストに酸化
   ルテニウムペーストと、ガラスペーストとを加えたもの
   であることを特徴とする請求項２に記載のリニアライズ
   ドサーミスタ。
5. 【請求項５】 サーミスタ材料は、サーミスタペースト
   であり、 サーミスタペーストは、それぞれ第１のおよび第２のサ
   ーミスタの酸化物粉末にそれぞれ有機ビヒクルを混ぜて
   ２種類の酸化物ペーストを作成し、この酸化物ペースト
   に酸化ルテニウムペースト、ガラスペーストを加えて特
   性の異なる２種類のサーミスタのペーストを作り、この
   ２種類のサーミスタのペーストを混合したものであるこ
   とを特徴とする請求項２に記載のリニアライズドサーミ
   スタ。
6. 【請求項６】 サーミスタ材料は、サーミスタペースト
   であり、前記式（１）および（２）の条件を満たす第１
   のサーミスタ特性を有するサーミスタペーストあるいは
   酸化物粉末と、第２のサーミスタ特性を有するサーミス
   タペーストあるいは酸化物粉末との配合割合は、５０：
   ５０であることを特徴とする請求項３に記載のリニアラ
   イズドサーミスタ。
7. 【請求項７】 サーミスタ材料は、サーミスタペースト
   であり、第１のサーミスタ特性を有するペーストあるい
   は酸化物粉末と、第２のサーミスタ特性を有するペース
   トあるいは酸化物粉末とが、前記式（１）または（２）
   の条件を満たさないときに、その配合割合は、等価的に
   配合比を５０：５０に設定するサーミスタのペーストの
   配合と同じ特性になるように適宜配合比を変更して目的
   とするサーミスタ特性に調整されていることを特徴とす
   る請求項３に記載のリニアライズドサーミスタ。
8. 【請求項８】 第１のサーミスタ特性を有するサーミス
   タペーストあるいは酸化物粉末を母、第２のサーミスタ
   特性を有するサーミスタペーストあるいは酸化物粉末を
   子としたときに、リニアライズドサーミスタの特性の設
   定は、予め定められた第１のサーミスタの特性に応じて
   第２のサーミスタの特性が選定されるものであることを
   特徴とする請求項３に記載のリニアライズドサーミス
   タ。
9. 【請求項９】 第１のサーミスタを母、第２のサーミス
   タを子としたときに、サーミスタペーストの配合比の調
   整は、第２のサーミスタのペーストについて行われるも
   のであることを特徴とする請求項７に記載のリニアライ
   ズドサーミスタ。
10. 【請求項１０】 サーミスタペーストは、基板に印刷さ
    れ、焼付されて厚膜印刷式サーミスタに加工されたもの
    であることを特徴とする請求項５または６に記載のリニ
    アライズドサーミスタ。