JPH06241917A - 抵抗温度センサ - Google Patents

抵抗温度センサ

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JPH06241917A
JPH06241917A JP5029294A JP2929493A JPH06241917A JP H06241917 A JPH06241917 A JP H06241917A JP 5029294 A JP5029294 A JP 5029294A JP 2929493 A JP2929493 A JP 2929493A JP H06241917 A JPH06241917 A JP H06241917A
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和人 宮川
Koji Tani
広次 谷
Toru Kasatsugu
徹 笠次
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    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/18Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
    • G01K7/183Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer characterised by the use of the resistive element

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 抵抗回路からの発熱が支持部に流れ込むこと
によって温度分布の均一性が阻害されるのを防止し、抵
抗温度センサの高出力化を図る。 【構成】 抵抗回路16において、抵抗値の互いに異な
る第1、第2および第3の領域21、22および23を
設け、支持部13に近接する第3の領域23において抵
抗値を最も高くし、そこからの発熱量を多くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、抵抗温度センサに関
するもので、特に、抵抗体の抵抗値が温度によって変化
する性質を利用した抵抗温度センサに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図6には、この発明にとって興味ある従
来の抵抗温度センサ1が示されている。抵抗温度センサ
1は、たとえばアルミナからなる絶縁基板2を備える。
絶縁基板2の一方端側には当該抵抗温度センサ1を支持
するための部材との接触部となる支持部3が与えられ、
絶縁基板2の他方端側が回路部4とされる。絶縁基板2
の回路部4上には、ジグザグ状に延びる抵抗回路5が形
成される。抵抗回路5は、たとえば白金からなる金属薄
膜によって構成され、次のようにしてジグザグ状の形態
が与えられる。
【0003】絶縁基板2の回路部4の全面にわたって、
スパッタリング法、めっき法または有機金属レジネート
を用いた焼付法により金属薄膜が形成され、この金属薄
膜に対して、レーザ法、ドライエッチング法またはウェ
ットエッチング法を適用して、溝6が形成される。これ
ら溝6は、金属薄膜を分割して、ジグザグ状に延びる抵
抗回路5を与える。また、同様の方法により形成された
溝7により、抵抗回路5の各端部に連なる端子電極8お
よび9の互いの間の境界線を与える。また、絶縁基板2
の周縁に沿って、同様の方法により、溝10が形成され
る。これら溝10は、金属薄膜がその端部からはがれて
も、溝10の箇所ではがれが阻止され、それ以上内部へ
はがれが進まないようにする役割を果たす。なお、端子
電極8および9を構成する金属薄膜は、回路部4を構成
する金属薄膜と同時に形成される。
【0004】端子電極8および9には、それぞれ、図示
しないリード線が接続される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような抵抗温度セ
ンサ1において、高出力化を図るためには、抵抗回路5
による発熱でもたらされる温度が均一である領域をでき
るだけ広くするのが良い。従来、この目的を達成するた
め、回路部4に形成される金属薄膜の膜厚を一定にする
とともに、抵抗回路5における回路幅を一定にすること
が行なわれていた。すなわち、抵抗回路5の全体にわた
って、各部分における抵抗値を一定とし、抵抗回路5全
体で均一に発熱させるようにしていた。
【0006】しかしながら、上述のような構造を有する
抵抗温度センサ1の抵抗回路5に通電して、その温度分
布を測定してみると、図6の下部に示すような結果が得
られた。図6からわかるように、回路部4の、支持部3
すなわち非発熱部に近い側では、熱伝導等に基づく熱逃
散が相対的に大きく生じ、その結果、発熱損失が大きく
なる傾向にあり、温度分布の均一性が阻害される。その
ため、この抵抗温度センサ1の温度変化に対する出力特
性が低下する。
【0007】それゆえに、この発明の目的は、高出力化
を図るべく、温度分布の均一な領域をより広くすること
ができる抵抗温度センサを提供しようとすることであ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、絶縁基板
と、この絶縁基板上に形成されるジグザグ状に延びる抵
抗回路とを備える、抵抗温度センサに向けられるもので
あって、上述した技術的課題を解決するため、抵抗回路
が、抵抗値の互いに異なる複数の領域を有し、熱逃散の
相対的に大きい領域において相対的に高い抵抗値を与え
るようにされたことを特徴としている。
【0009】この発明において、絶縁基板の一方端側に
支持部が与えられる場合、抵抗回路は、支持部を除く領
域に形成される。そして、好ましくは、この抵抗回路
の、支持部に近接する領域および絶縁基板の他方端側に
位置する領域の各抵抗値が、相対的に高くされる。
【0010】他方、絶縁基板の両端部にそれぞれ支持部
が与えられ、抵抗回路が支持部を除く領域に形成される
場合、好ましくは、抵抗回路の、各支持部に近接する領
域の各抵抗値が、相対的に高くされる。
【0011】
【作用】この発明において、抵抗回路の相対的に高い抵
抗値を与える部分では、発熱量が相対的に多くなる。そ
のため、熱逃散の相対的に大きい領域での発熱量が多く
されることになるので、抵抗回路全体での温度分布の均
一性を助長することができる。
【0012】
【発明の効果】したがって、この発明によれば、温度が
均一である領域が拡大され、その結果、抵抗温度センサ
の高出力化を図ることができる。
【0013】
【実施例】図1には、この発明の第1の実施例による抵
抗温度センサ11が示されている。抵抗温度センサ11
は、たとえばアルミナからなる絶縁基板12を備える。
絶縁基板12の一方端側に支持部13が与えられ、絶縁
基板12上であって、支持部13を除く領域に、たとえ
ば白金からなる金属薄膜によって与えられる回路部14
が構成される。
【0014】この金属薄膜は、前述した従来技術の場合
と同様の方法により形成される。また、金属薄膜には、
溝15が、従来の場合と同様の方法により形成され、そ
れによって、ジグザグ状に延びる抵抗回路16が形成さ
れる。また、溝17の形成により、抵抗回路16の各端
部に連なる端子電極18および19が互いに区画され、
また、溝20の形成により、金属薄膜のはがれが抵抗回
路16の部分で生じることが阻止される。
【0015】抵抗回路16は、その回路幅の互いに異な
る第1、第2および第3の領域21、22および23を
有する。これらのうち、第2の領域22の回路幅が最も
広く、第3の領域23の回路幅が最も狭く、第1の領域
21の回路幅は、これらの中間の広さを有している。し
たがって、これらの領域21〜23が与える各抵抗値す
なわち各発熱量は、(第3の領域23)>(第1の領域
21)>(第2の領域22)の関係を有している。
【0016】このような抵抗値すなわち発熱量の関係を
選ぶことにより、抵抗回路16から支持部13に向かっ
て逃散する熱量は、第3の領域23における最も多い発
熱量によって補償される。また、第2の領域22は、第
1の領域21および第3の領域23の双方からの熱が流
入するヒートシンク場として位置付けされるため、それ
自身では最も小さい発熱量を有するようにされる。ま
た、第1の領域21では、前述のように支持部13へ流
れる熱を補償しかつ第2の領域22へ流入する熱を生成
すべき第3の領域23との関係から、第3の領域23よ
り少ない発熱量を与えるようにされる。
【0017】このようにして、回路部14における温度
分布が、図1の下部に実線で示すように均一化される。
なお、破線で示した温度分布は、図6に示した従来の抵
抗温度センサ1が与える温度分布を示している。
【0018】図2は、この発明の第2の実施例による抵
抗温度センサ24を示している。図2において、上述し
た図1に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を
付し、以下には、異なる構成についてのみ説明する。
【0019】図2を参照して、抵抗回路16の第1、第
2および第3の領域21、22および23の各々におい
て、ジグザグ状に延びる方向が、絶縁基板12の幅方向
とされている。しかしながら、これらの領域21〜23
における回路幅、抵抗値および発熱量のそれぞれの関係
は、図1に示した実施例と同様にされている。したがっ
て、図2に示した抵抗温度センサ24も、図1に示した
抵抗温度センサ11と実質的に同様の効果を発揮する。
【0020】図3は、この発明の第3の実施例による抵
抗温度センサ25を示している。この抵抗温度センサ2
5は、絶縁基板26の両端部に支持部27および28を
それぞれ与えている。また、絶縁基板26の全面に金属
薄膜が形成され、回路部29が、この絶縁基板26の全
面にわたって形成されている。回路部29の中央部に
は、溝30の形成によってジグザグ状に延びるように設
けられた抵抗回路31が配置され、抵抗回路31の各端
部に連なるように、端子電極32および33が配置され
る。この実施例では、端子電極32および33が形成さ
れた部分が支持部27および28をほぼ構成するように
されている。これに代えて、端子電極32および33の
さらに外側に金属薄膜が形成されない領域を設け、これ
らの領域を支持部としてもよい。また、図1に示した溝
20と同様の機能を果たす溝34が、絶縁基板26の周
縁に沿って形成される。
【0021】抵抗回路31は、その回路幅が互いに異な
る第1の領域35、第2の領域36および37、ならび
に第3の領域38および39を有する。これら第1の領
域35、第2の領域36および37、ならびに第3の領
域38および39は、前述した第1の領域21、第2の
領域22、および第3の領域23とそれぞれ同様の機能
を果たすもので、したがって、回路幅、抵抗値および発
熱量についても、同様の関係に選ばれている。
【0022】図4は、この発明の第4の実施例による抵
抗温度センサ40を示している。図4において、上述し
た図3に示す要素に相当する要素には、同様の参照符号
を付し、以下には、異なる構成についてのみ説明する。
【0023】図4を参照して、抵抗回路31の第1の領
域35、第2の領域36および37、ならびに第3の領
域38および39のそれぞれにおけるジグザグ状に延び
る方向が、絶縁基板26の幅方向とされている。その他
の点については、図3に示した実施例と実質的に同様で
ある。
【0024】図5は、この発明の第5の実施例による抵
抗温度センサ41を示している。この実施例は、前述し
た図2の実施例に最も類似している。したがって、図5
において、図2に示した要素に相当する要素には、同様
の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【0025】図5に示した抵抗温度センサ41では、絶
縁基板12の長手方向だけでなく、幅方向での温度分布
に対しても考慮が払われている。すなわち、第1、第2
および第3の領域21、22および23の各々におい
て、絶縁基板12の幅方向の端部に近づくほど、回路幅
が狭くされ、したがって、高い抵抗値を与えるようにさ
れる。このようにすることにより、絶縁基板12の幅方
向の端部から幅方向中央部に向かって熱を流入させるこ
とができ、幅方向に関しても、温度分布を均一にするこ
とができる。
【0026】なお、各実施例において、端子電極18,
19および32,33の上には、Auなどの導電膜また
は半田膜を形成し、ワイヤリードまたはフレームリード
を溶接または半田付けして固定し、さらに、ガラスまた
は樹脂などで固定部を覆うようにしてもよい。
【0027】以上、この発明を種々の実施例に関連して
説明したが、この発明の範囲内において、その他いくつ
かの変形例が可能である。
【0028】たとえば、図示した各実施例では、抵抗回
路における抵抗値が互いに異なる領域として、第1ない
し第3の領域といった3つの領域を設けたが、単に2つ
の領域であってもよい。単に2つの領域しか設けられな
い場合であっても、少なくとも図6に示した従来の抵抗
温度センサ1と比較すれば、温度分布のより均一化を達
成することができる。もちろん、2つの領域、3つの領
域以外の複数の領域を設けてもよい。
【0029】また、図示した各実施例では、抵抗回路の
各領域における抵抗値の変更の態様が、段階的であった
が、各領域間において抵抗値が連続的にすなわち無段階
的に変更されるようにしてもよい。
【0030】また、各領域間に与えられる抵抗値すなわ
ち発熱量の差、あるいは各領域が占める面積割合は、温
度分布の均一性を考慮して、任意に変更することができ
る。すなわち、これら各領域間における抵抗値の差、あ
るいは各領域の占める面積割合は、たとえば、絶縁基板
を構成する材料の熱伝導率、絶縁基板の寸法および形
状、絶縁基板上での抵抗回路の占める割合、支持部に接
触する他の部材の熱容量、熱伝導率等の熱的性質などの
ファクタを考慮して、選ばれるべきである。
【0031】なお、第2の領域では、回路幅が比較的広
いので、そこに設けられる溝の数または溝の長さを容易
に調整することができ、それによって、抵抗値のトリミ
ングを容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例による抵抗温度センサ
11を示す正面図であり、併せて抵抗温度センサ11が
与える温度分布を示している。
【図2】この発明の第2の実施例による抵抗温度センサ
24を示す正面図である。
【図3】この発明の第3の実施例による抵抗温度センサ
25を示す正面図である。
【図4】この発明の第4の実施例による抵抗温度センサ
40を示す正面図である。
【図5】この発明の第5の実施例による抵抗温度センサ
41を示す正面図である。
【図6】従来の抵抗温度センサ1を示す正面図であり、
併せて抵抗温度センサ1が与える温度分布を示してい
る。
【符号の説明】
11,24,25,40,41 抵抗温度センサ 12,26 絶縁基板 13,27,28 支持部 14,29 回路部 15,17,20,30,34 溝 16,31 抵抗回路 18,19,32,33 端子電極 21,22,23,35,36,37,38,39 領
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠次 徹 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁基板と、前記絶縁基板上に形成され
    るジグザグ状に延びる抵抗回路とを備える、抵抗温度セ
    ンサにおいて、 前記抵抗回路は、抵抗値の互いに異なる複数の領域を有
    し、熱逃散の相対的に大きい領域において相対的に高い
    抵抗値を与えるようにされたことを特徴とする、抵抗温
    度センサ。
  2. 【請求項2】 前記絶縁基板の一方端側に支持部が与え
    られ、前記抵抗回路は、前記支持部を除く領域に形成さ
    れ、前記抵抗回路の、前記支持部に近接する領域および
    前記絶縁基板の他方端側に位置する領域の各抵抗値が、
    相対的に高くされた、請求項1に記載の抵抗温度セン
    サ。
  3. 【請求項3】 前記絶縁基板の両端部にそれぞれ支持部
    が与えられ、前記抵抗回路は、前記支持部を除く領域に
    形成され、前記抵抗回路の、各前記支持部に近接する領
    域の各抵抗値が、相対的に高くされた、請求項1に記載
    の抵抗温度センサ。
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