JPH032836Y2 - - Google Patents
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- JPH032836Y2 JPH032836Y2 JP12484984U JP12484984U JPH032836Y2 JP H032836 Y2 JPH032836 Y2 JP H032836Y2 JP 12484984 U JP12484984 U JP 12484984U JP 12484984 U JP12484984 U JP 12484984U JP H032836 Y2 JPH032836 Y2 JP H032836Y2
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Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
本考案は熱平衡状態にある雰囲気内の温度測定
に関し、気体のブラウン運動による微小な揺ぎを
検出して絶対温度の測定を行なうようにした温度
センサーに関する。
に関し、気体のブラウン運動による微小な揺ぎを
検出して絶対温度の測定を行なうようにした温度
センサーに関する。
＜従来技術＞
従来、温度センサーとしては、水銀やアルコー
ルを利用した液体温度計、白金やサーミスタを利
用した電気抵抗温度計、２種の金属を結合した熱
電対温度計、水晶の共振周波数を利用した水晶温
度計等各種のものが知られ、各種用途に応じて用
いられている。
ルを利用した液体温度計、白金やサーミスタを利
用した電気抵抗温度計、２種の金属を結合した熱
電対温度計、水晶の共振周波数を利用した水晶温
度計等各種のものが知られ、各種用途に応じて用
いられている。
＜考案の目的＞
本考案は上記従来技術の測定方式とは全く異つ
た方式により絶対温度を測定することのできる温
度センサーを提供することを目的とする。
た方式により絶対温度を測定することのできる温
度センサーを提供することを目的とする。
＜考案の構成＞
この目的を達成する本考案の構成は、固定板
と、この固定板と僅かな間隙を保つて対向配置さ
れた可動板と、前記可動板の重心を通る直線上の
２点で前記可動板を支持する支持部とからなり、
前記可動板および支持部を異方性エツチングので
きる材料基板で構成し、前記可動板と支持部の形
成をホトリソグラフイとエツチングの技術を利用
して加工し、熱平衡状態にある雰囲気内のブラウ
ン運動を前記可動板の角度揺ぎとして検出し、前
記雰囲気内の温度に対応した信号を出力する手段
を具備したことを構成上の特徴とするものであ
る。
と、この固定板と僅かな間隙を保つて対向配置さ
れた可動板と、前記可動板の重心を通る直線上の
２点で前記可動板を支持する支持部とからなり、
前記可動板および支持部を異方性エツチングので
きる材料基板で構成し、前記可動板と支持部の形
成をホトリソグラフイとエツチングの技術を利用
して加工し、熱平衡状態にある雰囲気内のブラウ
ン運動を前記可動板の角度揺ぎとして検出し、前
記雰囲気内の温度に対応した信号を出力する手段
を具備したことを構成上の特徴とするものであ
る。
＜実施例＞
物質の弾性変形を利用して、力、変位、トルク
等を角度変化に変えて測定する場合、感度を非に
高くして測定すると零点が不規則に変動している
現象が見られる。
等を角度変化に変えて測定する場合、感度を非に
高くして測定すると零点が不規則に変動している
現象が見られる。
この現象はブラウン運動によつて気体の分子が
弾性物質に絶えず衝突していることを示してお
り、この衝突による物質の揺らぎの２乗平均は気
体の絶対温度に比例する。第１図ａ，ｂ，ｃは、
上述のブラウン運動を可動板の揺ぎとして検出す
る検出構造の一実施例を示すもので、ａは組立構
成図、ｂは一部を断面で示す要部斜視図、ｃはｂ
のＡ−Ａ断面図である。これらの図において、４
は固定板、５は固定板の周辺に設けられたスペー
サで、例えば固定板４上にメツキ層を10μm程度
の厚さに設けて形成される。６は可動板で、スペ
ーサ５上に固定板４と対向しても設けられてお
り、この可動板６はフレーム６１およびこのフレ
ーム６１に支持部６３を介して支持された可動部
６２からなつている。
弾性物質に絶えず衝突していることを示してお
り、この衝突による物質の揺らぎの２乗平均は気
体の絶対温度に比例する。第１図ａ，ｂ，ｃは、
上述のブラウン運動を可動板の揺ぎとして検出す
る検出構造の一実施例を示すもので、ａは組立構
成図、ｂは一部を断面で示す要部斜視図、ｃはｂ
のＡ−Ａ断面図である。これらの図において、４
は固定板、５は固定板の周辺に設けられたスペー
サで、例えば固定板４上にメツキ層を10μm程度
の厚さに設けて形成される。６は可動板で、スペ
ーサ５上に固定板４と対向しても設けられてお
り、この可動板６はフレーム６１およびこのフレ
ーム６１に支持部６３を介して支持された可動部
６２からなつている。
これら固定板４、可動板６は異方性エツチング
のできるSi基板、ガラス、またはSiO2の単結晶
であるα水晶板で構成されている。ここで、可動
部６２を支持する支持部６３は、ばねとしても機
能するものであり、この可動部が矢印ω方向に回
動できるように可動板６２の重心Ｐ（第１図ａ参
照）を通る直線l1上の２点でこの可動板６２を支
持している。７１，７１ａは固定板４に設けた電
極板、７２，７２ａ（第１図ｃ参照）は電極板７
１，７１ａにそれぞれに対向して可動部６２に設
けた電極板で、これらは可動板６２の揺ぎ検出手
段を構成している。
のできるSi基板、ガラス、またはSiO2の単結晶
であるα水晶板で構成されている。ここで、可動
部６２を支持する支持部６３は、ばねとしても機
能するものであり、この可動部が矢印ω方向に回
動できるように可動板６２の重心Ｐ（第１図ａ参
照）を通る直線l1上の２点でこの可動板６２を支
持している。７１，７１ａは固定板４に設けた電
極板、７２，７２ａ（第１図ｃ参照）は電極板７
１，７１ａにそれぞれに対向して可動部６２に設
けた電極板で、これらは可動板６２の揺ぎ検出手
段を構成している。
上記構成の温度センサーを熱平衡状態にある雰
囲気内に設置すると、その雰囲気中の気体のブラ
ウン運動により、温度センサーの可動部６２に支
持部６３を軸として角度揺ぎが生ずる。そして、
この揺ぎの角度θの２乗平均値は次式で表わされ
る。
囲気内に設置すると、その雰囲気中の気体のブラ
ウン運動により、温度センサーの可動部６２に支
持部６３を軸として角度揺ぎが生ずる。そして、
この揺ぎの角度θの２乗平均値は次式で表わされ
る。
θ2＝kT／τ
ここに
ｋ＝ボルツマン乗数
（約1.38×10-23Ｊ／Ｋ）
Ｔ＝絶対温度
τ＝支持部のねじりばね乗数
である。
上式により角度揺ぎθを求めれば気体の絶対温
度を測定することができる。本例においては、こ
の角度揺ぎは固定板４および可動部６２に対向し
て設けた電極板７１，７１ａ，７２，７２ａの容
量変化として差動的に検出される。
度を測定することができる。本例においては、こ
の角度揺ぎは固定板４および可動部６２に対向し
て設けた電極板７１，７１ａ，７２，７２ａの容
量変化として差動的に検出される。
このように構成された温度センサーは、可動板
６２がその重心を通る直線上の２点で支持され、
可動板のブラウン運動に基づく可動板のゆらぎ
（傾斜角）を検出するから、重力および外部振動
による加速度（並進運動成分）は、可動板６２を
回動させる力（トルク）とならず可動板の揺ぎを
振動雑音や姿勢変化（重力）の影響を受けずに測
定することができる。
６２がその重心を通る直線上の２点で支持され、
可動板のブラウン運動に基づく可動板のゆらぎ
（傾斜角）を検出するから、重力および外部振動
による加速度（並進運動成分）は、可動板６２を
回動させる力（トルク）とならず可動板の揺ぎを
振動雑音や姿勢変化（重力）の影響を受けずに測
定することができる。
いま、支持部６３のねじりばね乗数を
τ＝６×10-5Nm／radとすると、
絶対温度20℃における揺ぎ角度θは
θ＝８×10-9radとなる。
この揺ぎ角度θを容量変化として検出する。
第２図は他の実施例を示す平面図で、この例で
は、支持部６３を結ぶ回転軸l1Aに対して左右の
面の形状をいずれも六角形状とするとともに可動
部６２，６２ａの各先端部（回転軸l1から最も遠
い部分）にオーバレンジストツパとしての役目を
する突起部６５を形成したものである。
は、支持部６３を結ぶ回転軸l1Aに対して左右の
面の形状をいずれも六角形状とするとともに可動
部６２，６２ａの各先端部（回転軸l1から最も遠
い部分）にオーバレンジストツパとしての役目を
する突起部６５を形成したものである。
なお、本実施例においては角度の検出手段とし
て静電容量変化を検出したが、可動部６２に光を
照射する光学手段と可動部６２からの反射光を受
光する受光手段を設けて検出部を構成したり、支
持部６３に生ずる歪または応力をストレンゲージ
または圧電素子で検出してもよい。
て静電容量変化を検出したが、可動部６２に光を
照射する光学手段と可動部６２からの反射光を受
光する受光手段を設けて検出部を構成したり、支
持部６３に生ずる歪または応力をストレンゲージ
または圧電素子で検出してもよい。
＜考案の効果＞
以上、実施例とともに具体的に説明したように
本考案によれば、構成が簡単で、振動雑音や姿勢
変化の影響をほとんど受けることなく絶対温度を
測定することのできる温度センサーを実現するこ
とができる。
本考案によれば、構成が簡単で、振動雑音や姿勢
変化の影響をほとんど受けることなく絶対温度を
測定することのできる温度センサーを実現するこ
とができる。
第１図ａ〜ｂは本考案の一実施例を示すもの
で、ａは組立構成図、ｂは一部を断面で示す要部
斜視図、ｃはｂのＡ−Ａ断面図、第２図は可動板
の他の実施例を示す平面図である。 ４……固定板、５……スペーサー、６……可動
板、６３……支持部。
で、ａは組立構成図、ｂは一部を断面で示す要部
斜視図、ｃはｂのＡ−Ａ断面図、第２図は可動板
の他の実施例を示す平面図である。 ４……固定板、５……スペーサー、６……可動
板、６３……支持部。
Claims (1)
- 固定板と、この固定板と僅かな間隙を保つて対
向配置された可動板と、前記可動板の重心を通る
直線上の２点で前記可動板を支持する支持部とか
らなり、前記可動板および支持部を異方性エツチ
ングのできる材料基板で構成し、前記可動部と支
持部の形成をホトリソグラフイとエツチングの技
術を利用して加工し、熱平衡状態にある雰囲気内
の気体のブラウン運動を前記可動板の角度揺ぎと
して検出し、前記雰囲気内の温度に対応した信号
を出力する手段を具備したことを特徴とする温度
センサー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12484984U JPS6140637U (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 温度センサ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12484984U JPS6140637U (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 温度センサ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6140637U JPS6140637U (ja) | 1986-03-14 |
| JPH032836Y2 true JPH032836Y2 (ja) | 1991-01-25 |
Family
ID=30683554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12484984U Granted JPS6140637U (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 温度センサ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6140637U (ja) |
-
1984
- 1984-08-16 JP JP12484984U patent/JPS6140637U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6140637U (ja) | 1986-03-14 |
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