JPH06242049A - 奪熱雰囲気検出装置および奪熱雰囲気検出装置用の雰囲気センサ - Google Patents
奪熱雰囲気検出装置および奪熱雰囲気検出装置用の雰囲気センサInfo
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- JPH06242049A JPH06242049A JP3045993A JP3045993A JPH06242049A JP H06242049 A JPH06242049 A JP H06242049A JP 3045993 A JP3045993 A JP 3045993A JP 3045993 A JP3045993 A JP 3045993A JP H06242049 A JPH06242049 A JP H06242049A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、応答性に優れ、また経時変
化が小さく常時安定して高精度に奪熱量を検出できる奪
熱雰囲気検出装置を提供することである。 【構成】 温度により透磁率が大きく変化し、それぞれ
異なる透磁率を有する二種類の金属磁性酸化物膜と、前
記二つの金属磁性酸化物膜に共通に施された一次コイル
と、前記二つの金属磁性酸化物膜に互いに独立してそれ
ぞれ施された二つの二次コイルと、前記二つの金属磁性
酸化物膜の初透磁率を合わせるために一方の金属磁性酸
化物膜を加熱するためのヒータとを有するセンサ部とで
構成されている。本発明の奪熱雰囲気検出装置は、前記
一次コイルに交流励磁電圧を供給し、前記二つのコイル
を差動接続することによって該二つのコイルの出力電圧
の差電圧を検出するというものである。
化が小さく常時安定して高精度に奪熱量を検出できる奪
熱雰囲気検出装置を提供することである。 【構成】 温度により透磁率が大きく変化し、それぞれ
異なる透磁率を有する二種類の金属磁性酸化物膜と、前
記二つの金属磁性酸化物膜に共通に施された一次コイル
と、前記二つの金属磁性酸化物膜に互いに独立してそれ
ぞれ施された二つの二次コイルと、前記二つの金属磁性
酸化物膜の初透磁率を合わせるために一方の金属磁性酸
化物膜を加熱するためのヒータとを有するセンサ部とで
構成されている。本発明の奪熱雰囲気検出装置は、前記
一次コイルに交流励磁電圧を供給し、前記二つのコイル
を差動接続することによって該二つのコイルの出力電圧
の差電圧を検出するというものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、２つのセンサ部を備
え、例えば流体の流量または水蒸気の量（奪熱量）に応
じてインダクタンスが変化することを利用して流量、湿
度を検出する湿度センサおよびフローセンサのような奪
熱雰囲気検出装置および奪熱雰囲気検出装置用の雰囲気
センサに関するものである。
え、例えば流体の流量または水蒸気の量（奪熱量）に応
じてインダクタンスが変化することを利用して流量、湿
度を検出する湿度センサおよびフローセンサのような奪
熱雰囲気検出装置および奪熱雰囲気検出装置用の雰囲気
センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来の奪熱雰囲気検出装置の構
造、および該奪熱雰囲気検出装置に用いる感熱抵抗素子
の構造を示す図であり、図５は図４の奪熱雰囲気検出装
置に用いられるブリッジ回路を示した図である。
造、および該奪熱雰囲気検出装置に用いる感熱抵抗素子
の構造を示す図であり、図５は図４の奪熱雰囲気検出装
置に用いられるブリッジ回路を示した図である。
【０００３】図４（Ａ）に示すように、同一特性の２個
の感熱抵抗素子２１、２２は、リード端子としてのピン
２４を介して異なるステム２６に半田付け、あるいは溶
接等により固定されている。感熱抵抗素子２１を固定し
たステム２６には、通気孔を設けた金属管のキャップ２
５が被せられている。一方、感熱抵抗素子２２を固定し
たステム２６には、極低温（−４０℃程度）条件にて金
属管のキャップ２５´が被せられている。
の感熱抵抗素子２１、２２は、リード端子としてのピン
２４を介して異なるステム２６に半田付け、あるいは溶
接等により固定されている。感熱抵抗素子２１を固定し
たステム２６には、通気孔を設けた金属管のキャップ２
５が被せられている。一方、感熱抵抗素子２２を固定し
たステム２６には、極低温（−４０℃程度）条件にて金
属管のキャップ２５´が被せられている。
【０００４】これにより、感熱抵抗素子２１は外気に晒
された状態になり、感熱抵抗素子２２は乾燥雰囲気中に
封入される。
された状態になり、感熱抵抗素子２２は乾燥雰囲気中に
封入される。
【０００５】図４（Ｂ）に示すように、感熱抵抗素子２
１，２２は、バルク感熱抵抗体３２の表面と裏面に電極
３１を焼き付け、さらに電極３１にリード線３３を取り
付けて構成されている。
１，２２は、バルク感熱抵抗体３２の表面と裏面に電極
３１を焼き付け、さらに電極３１にリード線３３を取り
付けて構成されている。
【０００６】図５に示すように、２個の感熱抵抗素子２
１，２２を備えた奪熱雰囲気検出装置は、２個の感熱抵
抗素子２１，２２をそれぞれＲHT，ＲT とし、ＲHTとＲ
T を互いに異なるブリッジ辺とするホイートストンブリ
ッジ回路を形成している。ここで、２個の感熱抵抗素子
２１，２２の温度−抵抗特性および抵抗値は等しい。
１，２２を備えた奪熱雰囲気検出装置は、２個の感熱抵
抗素子２１，２２をそれぞれＲHT，ＲT とし、ＲHTとＲ
T を互いに異なるブリッジ辺とするホイートストンブリ
ッジ回路を形成している。ここで、２個の感熱抵抗素子
２１，２２の温度−抵抗特性および抵抗値は等しい。
【０００７】以下に従来の奪熱雰囲気検出装置の動作を
説明する。
説明する。
【０００８】感熱抵抗素子２１，２２は、リード線３３
に電圧を印加すると発熱し、周囲温度よりも高くなる。
このとき、感熱抵抗素子２１，２２の温度は前記発熱の
消費に寄与する電力と、前記発熱の熱放散とにより決定
される。そのため、感熱抵抗素子２１は大気中の水蒸気
による熱伝導が作用して熱放散が大きくなるため感熱抵
抗素子２１の温度は感熱抵抗素子２２の温度よりも小さ
くなる。
に電圧を印加すると発熱し、周囲温度よりも高くなる。
このとき、感熱抵抗素子２１，２２の温度は前記発熱の
消費に寄与する電力と、前記発熱の熱放散とにより決定
される。そのため、感熱抵抗素子２１は大気中の水蒸気
による熱伝導が作用して熱放散が大きくなるため感熱抵
抗素子２１の温度は感熱抵抗素子２２の温度よりも小さ
くなる。
【０００９】これにより、水蒸気の量（湿気の多少）あ
るいは流体の流速に応じて感熱抵抗素子２１，２２間に
温度差が生じ、その温度差に対応して発生する抵抗の差
を固定抵抗Ｒ3 の両端電圧ＶOUT にて検出し、大気中の
絶対湿度および流体の流速を検出することができる。
るいは流体の流速に応じて感熱抵抗素子２１，２２間に
温度差が生じ、その温度差に対応して発生する抵抗の差
を固定抵抗Ｒ3 の両端電圧ＶOUT にて検出し、大気中の
絶対湿度および流体の流速を検出することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の奪熱雰囲気検出
装置では、電圧印加時、温度変化時又は湿度変化の間に
おいて、バルク感熱抵抗体２１，２２全体の温度が均一
になるまでの熱的均衡に時間がかかり、感熱抵抗素子２
１，２２の抵抗値が不安定になりやすい。それゆえ従来
の奪熱雰囲気検出装置は、ブリッジバランス出力が安定
するまでに長い時間を要し、応答性が悪いという問題が
ある。
装置では、電圧印加時、温度変化時又は湿度変化の間に
おいて、バルク感熱抵抗体２１，２２全体の温度が均一
になるまでの熱的均衡に時間がかかり、感熱抵抗素子２
１，２２の抵抗値が不安定になりやすい。それゆえ従来
の奪熱雰囲気検出装置は、ブリッジバランス出力が安定
するまでに長い時間を要し、応答性が悪いという問題が
ある。
【００１１】又、バルク感熱抵抗体の表面は経時変化を
起こしやすいのでバルク感熱抵抗体の表面にコーティン
グを施す必要がある。そのため、更に応答性が悪くなる
という問題が生じる。
起こしやすいのでバルク感熱抵抗体の表面にコーティン
グを施す必要がある。そのため、更に応答性が悪くなる
という問題が生じる。
【００１２】本発明はかかる問題を解決し、応答性に優
れ、また経時変化が小さく常時安定して高精度に奪熱量
を検出できる奪熱雰囲気検出装置及び奪熱雰囲気検出装
置用の雰囲気センサを提供することにある。
れ、また経時変化が小さく常時安定して高精度に奪熱量
を検出できる奪熱雰囲気検出装置及び奪熱雰囲気検出装
置用の雰囲気センサを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、温度に
より透磁率が大きく変化し、それぞれ異なる透磁率を有
する第一および第二の金属磁性酸化物膜と、該第一およ
び第二の金属磁性酸化物膜に共通に蛇行された一次コイ
ルと、該第一および第二の金属磁性酸化物膜に互いに独
立してそれぞれ蛇行された第一および第二の二次コイル
と、該第一の金属磁性酸化物膜と第二の金属磁性酸化物
膜の初透磁率を合わせるために該第一および第二の金属
磁性酸化物膜の一方を加熱するための加熱手段とを有す
るセンサ部と、前記一次コイルに交流励磁電圧を供給す
る手段と、前記第一および第二のコイルの出力電圧の差
電圧を検出する手段とを有し、前記センサ部の雰囲気の
奪熱量を前記差電圧として検出することを特徴とする奪
熱雰囲気検出装置が得られる。
より透磁率が大きく変化し、それぞれ異なる透磁率を有
する第一および第二の金属磁性酸化物膜と、該第一およ
び第二の金属磁性酸化物膜に共通に蛇行された一次コイ
ルと、該第一および第二の金属磁性酸化物膜に互いに独
立してそれぞれ蛇行された第一および第二の二次コイル
と、該第一の金属磁性酸化物膜と第二の金属磁性酸化物
膜の初透磁率を合わせるために該第一および第二の金属
磁性酸化物膜の一方を加熱するための加熱手段とを有す
るセンサ部と、前記一次コイルに交流励磁電圧を供給す
る手段と、前記第一および第二のコイルの出力電圧の差
電圧を検出する手段とを有し、前記センサ部の雰囲気の
奪熱量を前記差電圧として検出することを特徴とする奪
熱雰囲気検出装置が得られる。
【００１４】さらに、前記第一の二次コイルと前記第二
の二次コイルとが差動接続されていることを特徴とする
奪熱雰囲気検出装置が得られる。
の二次コイルとが差動接続されていることを特徴とする
奪熱雰囲気検出装置が得られる。
【００１５】また本発明によれば、前記センサ部は第一
および第二のセンサ部からなり、前記一次コイルは第一
および第二の一次コイルからなり、前記第一のセンサ部
が、第一の基板と、該第一の基板上に設けた前記第一の
金属磁性酸化物膜と、該第一の基板上に前記第一の一次
コイルとして形成された第一の一次導体パターンと、該
第一の基板上に前記第一の二次コイルとして形成された
第一の二次導体パターンとで構成され、第二のセンサ部
が、第二の基板と、該第二の基板上に設けた前記第二の
金属磁性酸化物膜と、該第二の基板上に前記第二の一次
コイルとして形成された第二の一次導体パターンと、該
第二の基板上に前記第二の二次コイルとして形成された
第二の二次導体パターンと、該第二の基板上に前記加熱
手段として形成されたヒータとで構成され、前記第一の
一次導体パターンと前記第二の一次導体パターンとが直
列に接続されていることを特徴とする奪熱雰囲気検出装
置用の雰囲気センサが得られる。
および第二のセンサ部からなり、前記一次コイルは第一
および第二の一次コイルからなり、前記第一のセンサ部
が、第一の基板と、該第一の基板上に設けた前記第一の
金属磁性酸化物膜と、該第一の基板上に前記第一の一次
コイルとして形成された第一の一次導体パターンと、該
第一の基板上に前記第一の二次コイルとして形成された
第一の二次導体パターンとで構成され、第二のセンサ部
が、第二の基板と、該第二の基板上に設けた前記第二の
金属磁性酸化物膜と、該第二の基板上に前記第二の一次
コイルとして形成された第二の一次導体パターンと、該
第二の基板上に前記第二の二次コイルとして形成された
第二の二次導体パターンと、該第二の基板上に前記加熱
手段として形成されたヒータとで構成され、前記第一の
一次導体パターンと前記第二の一次導体パターンとが直
列に接続されていることを特徴とする奪熱雰囲気検出装
置用の雰囲気センサが得られる。
【００１６】さらに、前記第一の金属磁性酸化物膜が前
記第一の基板の表面に設けられ、前記第一の一次導体パ
ターンおよび第一の二次導体パターンが該基板の裏面に
設けられ、前記第二の金属磁性酸化物膜および前記ヒー
タが前記第二の基板の表面に設けられ、前記第二の一次
導体パターンおよび第二の二次導体パターンが該基板の
裏面に設けられて構成されることを特徴とする奪熱雰囲
気検出装置用の雰囲気センサが得られる。
記第一の基板の表面に設けられ、前記第一の一次導体パ
ターンおよび第一の二次導体パターンが該基板の裏面に
設けられ、前記第二の金属磁性酸化物膜および前記ヒー
タが前記第二の基板の表面に設けられ、前記第二の一次
導体パターンおよび第二の二次導体パターンが該基板の
裏面に設けられて構成されることを特徴とする奪熱雰囲
気検出装置用の雰囲気センサが得られる。
【００１７】さらに、前記第一および第二の一次導体パ
ターン、第一および第二の二次導体パターンンが蛇行状
またはらせん状に形成されていることを特徴とする奪熱
雰囲気検出装置用の雰囲気センサが得られる。
ターン、第一および第二の二次導体パターンンが蛇行状
またはらせん状に形成されていることを特徴とする奪熱
雰囲気検出装置用の雰囲気センサが得られる。
【００１８】さらに、前記第一および第二の基板が、共
通の基板の互いに異なる基板部からなることを特徴とす
る奪熱雰囲気検出装置用の雰囲気センサが得られる。
通の基板の互いに異なる基板部からなることを特徴とす
る奪熱雰囲気検出装置用の雰囲気センサが得られる。
【００１９】また本発明によれば、前記第一および第二
の金属磁性酸化物膜がＭｎ−Ｚｎ系金属磁性酸化物膜で
あることを特徴とする奪熱雰囲気検出装置および奪熱雰
囲気検出装置用の雰囲気センサが得られる。
の金属磁性酸化物膜がＭｎ−Ｚｎ系金属磁性酸化物膜で
あることを特徴とする奪熱雰囲気検出装置および奪熱雰
囲気検出装置用の雰囲気センサが得られる。
【００２０】
【実施例】以下、図１，図２，及び図３を参照して本発
明の実施例を説明する。
明の実施例を説明する。
【００２１】図１は本発明の奪熱雰囲気検出装置用の雰
囲気センサの構造を示す図である。
囲気センサの構造を示す図である。
【００２２】図１（Ａ），図１（Ｂ）に示すように、薄
膜ヒータ１１は、アルミナ基板１３の表面上に形成さ
れ、具体的にはスパッタ法によりアルミナ基板１３の表
面上に薄膜白金を蒸着し、エッチング法により蛇行状の
薄膜パターンを形成した後、大気中で８００〜１１００
℃の温度範囲で熱処理して得られる。さらに、図１
（Ｃ）に示すように、アルミナ基板１３の裏面上に、か
つ薄膜ヒータ１１の真下の位置に一次導体パターン１７
−１および二次導体パターン１６を蒸着し、エッチング
法により蛇行状のパターンを形成する。さらに薄膜ヒー
タ１１の上にＭｎ−Ｚｎ系の金属磁性酸化物１２を厚膜
印刷した後８００℃で焼成してセンサ部１４が得られ
る。
膜ヒータ１１は、アルミナ基板１３の表面上に形成さ
れ、具体的にはスパッタ法によりアルミナ基板１３の表
面上に薄膜白金を蒸着し、エッチング法により蛇行状の
薄膜パターンを形成した後、大気中で８００〜１１００
℃の温度範囲で熱処理して得られる。さらに、図１
（Ｃ）に示すように、アルミナ基板１３の裏面上に、か
つ薄膜ヒータ１１の真下の位置に一次導体パターン１７
−１および二次導体パターン１６を蒸着し、エッチング
法により蛇行状のパターンを形成する。さらに薄膜ヒー
タ１１の上にＭｎ−Ｚｎ系の金属磁性酸化物１２を厚膜
印刷した後８００℃で焼成してセンサ部１４が得られ
る。
【００２３】又、金属磁性酸化物１２が印刷された領域
とは異なる領域に、かつ基板１３の表面上に金属磁性酸
化物１２´を厚膜印刷した後８００℃で焼成して、基板
１３の裏面上に上述の導体パターンの製造法と同様の方
法で一次導体パターン１７−２および二次導体パターン
１６´を設けてセンサ部１５が得られる。
とは異なる領域に、かつ基板１３の表面上に金属磁性酸
化物１２´を厚膜印刷した後８００℃で焼成して、基板
１３の裏面上に上述の導体パターンの製造法と同様の方
法で一次導体パターン１７−２および二次導体パターン
１６´を設けてセンサ部１５が得られる。
【００２４】尚、一次導体パターン１７−１および１７
−２は互いに一端が接続されており、一次コイルとして
働き、又二次導体パターン１６、１６´は二次コイルと
して働く。
−２は互いに一端が接続されており、一次コイルとして
働き、又二次導体パターン１６、１６´は二次コイルと
して働く。
【００２５】図２は、奪熱雰囲気検出装置に用いる差動
検出回路を示した図である。
検出回路を示した図である。
【００２６】図２において、一次導体パターン１７−
１，１７−２をそれぞれ一次コイルＬ1 ，一次コイルＬ
2 とし、二次導体パターン１６，１６´をそれぞれ二次
コイルＬ3 およびＬ4 とし、二次コイルＬ3 と二次コイ
ルＬ4 は図２に示すように差動接続されており、二次コ
イルＬ3 と二次コイルＬ4 とのインダクタンス値の差を
検出可能とする。
１，１７−２をそれぞれ一次コイルＬ1 ，一次コイルＬ
2 とし、二次導体パターン１６，１６´をそれぞれ二次
コイルＬ3 およびＬ4 とし、二次コイルＬ3 と二次コイ
ルＬ4 は図２に示すように差動接続されており、二次コ
イルＬ3 と二次コイルＬ4 とのインダクタンス値の差を
検出可能とする。
【００２７】本発明は、一方のセンサ部１４にヒータ１
１を設け、ヒータ１１の発熱による熱伝導効果ににより
雰囲気に晒したとき奪熱するようにし、他方のセンサ部
１５にはヒータを設けず雰囲気に晒しても奪熱しないよ
うにし、それによるセンサ部１４とセンサ部１５との温
度差を利用して奪熱量を検出するものである。従って、
センサ部１４にのみヒータ１１を設けることが本発明の
奪熱雰囲気検出装置の使用による奪熱量の検出にあたり
必要な条件となる。
１を設け、ヒータ１１の発熱による熱伝導効果ににより
雰囲気に晒したとき奪熱するようにし、他方のセンサ部
１５にはヒータを設けず雰囲気に晒しても奪熱しないよ
うにし、それによるセンサ部１４とセンサ部１５との温
度差を利用して奪熱量を検出するものである。従って、
センサ部１４にのみヒータ１１を設けることが本発明の
奪熱雰囲気検出装置の使用による奪熱量の検出にあたり
必要な条件となる。
【００２８】このとき、センサ部１４に用いられる金属
磁性酸化物１２の材料とセンサ部１５に用いられる金属
磁性酸化物１２´の材料をキュリー点の同じものとすれ
ば、金属磁性酸化物１２の方がヒータ１１で加熱される
ので、図３に示す初透磁率の温度特性より加熱後の温度
が金属磁性酸化物１２のキュリー温度を越えた場合、金
属磁性酸化物１２の透磁率がなくなってしまう。従っ
て、温度変化による透磁率の変化に応じたインダクタン
ス値が求められなくなり、この装置は全く意味をなさな
くなる。又、本発明がセンサ部１４とセンサ部１５との
インダクタンス値の差をもって雰囲気の奪熱量を検出す
るものであるから、加熱後の状態で金属磁性酸化物１２
と金属磁性酸化物１２´の初透磁率を揃える必要があ
る。
磁性酸化物１２の材料とセンサ部１５に用いられる金属
磁性酸化物１２´の材料をキュリー点の同じものとすれ
ば、金属磁性酸化物１２の方がヒータ１１で加熱される
ので、図３に示す初透磁率の温度特性より加熱後の温度
が金属磁性酸化物１２のキュリー温度を越えた場合、金
属磁性酸化物１２の透磁率がなくなってしまう。従っ
て、温度変化による透磁率の変化に応じたインダクタン
ス値が求められなくなり、この装置は全く意味をなさな
くなる。又、本発明がセンサ部１４とセンサ部１５との
インダクタンス値の差をもって雰囲気の奪熱量を検出す
るものであるから、加熱後の状態で金属磁性酸化物１２
と金属磁性酸化物１２´の初透磁率を揃える必要があ
る。
【００２９】このことに鑑みれば、センサ部１４に用い
られる金属磁性酸化物１２は、そのキュリー温度が、あ
らかじめヒータ１１によって発熱して温度上昇する分だ
けセンサ部１５に用いられる金属磁性酸化物１２´のキ
ュリー温度より高めの材料であって、かつ、加熱後の金
属磁性酸化物１２の初透磁率が加熱しない方の金属磁性
酸化物１２´の常温での透磁率と一致するような材料を
選択する必要がある。
られる金属磁性酸化物１２は、そのキュリー温度が、あ
らかじめヒータ１１によって発熱して温度上昇する分だ
けセンサ部１５に用いられる金属磁性酸化物１２´のキ
ュリー温度より高めの材料であって、かつ、加熱後の金
属磁性酸化物１２の初透磁率が加熱しない方の金属磁性
酸化物１２´の常温での透磁率と一致するような材料を
選択する必要がある。
【００３０】例えば加熱温度を２７〜２８℃とした場
合、図３に示すように曲線Ａの初透磁率温度特性を有す
る材料からなる磁性体を金属磁性酸化物１２´、曲線Ｂ
の初透磁率温度特性を有する材料からなる磁性体を金属
磁性酸化物１２とし、このように選択しておけば、一次
コイルＬ1 およびＬ2 に交流励磁電圧を供給し、ヒータ
１１に電圧を印加すると、ヒータ１１に密着している金
属磁性酸化物１２は発熱し、金属磁性酸化物１２の温度
が上昇する。これにより、その初透磁率は、図３に示さ
れるように初透磁率が上昇し、金属磁性酸化物１２と金
属磁性酸化物１２´の初透磁率は同じになり、二次コイ
ルＬ3 側と二次コイルＬ4 側のインダクタンス値は同じ
になる。この状態で、差動電圧ＶOUT はバランスされる
ことになる。
合、図３に示すように曲線Ａの初透磁率温度特性を有す
る材料からなる磁性体を金属磁性酸化物１２´、曲線Ｂ
の初透磁率温度特性を有する材料からなる磁性体を金属
磁性酸化物１２とし、このように選択しておけば、一次
コイルＬ1 およびＬ2 に交流励磁電圧を供給し、ヒータ
１１に電圧を印加すると、ヒータ１１に密着している金
属磁性酸化物１２は発熱し、金属磁性酸化物１２の温度
が上昇する。これにより、その初透磁率は、図３に示さ
れるように初透磁率が上昇し、金属磁性酸化物１２と金
属磁性酸化物１２´の初透磁率は同じになり、二次コイ
ルＬ3 側と二次コイルＬ4 側のインダクタンス値は同じ
になる。この状態で、差動電圧ＶOUT はバランスされる
ことになる。
【００３１】以下、本発明の奪熱雰囲気検出装置を絶対
湿度センサとして用いた場合の水蒸気の量の測定方法を
具体的に説明する。センサ部１４は発熱しているので、
大気中の水蒸気による熱伝導が作用し熱放散が大きくな
る。従ってセンサ部１４の周囲温度は低くなり、金属磁
性酸化物１２の初透磁率も小さくなり、それに応じて二
次コイルＬ3 側のインダクタンス値も小さくなる。一
方、センサ部１５は発熱していないので、大気中の水蒸
気による熱伝導が作用せず大気中の水蒸気によって温度
が変化しない。従って、このときセンサ部１５は周囲温
度となり温度補償として使用されるので、二次コイルＬ
3 側と二次コイルＬ4 側のインダクタンス値に差が生
じ、二次コイルＬ3 および二次コイルＬ4 に異なる誘導
起電圧が生じる。その差を差動電圧ＶOUT の電圧として
得る。
湿度センサとして用いた場合の水蒸気の量の測定方法を
具体的に説明する。センサ部１４は発熱しているので、
大気中の水蒸気による熱伝導が作用し熱放散が大きくな
る。従ってセンサ部１４の周囲温度は低くなり、金属磁
性酸化物１２の初透磁率も小さくなり、それに応じて二
次コイルＬ3 側のインダクタンス値も小さくなる。一
方、センサ部１５は発熱していないので、大気中の水蒸
気による熱伝導が作用せず大気中の水蒸気によって温度
が変化しない。従って、このときセンサ部１５は周囲温
度となり温度補償として使用されるので、二次コイルＬ
3 側と二次コイルＬ4 側のインダクタンス値に差が生
じ、二次コイルＬ3 および二次コイルＬ4 に異なる誘導
起電圧が生じる。その差を差動電圧ＶOUT の電圧として
得る。
【００３２】以上のように水蒸気の量を差動電圧ＶOUT
の電圧として検出することができる。
の電圧として検出することができる。
【００３３】尚、図示されていないが、一次コイル
Ｌ1 ，Ｌ2 及び二次コイルＬ3 ，Ｌ4 と、ヒータ１１及
び金属磁性酸化物１２，１２´とを基板１３の同一面上
に上記形成方法と同様の方法で形成しても上記と同様の
効果が得られる。
Ｌ1 ，Ｌ2 及び二次コイルＬ3 ，Ｌ4 と、ヒータ１１及
び金属磁性酸化物１２，１２´とを基板１３の同一面上
に上記形成方法と同様の方法で形成しても上記と同様の
効果が得られる。
【００３４】又、本発明の奪熱雰囲気検出装置は水蒸気
の量を検出する絶対湿度センサのみならず、流体の流量
を検出するフローセンサとしても用いることができる。
の量を検出する絶対湿度センサのみならず、流体の流量
を検出するフローセンサとしても用いることができる。
【００３５】即ち、絶対湿度センサの場合は水蒸気によ
る温度変化に伴うインダクタンスの変化分を測定するこ
とによって水蒸気の量を検出し、他方フローセンサの場
合は流体の流量の変化に対応する温度変化に伴うインダ
クタンスの変化分を測定することによって流量を検出す
ることができる。
る温度変化に伴うインダクタンスの変化分を測定するこ
とによって水蒸気の量を検出し、他方フローセンサの場
合は流体の流量の変化に対応する温度変化に伴うインダ
クタンスの変化分を測定することによって流量を検出す
ることができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、感熱素子として、従来
の感熱抵抗素子の抵抗の温度特性に比べて温度に対する
応答性に優れている金属磁性酸化物の膜を用い、一次お
よび二次コイルを含む一組のセンサ部を用いているの
で、奪熱雰囲気の変化に対する応答性を高めることがで
きる。又、センサ部に用いられる金属磁性酸化物の厚膜
は経時変化が少なく、耐久性が高いため、耐久性の良い
奪熱雰囲気検出装置および奪熱雰囲気検出装置用の雰囲
気センサを得ることができる。
の感熱抵抗素子の抵抗の温度特性に比べて温度に対する
応答性に優れている金属磁性酸化物の膜を用い、一次お
よび二次コイルを含む一組のセンサ部を用いているの
で、奪熱雰囲気の変化に対する応答性を高めることがで
きる。又、センサ部に用いられる金属磁性酸化物の厚膜
は経時変化が少なく、耐久性が高いため、耐久性の良い
奪熱雰囲気検出装置および奪熱雰囲気検出装置用の雰囲
気センサを得ることができる。
【図１】図（Ａ）は本発明の雰囲気センサの構造を示す
平面図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）の雰囲気センサの断
面図であり、図（Ｃ）は図（Ａ）の雰囲気センサの下面
図である。
平面図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）の雰囲気センサの断
面図であり、図（Ｃ）は図（Ａ）の雰囲気センサの下面
図である。
【図２】本発明の奪熱雰囲気検出装置に用いられる差動
検出回路を示した図である。
検出回路を示した図である。
【図３】本発明の奪熱雰囲気検出装置に用いられる磁性
体の初透磁率の温度特性を示す図である。
体の初透磁率の温度特性を示す図である。
【図４】図（Ａ）は従来の雰囲気センサの構造を示す平
面図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）の雰囲気センサに用い
られる感熱抵抗素子の構造を示す斜視図である。
面図であり、図（Ｂ）は図（Ａ）の雰囲気センサに用い
られる感熱抵抗素子の構造を示す斜視図である。
【図５】従来の奪熱雰囲気検出装置に用いられるブリッ
ジ回路を示した図である。
ジ回路を示した図である。
１１ 薄膜ヒータ １２，１２´ 金属磁性酸化物 １３ アルミナ基板 １４，１５ センサ部 １６，１６´ 二次コイル １７−１，１７−２ 一次コイル ２１，２２ 感熱抵抗素子 ２３ 通気孔 ２４ ピン端子 ２５，２５´ ケース ２６，２６´ ステム ３１ 電極 ３２ バルク感熱抵抗体 ３３ リード線
Claims (7)
- 【請求項１】 温度により透磁率が大きく変化し、それ
ぞれ異なる透磁率を有する第一および第二の金属磁性酸
化物膜と、該第一および第二の金属磁性酸化物膜に共通
に蛇行された一次コイルと、該第一および第二の金属磁
性酸化物膜に互いに独立してそれぞれ蛇行された第一お
よび第二の二次コイルと、該第一の金属磁性酸化物膜と
第二の金属磁性酸化物膜の初透磁率を合わせるために該
第一および第二の金属磁性酸化物膜の一方を加熱するた
めの加熱手段とを有するセンサ部と、前記一次コイルに
交流励磁電圧を供給する手段と、前記第一および第二の
コイルの出力電圧の差電圧を検出する手段とを有し、前
記センサ部の雰囲気の奪熱量を前記差電圧として検出す
ることを特徴とする奪熱雰囲気検出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の奪熱雰囲気検出装置にお
いて、前記第一の二次コイルと前記第二の二次コイルと
が差動接続されていることを特徴とする奪熱雰囲気検出
装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の奪熱雰囲気検出装置に用
いる雰囲気センサにおいて、前記センサ部は第一および
第二のセンサ部からなり、前記一次コイルは第一および
第二の一次コイルからなり、前記第一のセンサ部が、第
一の基板と、該第一の基板上に設けた前記第一の金属磁
性酸化物膜と、該第一の基板上に前記第一の一次コイル
として形成された第一の一次導体パターンと、該第一の
基板上に前記第一の二次コイルとして形成された第一の
二次導体パターンとで構成され、第二のセンサ部が、第
二の基板と、該第二の基板上に設けた前記第二の金属磁
性酸化物膜と、該第二の基板上に前記第二の一次コイル
として形成された第二の一次導体パターンと、該第二の
基板上に前記第二の二次コイルとして形成された第二の
二次導体パターンと、該第二の基板上に前記加熱手段と
して形成されたヒータとで構成され、前記第一の一次導
体パターンと前記第二の一次導体パターンとが直列に接
続されていることを特徴とする奪熱雰囲気検出装置用の
雰囲気センサ。 - 【請求項４】 請求項３記載の奪熱雰囲気検出装置に用
いる雰囲気センサにおいて、前記第一の金属磁性酸化物
膜が前記第一の基板の表面に設けられ、前記第一の一次
導体パターンおよび第一の二次導体パターンが該基板の
裏面に設けられ、前記第二の金属磁性酸化物膜および前
記ヒータが前記第二の基板の表面に設けられ、前記第二
の一次導体パターンおよび第二の二次導体パターンが該
基板の裏面に設けられて構成されることを特徴とする奪
熱雰囲気検出装置用の雰囲気センサ。 - 【請求項５】 請求項３又は４記載の奪熱雰囲気検出装
置用の雰囲気センサにおいて、前記第一および第二の一
次導体パターン、第一および第二の二次導体パターンン
が蛇行状またはらせん状に形成されていることを特徴と
する奪熱雰囲気検出装置用の雰囲気センサ。 - 【請求項６】 請求項３乃至５のいずれか一つに記載の
奪熱雰囲気検出装置用の雰囲気センサにおいて、前記第
一および第二の基板が、共通の基板の互いに異なる基板
部からなることを特徴とする奪熱雰囲気検出装置用の雰
囲気センサ。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか一つに記載の
奪熱雰囲気検出装置および奪熱雰囲気検出装置に用いる
雰囲気センサにおいて、前記第一および第二の金属磁性
酸化物膜がＭｎ−Ｚｎ系金属磁性酸化物膜であることを
特徴とする奪熱雰囲気検出装置および奪熱雰囲気検出装
置用の雰囲気センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03045993A JP3348255B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 奪熱雰囲気検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03045993A JP3348255B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 奪熱雰囲気検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06242049A true JPH06242049A (ja) | 1994-09-02 |
| JP3348255B2 JP3348255B2 (ja) | 2002-11-20 |
Family
ID=12304486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03045993A Expired - Fee Related JP3348255B2 (ja) | 1993-02-19 | 1993-02-19 | 奪熱雰囲気検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3348255B2 (ja) |
-
1993
- 1993-02-19 JP JP03045993A patent/JP3348255B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3348255B2 (ja) | 2002-11-20 |
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