JPH04283632A - 温度センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば製品の温度やエ
ンジンの燃焼室内の燃焼温度等を検出するのに用いて好
適な温度センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、工業等の分野では、製品の品質
管理、特性試験等を行なうために、温度センサによって
これらの温度を検出している。そして、この温度センサ
としては熱電対、測温抵抗体等が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術による温度センサでは、測定対象物に接触して測
温するようになっているから、対象物が小さい場合は、
温度センサ自体の熱容量によって対象物の温度が変化し
、検出精度が大幅に低下するばかりか、対象物が移動す
る場合は測温が難しいという問題がある。また、応答性
が低いから対象物の温度が高速変化する場合には、この
温度変化に追従できない上に、高温等の使用環境によっ
て劣化し易いという問題がある。

【０００４】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、正確に温度を検出することができ、応答
性を向上できるようにした温度センサを提供することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成は、先端側に窓部が形成さ
れた筒状のケーシングと、該ケーシング内に設けられた
伝達ロッドと、該伝達ロッドの外面側に設けられ、一端
側が前記ケーシングの窓部に臨んで外部の温度を検出す
る外部温度検出部となり、他端側が伝達ロッドの基端側
に位置して該伝達ロッドを介して前記外部温度検出部の
温度を検出する内部温度検出部となった感温抵抗線から
なる検出帯と、該検出帯に接続され、該検出帯からの検
出信号を導出する端子とからなる。

【０００６】

【作用】上記構成により、内部温度検出部は伝達ロッド
を介して外部温度検出部の温度を検出できるから、外部
温度検出部が検出した外部の測定対象物の温度と、該内
部温度検出部からの検出信号とを比較することにより、
周囲温度の影響を除去して測定対象物の温度を測定でき
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図８に基
づいて説明する。

【０００８】図において、１はステンレス鋼板等から段
付筒状に形成されたケーシングを示し、該ケーシング１
の先端側には窓部１Ａが形成され、基端側は後述のキャ
ップ１２をカシメ固定するカシメ部１Ｂとなっている。

【０００９】２は先端側がケーシング１の窓部１Ａに当
接するようにしてケーシング１内に設けられ、石英ガラ
ス等の透光性材料から略方形状に形成された伝達ロッド
を示し、該伝達ロッド２には、図２，図３に示す如く、
表面２Ａの下部に形成された一側嵌合溝３と、該一側嵌
合溝３の上部に位置して表面２Ａに形成された他側嵌合
溝４と、一側嵌合溝３と他側嵌合溝４との中間部に位置
して裏面２Ｂに形成された中間部嵌合溝５とが設けられ
ている。また、該伝達ロッド２の先端面には、ケーシン
グ１の先端側に当接するテーパ面部２Ｃが形成されてい
る。

【００１０】６は伝達ロッド２の表面２Ａから裏面２Ｂ
に亘って巻回して設けられ、炭化珪素繊維等の感温抵抗
線６Ａ，６Ａ，…からコ字状に形成された検出帯を示し
、該検出帯６は、図３に示す如く、その一端側が伝達ロ
ッド２の先端側に位置してケーシング１の窓部１Ａに臨
む外部温度検出部７となり、他端側が伝達ロッド２の基
端側に位置する内部温度検出部８となっている。そして
、該検出帯６は、外部の測定対象物（図示せず）からケ
ーシング１の窓部１Ａを介して入射した赤外線を外部温
度検出部７で吸収して温度に変換し、この測定対象物の
温度に応じた検出信号を出力すると共に、内部温度検出
部８は伝達ロッド２を介して伝達された外部温度検出部
７の温度を検出し、これを温度補償用信号として出力す
る。なお、前記炭化珪素繊維は、黒色で１０μｍ程度の
小径な繊維であり、熱（赤外線）によって抵抗値が減少
するサーミスタ特性を有するものである。

【００１１】９は外部温度検出部７に接続された一側端
子を示し、該一側端子９の下端側は伝達ロッド２の一側
嵌合溝３内に嵌合された嵌合部９Ａとなり、上端側はケ
ーシング１の基端側に向けて突出し、後述の接続板１３
に接続された略筒状の接続部９Ｂとなっている。そして
、該一側端子９は図４に示す如く、接続板１３を介して
アースされている。

【００１２】１０は内部温度検出部８に接続された他側
端子を示し、該他側端子１０は前記一側端子９とほぼ同
様に、他側嵌合溝４に嵌合された嵌合部１０Ａと、接続
板１３に接続された接続部１０Ｂとから構成され、該接
続板１３を介してセンサ電源（図示せず）に接続されて
いる。

【００１３】１１は外部温度検出部７と内部温度検出部
８との間に位置して検出帯６の中間部に接続された中間
部端子を示し、該中間部端子１１も前記各端子９，１０
とほぼ同様に、中間部嵌合溝５に嵌合された嵌合部１１
Ａ、接続部１１Ｂとから構成され、後述の差動増幅器１
５に接続されている。

【００１４】１２はケーシング１の基端側を施蓋するよ
うにして設けられ、絶縁性の樹脂材料等から段付筒状に
形成されたキャップを示し、該キャップ１２には、各端
子９，１０，１１に対応する３個の端子挿通穴１２Ａ，
１２Ａ，…（２個のみ図示）が穿設されている。そして
、該キャップ１２は伝達ロッド２等をケーシング１内に
固定して保持するものである。

【００１５】１３，１３，…は各端子９，１０，１１の
各接続部９Ｂ，１０Ｃ，１１Ｃにそれぞれ接続された３
個の接続板（２個のみ図示）を示し、該各接続板１３を
介して検出帯６からの検出信号が外部に導出される。

【００１６】次に、図４において、１４，１４は各検出
部７，８とほぼ等しい抵抗値を有する２個の基準抵抗を
示し、該各基準抵抗１４と外部温度検出部７、内部温度
検出部８とによってブリッジ回路が形成されている。

【００１７】１５は差動増幅器を示し、該差動増幅器１
５は外部温度検出部７と内部温度検出部８との差分を検
出し、両者の差分電圧を温度検出信号としてセンサ回路
（図示せず）に出力するものである。

【００１８】次に、本実施例による温度センサの製造方
法について図５ないし図８に基づき説明する。

【００１９】まず、図５に示すロッド形成工程では、角
柱状の石英ガラスに、一側嵌合溝３、他側嵌合溝４、中
間部嵌合溝５、テーパ面部２Ｃをそれぞれ形成し、伝達
ロッド２を形成する。そして、図６に示す端子取付け工
程では、ロッド形成工程で形成した伝達ロッド２の各嵌
合溝３，４，５内に、各端子９，１０，１１の各嵌合部
９Ａ，１０Ａ，１１Ａを嵌合させて各端子９，１０，１
１を取付ける。

【００２０】次に、図７に示す感温抵抗線巻回工程では
、端子取付け工程で各端子９，１０，１１が取付けられ
た伝達ロッド２に、該伝達ロッド２の表面２Ａから裏面
２Ｂにかけて炭化珪素繊維等の感温抵抗線６Ａを帯状に
巻回し、伝達ロッド２との間で各嵌合部９Ａ，１０Ａ，
１１Ａを挟持する感温抵抗帯１６を形成する。

【００２１】そして、図８に示す切除工程では、感温抵
抗線巻回工程で形成された感温抵抗帯１６の中間部１６
Ａを切断して取除き、コ字形状の検出帯６を形成する。 その後、この検出帯６が形成された伝達ロッド２等をケ
ーシング１内に嵌装し、キャップ１２によって伝達ロッ
ド２等を固定して温度センサを製造する。

【００２２】本実施例による温度センサは上述の如き構
成を有するもので、ケーシング１を外部の測定対象物に
向けて設置すると、この測定対象物から該測定対象物自
体の温度に応じて放射された赤外線が、ケーシング１の
窓部１Ａから外部温度検出部７に入射して吸収される。 そして、外部温度検出部７はこの赤外線の吸収によって
温度が上昇し、その抵抗値が低下することにより、測定
対象物の検出温度に応じた検出信号を出力する。

【００２３】一方、外部温度検出部７は測定対象物から
の赤外線によって発熱（温度上昇）し、自身の温度に応
じた赤外線を放射する。そして、この外部温度検出部７
から放射された赤外線は伝達ロッド２を介して内部温度
検出部８に入射し、内部温度検出部８はこの赤外線を吸
収して温度上昇することにより、その抵抗値が低下し、
これを外部温度検出部７の温度に応じた温度補償用信号
として出力する。

【００２４】そして、差動増幅器１５は、外部温度検出
部７の検出信号と内部温度検出部８の温度補償用信号と
を比較して両者の差分を求めることにより、外部温度検
出部７からの検出信号を内部温度検出部８の温度補償用
信号で温度補償し、これを温度検出信号としてセンサ回
路に出力する。

【００２５】かくして、本実施例によれば、外部温度検
出部７は測定対象物の温度を検出でき、内部温度検出部
８は該外部温度検出部７自体の温度を伝達ロッド２を介
して検出でき、差動増幅器１５は各検出部７，８からの
信号を比較することにより、温度補償された温度検出信
号を得ることができる。

【００２６】この結果、周囲温度が変化した場合でも、
内部温度検出部８からの温度補償用信号で簡単に補正す
ることができ、高い応答性をもって測定対象物の温度を
非接触で検出することができるから、測定対象物の温度
が高速変化する場合でも正確にこの温度変化を検出でき
る。

【００２７】また、外部温度検出部７と内部温度検出部
８とは、感温抵抗線６Ａを巻回してなる感温抵抗帯１６
の中間部１６Ａを切除することによって形成しているか
ら、各検出部７，８の物性等を効果的にほぼ等しくする
ことができ、両者の劣化状態を均一化して長期に亘って
高い検出精度を維持することができる。さらに、中間部
端子１１は各検出部７，８の共通端子となっているから
、３個の端子９，１０，１１だけでよく、部品間の接続
点を少なくしてノイズの発生を低下させることができ、
コストの低減を図ることができる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、先
端側に窓部が形成された筒状のケーシングと、該ケーシ
ング内に設けられた伝達ロッドと、該伝達ロッドの外面
側に設けられ、一端側が前記ケーシングの窓部に臨んで
外部の温度を検出する外部温度検出部となり、他端側が
伝達ロッドの基端側に位置して該伝達ロッドを介して前
記外部温度検出部の温度を検出する内部温度検出部とな
った感温抵抗線からなる検出帯と、該検出帯に接続され
、該検出帯からの検出信号を導出する端子とから構成し
たから、外部温度検出部が検出した外部の測定対象物の
温度を、内部温度検出部が伝達ロッドを介して検出した
外部温度検出部の温度によって効果的に温度補償するこ
とができ、周囲温度の影響を除去して正確に温度を測定
することができる。

【００２９】また、検出帯は、その一端側が外部温度検
出部となり、他端側が内部温度検出部となっているから
、各検出部の物性等をほぼ等しくして両者の劣化状態を
均一化することができ、長期に亘って高い検出精度を維
持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による温度センサの縦断面図で
ある。

【図２】図１中の伝達ロッド、端子、検出帯を拡大して
示す外観斜視図である。

【図３】図１中の矢示ＩＩＩ　−　ＩＩＩ方向断面図で
ある。

【図４】温度センサの電気回路図である。

【図５】伝達ロッドが形成された状態を示す外観斜視図
である。

【図６】図５中の伝達ロッドに端子を取付けた状態を示
す外観斜視図である。

【図７】図６中の伝達ロッドに感温抵抗線を巻回した状
態を示す外観斜視図である。

【図８】図７中の感温抵抗線の一部を切除した状態を示
す外観斜視図である。

【符号の説明】

１　　　　ケーシング １Ａ　　窓部 ２　　　　伝達ロッド ６　　　　検出帯 ６Ａ　　感温抵抗線 ７　　　　外部温度検出部 ８　　　　内部温度検出部 ９，１０，１１　　端子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　先端側に窓部が形成された筒状のケー
   シングと、該ケーシング内に設けられた伝達ロッドと、
   該伝達ロッドの外面側に設けられ、一端側が前記ケーシ
   ングの窓部に臨んで外部の温度を検出する外部温度検出
   部となり、他端側が伝達ロッドの基端側に位置して該伝
   達ロッドを介して前記外部温度検出部の温度を検出する
   内部温度検出部となった感温抵抗線からなる検出帯と、
   該検出帯に接続され、該検出帯からの検出信号を導出す
   る端子とから構成してなる温度センサ。