JP2582260B2 - 熱電対式温度センサ - Google Patents
熱電対式温度センサInfo
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- JP2582260B2 JP2582260B2 JP62123662A JP12366287A JP2582260B2 JP 2582260 B2 JP2582260 B2 JP 2582260B2 JP 62123662 A JP62123662 A JP 62123662A JP 12366287 A JP12366287 A JP 12366287A JP 2582260 B2 JP2582260 B2 JP 2582260B2
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
- G01K7/04—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples the object to be measured not forming one of the thermoelectric materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/80—Constructional details
- H10N10/81—Structural details of the junction
- H10N10/817—Structural details of the junction the junction being non-separable, e.g. being cemented, sintered or soldered
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は温度センサとりわけ熱電対式温度センサに関
するものである。
するものである。
〔従来の技術とその問題点〕 固体や流体の温度計測手段として、熱電対式の温度セ
ンサがある。従来のこの種温度センサは、２種類の異な
る金属素線により閉回路を構成し、両素線の２つの接点
間に温度差がある場合に生成する熱起電力が温度差の大
きさに依存する性質を使ったもので、閉回路化は熱電対
素線の先端を電気溶接により得るのが一般であった。
ンサがある。従来のこの種温度センサは、２種類の異な
る金属素線により閉回路を構成し、両素線の２つの接点
間に温度差がある場合に生成する熱起電力が温度差の大
きさに依存する性質を使ったもので、閉回路化は熱電対
素線の先端を電気溶接により得るのが一般であった。
しかしながらこのような構造では、微小な点での温度
計測を行う場合、それに呼応して極細線を用いて先端を
溶接する必要があり、極細線の加工が大変なうえに、こ
れの先端を溶接するのに精密技術を要するため製作が難
しく、コストが高価になる問題があった。ことに計測箇
所が多い場合たとえば温度分布を求めるような場合に
は、埋込み位置精度も要求されるため、従来ではきわめ
て手間がかかり、十分な精度も得難かった。さらに極細
線の熱電対であればあるほど外力に対する耐久力が低
く、メインテナンス、設置作業などにおける取扱いに困
難と制約が伴うという問題があった。
計測を行う場合、それに呼応して極細線を用いて先端を
溶接する必要があり、極細線の加工が大変なうえに、こ
れの先端を溶接するのに精密技術を要するため製作が難
しく、コストが高価になる問題があった。ことに計測箇
所が多い場合たとえば温度分布を求めるような場合に
は、埋込み位置精度も要求されるため、従来ではきわめ
て手間がかかり、十分な精度も得難かった。さらに極細
線の熱電対であればあるほど外力に対する耐久力が低
く、メインテナンス、設置作業などにおける取扱いに困
難と制約が伴うという問題があった。
本発明は前記のような問題点を解決するために研究を
重ねて創案されたもので、その目的とするところは、微
小で複数点の温度温度分布を高精度で測定することがで
き、取扱いも容易で設置個所や測定対象の自由度も高
く、しかも簡単、安価に製造することができる熱電対式
温度センサを提供することにある。
重ねて創案されたもので、その目的とするところは、微
小で複数点の温度温度分布を高精度で測定することがで
き、取扱いも容易で設置個所や測定対象の自由度も高
く、しかも簡単、安価に製造することができる熱電対式
温度センサを提供することにある。
この目的を達成するため本発明は、測定対象物と独立
した電気絶縁材料からなる薄いベースに、第１の金属に
より複数本の線状被膜をパターン形成すると共に、前記
第１の金属と異なる第２金属によって前記線状被膜と独
立した複数本の線状被膜をパターン形成し、前記２種の
独立した線状被膜の組をなす先端部同士を接触させるこ
とにより複数のそれぞれが独立した温度測定用カップリ
ング点を形成した構成としている。
した電気絶縁材料からなる薄いベースに、第１の金属に
より複数本の線状被膜をパターン形成すると共に、前記
第１の金属と異なる第２金属によって前記線状被膜と独
立した複数本の線状被膜をパターン形成し、前記２種の
独立した線状被膜の組をなす先端部同士を接触させるこ
とにより複数のそれぞれが独立した温度測定用カップリ
ング点を形成した構成としている。
第１図ないし第３図は本発明による熱電対式温度セン
サの第１実施例を示しており、１は薄いベースであり、
電気絶縁材料たとえば、ポリイミドなどのプラスチッ
ク、ガラス／エポキシ、ガラス／フェノール、ガラス／
ポリイミド、紙フェノール、紙エポキシなどのプラスチ
ック複合材、各種セラミツクス、ガラス、石綿などの無
機材料が用いられる。
サの第１実施例を示しており、１は薄いベースであり、
電気絶縁材料たとえば、ポリイミドなどのプラスチッ
ク、ガラス／エポキシ、ガラス／フェノール、ガラス／
ポリイミド、紙フェノール、紙エポキシなどのプラスチ
ック複合材、各種セラミツクス、ガラス、石綿などの無
機材料が用いられる。
2a,2bは２種の異なる熱起電力特性の第１と第２の金
属A,Bからなるそれぞれ独立した複数ずつの線状被膜で
ある。第１と第２の金属A,Bとしては、銅−コンスタン
タン、鉄−コンスタンタン、白金−白金ロジウム、クロ
メル−アルメル、クロメル−コンスタンタンなどの組合
せが用いられる。
属A,Bからなるそれぞれ独立した複数ずつの線状被膜で
ある。第１と第２の金属A,Bとしては、銅−コンスタン
タン、鉄−コンスタンタン、白金−白金ロジウム、クロ
メル−アルメル、クロメル−コンスタンタンなどの組合
せが用いられる。
前記線状被膜2a,2bは、ベース１の表面10にメツキ的
手法により交互に独立して配設されている。すなわち、
線状被膜2a,2bの６組が交互に並ぶように平行状のパタ
ーンで配列され、各組の線状被膜2a,2bの長手方向の後
端20a,20bはベース縁部14に達し、端子との接続のため
大きなパターンに形成されている。
手法により交互に独立して配設されている。すなわち、
線状被膜2a,2bの６組が交互に並ぶように平行状のパタ
ーンで配列され、各組の線状被膜2a,2bの長手方向の後
端20a,20bはベース縁部14に達し、端子との接続のため
大きなパターンに形成されている。
また、線状被膜2a,2bは各組ごとに先端21a,21bの位相
がずらされ、それら先端21a,21bは第２図と第３図のよ
うに接触され、温度計測点用のカップリング点3,3が形
成されている。
がずらされ、それら先端21a,21bは第２図と第３図のよ
うに接触され、温度計測点用のカップリング点3,3が形
成されている。
このカップリング点３は、具体的には、線状被膜2aの
パターンを作ってからその上に線状被膜2bのパターンを
オーバラップさせることで得られる。このカップリング
点３は線状であっても、面状つまり所要の面積を有して
いてもよい。後者の場合には面の平均的温度を計測する
ことが可能である。
パターンを作ってからその上に線状被膜2bのパターンを
オーバラップさせることで得られる。このカップリング
点３は線状であっても、面状つまり所要の面積を有して
いてもよい。後者の場合には面の平均的温度を計測する
ことが可能である。
第４図と第５図は本発明の第２実施例を示しているこ
の第２実施例においては、薄い板状のベース１の表面10
に複数の線状被膜2aを所要のパターンで形成し、ベース
１の裏面11に他方の線状被膜2bを所要のパターンで形成
し、各組の線状被膜2a,2bをベース１の端面12でオーバ
ラップ状に接触させて温度計測点用のカップリング部点
を形成している。
の第２実施例においては、薄い板状のベース１の表面10
に複数の線状被膜2aを所要のパターンで形成し、ベース
１の裏面11に他方の線状被膜2bを所要のパターンで形成
し、各組の線状被膜2a,2bをベース１の端面12でオーバ
ラップ状に接触させて温度計測点用のカップリング部点
を形成している。
なお、前記線状被膜2a,2bの上に熱電対保護のための
被膜を形成してもよいことは勿論である。
被膜を形成してもよいことは勿論である。
前記第１実施例と第２実施例の線状被膜2a,2bはメッ
キ、蒸着、スパッタリング、あるいはそれらの組合わせ
などによって得られる。線状被膜2a,2bの製作方法を例
示すると、たとえば熱電対用の第１の金属Ａが銅、第２
の金属Ｂがコンスタンタンである場合、ベース上に第１
の金属Ａを無電解メッキし、次にレジストをかけてエッ
チングを行い、設計に応じたパターンを形成し、次いで
レジストを除去し、この部分を電解メツキする。これに
より一方の線状被膜が形成される。次にこの線状被膜の
先端を覗きレジストをかけ、第２の金属Ｂをパターンに
対応するようにスパッタリング等により処理し、レジス
トを外せばよい。これでカツプリング点も形成される。
キ、蒸着、スパッタリング、あるいはそれらの組合わせ
などによって得られる。線状被膜2a,2bの製作方法を例
示すると、たとえば熱電対用の第１の金属Ａが銅、第２
の金属Ｂがコンスタンタンである場合、ベース上に第１
の金属Ａを無電解メッキし、次にレジストをかけてエッ
チングを行い、設計に応じたパターンを形成し、次いで
レジストを除去し、この部分を電解メツキする。これに
より一方の線状被膜が形成される。次にこの線状被膜の
先端を覗きレジストをかけ、第２の金属Ｂをパターンに
対応するようにスパッタリング等により処理し、レジス
トを外せばよい。これでカツプリング点も形成される。
また、第１と第２の金属A,Bがクロメル、アルメルの
場合には、スパッタリング法が採用される。なお、上記
製作方法はあくまでも一例であり、他の方法を不可とす
るものでないことは言うまでもない。
場合には、スパッタリング法が採用される。なお、上記
製作方法はあくまでも一例であり、他の方法を不可とす
るものでないことは言うまでもない。
本発明は上記のように熱電対用の第１の金属Ａにより
複数本の線状被膜2aをパターン形成すると共に、前記第
１の金属Ａと異なる熱電対用の第２金属Ｂによって前記
線状被膜2aと独立した複数本の線状被膜2aをパターン形
成し、前記２種の独立した線状被膜2a,2bの組をなす先
端部21a,21b同士を接触させることにより複数のそれぞ
れが独立した温度測定用カップリング点３としており、
これは計測部位のみが接触するようなパターンを設計
し、線状被膜2a,2bのそれぞれのパターンを電気絶縁性
の薄いベース１上にメッキ的手法で形成することで得ら
れるため、細線を一本一本溶接する手間が全く不要とな
り、たとえば数十個所の熱電対を構成する場合にも一度
に簡単に得ることができる。さらに形成パターンがその
まま熱電対の埋込み場所を決定するため、高い位置決め
精度を容易に得ることができる。また、メッキ的手法で
熱電対を形成するため、素線溶接方式では困難な線径10
0μｍ以下に対応する微小な熱電対も簡単にかつ精度良
く構成することができる。
複数本の線状被膜2aをパターン形成すると共に、前記第
１の金属Ａと異なる熱電対用の第２金属Ｂによって前記
線状被膜2aと独立した複数本の線状被膜2aをパターン形
成し、前記２種の独立した線状被膜2a,2bの組をなす先
端部21a,21b同士を接触させることにより複数のそれぞ
れが独立した温度測定用カップリング点３としており、
これは計測部位のみが接触するようなパターンを設計
し、線状被膜2a,2bのそれぞれのパターンを電気絶縁性
の薄いベース１上にメッキ的手法で形成することで得ら
れるため、細線を一本一本溶接する手間が全く不要とな
り、たとえば数十個所の熱電対を構成する場合にも一度
に簡単に得ることができる。さらに形成パターンがその
まま熱電対の埋込み場所を決定するため、高い位置決め
精度を容易に得ることができる。また、メッキ的手法で
熱電対を形成するため、素線溶接方式では困難な線径10
0μｍ以下に対応する微小な熱電対も簡単にかつ精度良
く構成することができる。
そして、本発明は薄いベース１に熱電対をメッキ的に
形成してセンサとするから取扱いが容易で、通常の一点
計測用の他、複数点温度分布測定用センサとしてチップ
化、ユニット化することも極めて容易に達成することが
できる。たとえば、シート状、面状の対象物の温度分布
を計測するような場合には、第１実施例を用い、被測定
物にシールのように貼着することでワンタッチ式センサ
とすることもできる。
形成してセンサとするから取扱いが容易で、通常の一点
計測用の他、複数点温度分布測定用センサとしてチップ
化、ユニット化することも極めて容易に達成することが
できる。たとえば、シート状、面状の対象物の温度分布
を計測するような場合には、第１実施例を用い、被測定
物にシールのように貼着することでワンタッチ式センサ
とすることもできる。
第２実施例の場合には、ベース１の表面と裏面にそれ
ぞれ熱起電力の異なる金属からなる線状被膜2a,2bがパ
ターン配列され、ベース端面12に各組の線状被膜2a,2b
の先端が重なることで複数のカップリング点3,3が形成
されているので、第５図の矢印で示すような流体中のｙ
方向の温度分布を測定することができる。この方式はた
とえば管路、液槽中を流れている液中温度や温度分布を
計測するのに有効である。
ぞれ熱起電力の異なる金属からなる線状被膜2a,2bがパ
ターン配列され、ベース端面12に各組の線状被膜2a,2b
の先端が重なることで複数のカップリング点3,3が形成
されているので、第５図の矢印で示すような流体中のｙ
方向の温度分布を測定することができる。この方式はた
とえば管路、液槽中を流れている液中温度や温度分布を
計測するのに有効である。
ことにこの第２実施例のセンサは、可塑物質の温度セ
ンサとしても有効に利用できる。すなわちたとえば、合
成樹脂射出成形金型の中に装填すれば、射出成形されて
流動成形・保圧されているキャビテイ内の合成樹脂の厚
さ方向の温度分布を計測することができる。
ンサとしても有効に利用できる。すなわちたとえば、合
成樹脂射出成形金型の中に装填すれば、射出成形されて
流動成形・保圧されているキャビテイ内の合成樹脂の厚
さ方向の温度分布を計測することができる。
いずれにしても本発明のセンサにおいては、２種の完
全に独立した線状被膜2a,2bの組をなす先端部21a,21bだ
けを接触させることにより複数のそれぞれが独立した温
度測定用カップリング点3,3を形成しているため、各点
を順次切り替えながら計測する方式でなく、複数点を同
時計測する場合にも測定点の各点が相互に影響しあうこ
とがなく、安定した高精度の計測を行うことができる。
したがって、たとえばキャビテイ内の合成樹脂の厚さ方
向の温度分布の計測に適用したときにも、温度勾配の大
きい合成樹脂の厚さ方向の複数点を高精度で計測するこ
とができる。
全に独立した線状被膜2a,2bの組をなす先端部21a,21bだ
けを接触させることにより複数のそれぞれが独立した温
度測定用カップリング点3,3を形成しているため、各点
を順次切り替えながら計測する方式でなく、複数点を同
時計測する場合にも測定点の各点が相互に影響しあうこ
とがなく、安定した高精度の計測を行うことができる。
したがって、たとえばキャビテイ内の合成樹脂の厚さ方
向の温度分布の計測に適用したときにも、温度勾配の大
きい合成樹脂の厚さ方向の複数点を高精度で計測するこ
とができる。
〔発明の効果〕 以上説明した本発明によるときには、測定対象物と独
立した電気絶縁材料からなる薄いベース１上に、第１の
金属Ａにより複数本の線状被膜2aをパターン形成すると
共に、前記第１の金属Ａと異なる第２金属Ｂによって前
記線状被膜2aと独立した複数本の線状被膜2aをパターン
形成し、前記２種の独立した線状被膜2a,2bの組をなす
先端部21a,21b同士を接触させることにより複数のそれ
ぞれが独立した温度測定用カップリング点3,3を形成し
たので、測定対象物に貼付けたり、挟んだり、測定対象
物の流路に設置するといった取扱いが容易で自由度の高
いセンサとすることができ、各カップリング点3,3が完
全に独立しているため、微小な間隔の温度勾配が大きい
複数点を同時に温度計測する場合に、各計測点が相互に
影響しあうことがなく、安定した高精度の計測を行うこ
とができ、また構造も簡単で安価に製造することができ
るなどのすぐりた効果が得られる。
立した電気絶縁材料からなる薄いベース１上に、第１の
金属Ａにより複数本の線状被膜2aをパターン形成すると
共に、前記第１の金属Ａと異なる第２金属Ｂによって前
記線状被膜2aと独立した複数本の線状被膜2aをパターン
形成し、前記２種の独立した線状被膜2a,2bの組をなす
先端部21a,21b同士を接触させることにより複数のそれ
ぞれが独立した温度測定用カップリング点3,3を形成し
たので、測定対象物に貼付けたり、挟んだり、測定対象
物の流路に設置するといった取扱いが容易で自由度の高
いセンサとすることができ、各カップリング点3,3が完
全に独立しているため、微小な間隔の温度勾配が大きい
複数点を同時に温度計測する場合に、各計測点が相互に
影響しあうことがなく、安定した高精度の計測を行うこ
とができ、また構造も簡単で安価に製造することができ
るなどのすぐりた効果が得られる。
第１図は本発明による熱電対式温度センサの一実施例を
示す平面図、第２図は第１図の部分的拡大図、第３図は
第２図の断面図、第４図は本発明の他の実施例を示す部
分的斜視図、第５図はおなじくその平面図である。 Ａ……熱電対用の第１金属,B……熱電対用の第２金属,1
……ベース、2a,2b……線状被膜、３……温度測定用カ
ップリング点、21a,21b……先端部
示す平面図、第２図は第１図の部分的拡大図、第３図は
第２図の断面図、第４図は本発明の他の実施例を示す部
分的斜視図、第５図はおなじくその平面図である。 Ａ……熱電対用の第１金属,B……熱電対用の第２金属,1
……ベース、2a,2b……線状被膜、３……温度測定用カ
ップリング点、21a,21b……先端部
Claims (1)
- 【請求項１】測定対象物と独立した電気絶縁材料からな
る薄いベース１上に、第１の金属Ａにより複数本の線状
被膜2aをパターン形成すると共に、前記第１の金属Ａと
異なる第２金属Ｂによって前記線状被膜2aと独立した複
数本の線状被膜2aをパターン形成し、前記２種の独立し
た線状被膜2a,2bの組をなす先端部21a,21b同士を接触さ
せることにより複数のそれぞれが独立した温度測定用カ
ップリング点3,3を形成したことを特徴とする熱電対式
温度センサ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62123662A JP2582260B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 熱電対式温度センサ |
| US07/195,941 US5011543A (en) | 1987-05-22 | 1988-05-19 | Thermocouple type temperature sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62123662A JP2582260B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 熱電対式温度センサ |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS64778A JPS64778A (en) | 1989-01-05 |
| JPH01778A JPH01778A (ja) | 1989-01-05 |
| JP2582260B2 true JP2582260B2 (ja) | 1997-02-19 |
Family
ID=14866179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62123662A Expired - Fee Related JP2582260B2 (ja) | 1987-05-22 | 1987-05-22 | 熱電対式温度センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5011543A (ja) |
| JP (1) | JP2582260B2 (ja) |
Cited By (2)
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-
1987
- 1987-05-22 JP JP62123662A patent/JP2582260B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-05-19 US US07/195,941 patent/US5011543A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002131144A (ja) * | 2000-10-19 | 2002-05-09 | Foundation For The Promotion Of Industrial Science | プローブ型熱電対温度センサー |
| JP2003014553A (ja) * | 2001-06-27 | 2003-01-15 | Denso Corp | 温度センサおよびその製造方法 |
| JP4599767B2 (ja) * | 2001-06-27 | 2010-12-15 | 株式会社デンソー | 温度センサの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS64778A (en) | 1989-01-05 |
| US5011543A (en) | 1991-04-30 |
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