JPH06283311A - 温度センサ - Google Patents
温度センサInfo
- Publication number
- JPH06283311A JPH06283311A JP6782793A JP6782793A JPH06283311A JP H06283311 A JPH06283311 A JP H06283311A JP 6782793 A JP6782793 A JP 6782793A JP 6782793 A JP6782793 A JP 6782793A JP H06283311 A JPH06283311 A JP H06283311A
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- JP
- Japan
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- thermistor element
- temperature sensor
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- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 抵抗値の経時変化率を小さく抑えることがで
きる温度センサを提供することを目的とするものであ
る。 【構成】 この目的を達成するために、本発明の温度セ
ンサは、(化1)で表される物質を用いてサーミスタ素
子を形成した。これによれば、同一結晶中にP型半導体
とN型半導体を混在させることができるので、酸素が失
われたとしても抵抗値の経時変化率は小さく抑えること
ができる。 【化1】
きる温度センサを提供することを目的とするものであ
る。 【構成】 この目的を達成するために、本発明の温度セ
ンサは、(化1)で表される物質を用いてサーミスタ素
子を形成した。これによれば、同一結晶中にP型半導体
とN型半導体を混在させることができるので、酸素が失
われたとしても抵抗値の経時変化率は小さく抑えること
ができる。 【化1】
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車の排気ガ
ス対策用触媒の温度を検知するのに用いる温度センサに
関するものである。
ス対策用触媒の温度を検知するのに用いる温度センサに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、環境問題や燃費向上等の要求によ
り、排気ガス対策用触媒が用いられているが、その触媒
性能を高めるには、触媒の温度を正確に測定する必要が
ある。そのためには、温度センサの抵抗値の経時変化率
を小さく、具体的には±20%以内に抑えなくてはなら
ない。
り、排気ガス対策用触媒が用いられているが、その触媒
性能を高めるには、触媒の温度を正確に測定する必要が
ある。そのためには、温度センサの抵抗値の経時変化率
を小さく、具体的には±20%以内に抑えなくてはなら
ない。
【0003】従来、300〜700℃の温度を検知し、
1000℃の耐熱性を有する温度センサに用いるサーミ
スタ素子の材料としてMg(Al、Cr)2O4系の酸化
物を用いていた。
1000℃の耐熱性を有する温度センサに用いるサーミ
スタ素子の材料としてMg(Al、Cr)2O4系の酸化
物を用いていた。
【0004】図2はサーミスタ素子の斜視図である。す
なわちこれはサーミスタ素子1に白金パイプ2a,2b
を挿入後、焼成したものである。このサーミスタ素子1
を図1に示すごとく耐熱キャップ4内に密封し、触媒温
度検知用の温度センサを形成していた。なお前記白金パ
イプ2a,2bには二芯管3a,3bを溶接し、その中
にリード線を通すことにより、サーミスタ素子1から耐
熱キャップ4外にリード線を引出していた。
なわちこれはサーミスタ素子1に白金パイプ2a,2b
を挿入後、焼成したものである。このサーミスタ素子1
を図1に示すごとく耐熱キャップ4内に密封し、触媒温
度検知用の温度センサを形成していた。なお前記白金パ
イプ2a,2bには二芯管3a,3bを溶接し、その中
にリード線を通すことにより、サーミスタ素子1から耐
熱キャップ4外にリード線を引出していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成で高温
になると、耐熱キャップ4を構成する金属原子が、耐熱
キャップ4内の酸素と結合し、この結果として耐熱キャ
ップ4内の酸素分圧が下がる。するとサーミスタ素子1
から酸素が放出され、平衡を保とうとする作用がおき
る。また、耐熱キャップ4から水素や一酸化炭素等の還
元性のガスが発生するとそれがサーミスタ素子1に吸着
され、酸素を奪い、中へ拡散することとなっていた。こ
のようにサーミスタ素子1の酸素が失われると構造が変
化してしまい、抵抗値変化率を±20%以内に抑えるこ
とができないという問題点を有していた。
になると、耐熱キャップ4を構成する金属原子が、耐熱
キャップ4内の酸素と結合し、この結果として耐熱キャ
ップ4内の酸素分圧が下がる。するとサーミスタ素子1
から酸素が放出され、平衡を保とうとする作用がおき
る。また、耐熱キャップ4から水素や一酸化炭素等の還
元性のガスが発生するとそれがサーミスタ素子1に吸着
され、酸素を奪い、中へ拡散することとなっていた。こ
のようにサーミスタ素子1の酸素が失われると構造が変
化してしまい、抵抗値変化率を±20%以内に抑えるこ
とができないという問題点を有していた。
【0006】本発明は、上記従来の問題点を解決するも
ので、抵抗値の経時変化率を小さくすることができる温
度センサを提供することを目的とするものである。
ので、抵抗値の経時変化率を小さくすることができる温
度センサを提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の温度センサはサーミスタ素子を(化1)で
表されるスピネル型構造の酸化物を用いて形成したもの
である。
に、本発明の温度センサはサーミスタ素子を(化1)で
表されるスピネル型構造の酸化物を用いて形成したもの
である。
【0008】
【作用】この構成によれば、P型半導体の性質をもつ従
来のMg(Al、Cr)2O4のMgの一部がZnに置換
され、N型半導体の性質をもつZnOが混在することと
なる。つまりP型は酸素を失うと抵抗値が増加し、N型
は減少するので抵抗値変化を抑えることができる。
来のMg(Al、Cr)2O4のMgの一部がZnに置換
され、N型半導体の性質をもつZnOが混在することと
なる。つまりP型は酸素を失うと抵抗値が増加し、N型
は減少するので抵抗値変化を抑えることができる。
【0009】またMgをZnに置換することにより、サ
ーミスタ素子が緻密になり、還元性の吸着ガスが内部の
酸素を奪いにくくすることができる。そしてこれらの結
果として抵抗値の経時変化率の小さい温度センサを提供
することができるものとなる。
ーミスタ素子が緻密になり、還元性の吸着ガスが内部の
酸素を奪いにくくすることができる。そしてこれらの結
果として抵抗値の経時変化率の小さい温度センサを提供
することができるものとなる。
【0010】
【実施例】(実施例1)以下本発明の一実施例について
図と表を参照しながら説明する。図1は触媒温度検知用
の温度センサの断面図である。従来と同じであるので同
一番号が付してある。
図と表を参照しながら説明する。図1は触媒温度検知用
の温度センサの断面図である。従来と同じであるので同
一番号が付してある。
【0011】図2はサーミスタ素子1の斜視図である。
以下本発明の第1の実施例について説明する。
以下本発明の第1の実施例について説明する。
【0012】(化1)におけるZnO、MgO、Al2
O3、Cr2O3をx、y、zが表1に示す組成になるよ
うに所定量秤量し、試料1〜10を作成した。
O3、Cr2O3をx、y、zが表1に示す組成になるよ
うに所定量秤量し、試料1〜10を作成した。
【0013】
【表1】
【0014】まず試料1をボールミルで16時間混合
し、1200℃で仮焼後再びボールミルで18時間粉砕
した。そして乾燥後10重量%濃度のポリビニルアルコ
ール水溶液を全体の8重量%添加して造粒を行った。最
後に図2に示す形状に成形して、白金パイプ3を挿入後
1600℃で焼成した。試料No.2〜10についても同
様の操作を行った。
し、1200℃で仮焼後再びボールミルで18時間粉砕
した。そして乾燥後10重量%濃度のポリビニルアルコ
ール水溶液を全体の8重量%添加して造粒を行った。最
後に図2に示す形状に成形して、白金パイプ3を挿入後
1600℃で焼成した。試料No.2〜10についても同
様の操作を行った。
【0015】このようにして得られたサーミスタ素子1
を従来と同様にして図1に示す触媒温度検知用温度セン
サに組み込んで、300℃、600℃、900℃におけ
る抵抗値を測定し、表1においてR300、R600、
R900で示した。また900℃で1000時間の密閉
耐久試験を行った後、300℃における抵抗値を測定
し、その変化率を求めて表1にΔR300として示し
た。
を従来と同様にして図1に示す触媒温度検知用温度セン
サに組み込んで、300℃、600℃、900℃におけ
る抵抗値を測定し、表1においてR300、R600、
R900で示した。また900℃で1000時間の密閉
耐久試験を行った後、300℃における抵抗値を測定
し、その変化率を求めて表1にΔR300として示し
た。
【0016】抵抗値変化率は (密閉耐久試験後の抵抗値−初期抵抗値)/初期抵抗値
×100(%)(数1)を用いて算出した。
×100(%)(数1)を用いて算出した。
【0017】表1の試料No.10のようにyが1.05を
越えると、抵抗値変化率が+123%と目安となる±2
0%を大きく越えてしまう。
越えると、抵抗値変化率が+123%と目安となる±2
0%を大きく越えてしまう。
【0018】また、Zn未置換のサーミスタ素子1はポ
ーラスになり、粒界に還元性の吸着ガスが入りやすくな
り抵抗値変化率が±20%を越えてしまう。
ーラスになり、粒界に還元性の吸着ガスが入りやすくな
り抵抗値変化率が±20%を越えてしまう。
【0019】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について説明する。
について説明する。
【0020】(化2)におけるZnO、MgO、Al2
O3、Cr2O3、CaCO3、希土類酸化物(Y2O3、L
a2O3、CeO2、Pr6O11、Nd2O3、Sm2O3、E
u2O3、Gd2O3、Tb4O7、Dy2O3、Ho2O3、E
r2O3、Tm2O3、Yb2O 3、Lu2O3)をx、y、
z、a、bが表2に示す組成になるように、それぞれ所
定量秤量し、試料No.11〜50を作成した。
O3、Cr2O3、CaCO3、希土類酸化物(Y2O3、L
a2O3、CeO2、Pr6O11、Nd2O3、Sm2O3、E
u2O3、Gd2O3、Tb4O7、Dy2O3、Ho2O3、E
r2O3、Tm2O3、Yb2O 3、Lu2O3)をx、y、
z、a、bが表2に示す組成になるように、それぞれ所
定量秤量し、試料No.11〜50を作成した。
【0021】
【表2】
【0022】そして(実施例1)と同様にして、サーミ
スタ素子1を得た。それを図1に示す触媒温度検知用の
温度センサの耐熱キャップ4内に密封し、300℃、6
00℃、900℃における抵抗値を測定し、それを表2
にR300、R600、R900で示した。次に900
℃で1000の時間の密閉耐久試験を行った後、300
℃における抵抗値を測定し、変化率を(数1)により求
め表2にΔR300で示した。
スタ素子1を得た。それを図1に示す触媒温度検知用の
温度センサの耐熱キャップ4内に密封し、300℃、6
00℃、900℃における抵抗値を測定し、それを表2
にR300、R600、R900で示した。次に900
℃で1000の時間の密閉耐久試験を行った後、300
℃における抵抗値を測定し、変化率を(数1)により求
め表2にΔR300で示した。
【0023】本実施例においては、希土類酸化物とCa
Oを添加して、緻密化をはかり、還元性吸着ガスがサー
ミスタ素子1の酸素を奪い、中へ拡散するのを防いでい
る。なおCaOは主成分(化1)と固溶せず単独で粒界
に析出する。また希土類酸化物はペロブスカイト構造を
とる(RE)CrO3として粒界に析出している。RE
は希土類元素を表している。
Oを添加して、緻密化をはかり、還元性吸着ガスがサー
ミスタ素子1の酸素を奪い、中へ拡散するのを防いでい
る。なおCaOは主成分(化1)と固溶せず単独で粒界
に析出する。また希土類酸化物はペロブスカイト構造を
とる(RE)CrO3として粒界に析出している。RE
は希土類元素を表している。
【0024】表2を見ると試料No.13、28のように
CaOの添加量が5原子opを越えると、焼成中にCa
Oが飛散して高温サーミスタ素子1はポーラスになる。
そのため酸素を奪われやすくなり、抵抗値の経時変化率
が±20%を越えてしまう。また試料No.21のように
希土類酸化物の添加量が10原子%を越えると(RE)
CrO3の偏析の量が増加する。そのため主成分(化
1)からCrが多量に失われ、半導体特性のバランスが
崩れ抵抗値の経時変化率が±20%を越えてしまう。そ
して試料No.32のように添加量が0.1原子%未満に
なると緻密化がはかれない。CaOの場合も同様であ
る。その結果、抵抗値の経時変化率を±20%以内に抑
えることができない。
CaOの添加量が5原子opを越えると、焼成中にCa
Oが飛散して高温サーミスタ素子1はポーラスになる。
そのため酸素を奪われやすくなり、抵抗値の経時変化率
が±20%を越えてしまう。また試料No.21のように
希土類酸化物の添加量が10原子%を越えると(RE)
CrO3の偏析の量が増加する。そのため主成分(化
1)からCrが多量に失われ、半導体特性のバランスが
崩れ抵抗値の経時変化率が±20%を越えてしまう。そ
して試料No.32のように添加量が0.1原子%未満に
なると緻密化がはかれない。CaOの場合も同様であ
る。その結果、抵抗値の経時変化率を±20%以内に抑
えることができない。
【0025】(実施例3)以下、本発明の第3の実施例
について説明する。
について説明する。
【0026】(化3)におけるZnO、MgO、Al2
O3、Cr2O3、CaCO3、ThO2をx、y、z、
a、bが表3に示す組成になるようにそれぞれ所定料秤
量し、試料No.51〜60を作成した。
O3、Cr2O3、CaCO3、ThO2をx、y、z、
a、bが表3に示す組成になるようにそれぞれ所定料秤
量し、試料No.51〜60を作成した。
【0027】
【表3】
【0028】そして実施例1の場合と同様にして、サー
ミスタ素子1を得て、それを図1に示す触媒温度検知用
の温度センサの耐熱キャップ4内に組み込み、300
℃、600℃、900℃における抵抗値を測定し、表3
にR300、R600、R900として示した。次に9
00℃で1000時間の密閉耐久試験を行った後、30
0℃における抵抗値を測定し、その変化率を(数1)に
より求め、表3にΔR300として示した。
ミスタ素子1を得て、それを図1に示す触媒温度検知用
の温度センサの耐熱キャップ4内に組み込み、300
℃、600℃、900℃における抵抗値を測定し、表3
にR300、R600、R900として示した。次に9
00℃で1000時間の密閉耐久試験を行った後、30
0℃における抵抗値を測定し、その変化率を(数1)に
より求め、表3にΔR300として示した。
【0029】なおCaO、ThO2は主成分(化1)と
固溶せず、単独で粒界に析出する。またThO2は還元
雰囲気に安定であるため、希土類酸化物と比較すると、
10分の1の添加量でも同様の効果が得られる。
固溶せず、単独で粒界に析出する。またThO2は還元
雰囲気に安定であるため、希土類酸化物と比較すると、
10分の1の添加量でも同様の効果が得られる。
【0030】しかし試料No.57のようにCaOの添加
量が5原子%を越えたり、試料No.60のようにyが
1.05を越えると、抵抗値の経時変化率を±20%以
内に抑えられない。またThO2の添加量も10原子%
を越えると急速に焼結性が悪くなり、抵抗値の経時変化
率は±20%以内に抑えられない。そして0.01原子
%未満の添加では、その効果は見られない。
量が5原子%を越えたり、試料No.60のようにyが
1.05を越えると、抵抗値の経時変化率を±20%以
内に抑えられない。またThO2の添加量も10原子%
を越えると急速に焼結性が悪くなり、抵抗値の経時変化
率は±20%以内に抑えられない。そして0.01原子
%未満の添加では、その効果は見られない。
【0031】(実施例4)以下本発明の第4の実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【0032】(化4)におけるZnO、MgO、Al2
O3、Cr2O3、CaCO3、ZrO2をx、y、z、
a、bが表4に示す組成になるように、それぞれ所定料
秤量し、試料No.61〜73を作成した。
O3、Cr2O3、CaCO3、ZrO2をx、y、z、
a、bが表4に示す組成になるように、それぞれ所定料
秤量し、試料No.61〜73を作成した。
【0033】
【表4】
【0034】実施例1と同様にして、サーミスタ素子1
を得て、それを図1に示す触媒温度検知用温度センサの
耐熱キャップ4内に組み込み、300℃、600℃、9
00℃における抵抗値を測定し、それを表4にR30
0、R600、R900として示した。そして900℃
で1000時間の密閉耐久試験を行った後、300℃に
おける抵抗値を測定し、その変化率を表4に示した。
を得て、それを図1に示す触媒温度検知用温度センサの
耐熱キャップ4内に組み込み、300℃、600℃、9
00℃における抵抗値を測定し、それを表4にR30
0、R600、R900として示した。そして900℃
で1000時間の密閉耐久試験を行った後、300℃に
おける抵抗値を測定し、その変化率を表4に示した。
【0035】ZrO2、CaOは主成分(化1)に固溶
せず、単独で粒界に析出する。表4に示す試料No.6
3、67のようにZrO2の添加量が30原子%を越え
焼結性が悪化したり、試料No.73のようにyの値が
1.05を越えたりすると、抵抗値の経時変化率を±2
0%以内に抑えられない。そしてZrO2の添加量が
0.01原子%未満では、その効果は何も見られない。
せず、単独で粒界に析出する。表4に示す試料No.6
3、67のようにZrO2の添加量が30原子%を越え
焼結性が悪化したり、試料No.73のようにyの値が
1.05を越えたりすると、抵抗値の経時変化率を±2
0%以内に抑えられない。そしてZrO2の添加量が
0.01原子%未満では、その効果は何も見られない。
【0036】また、主成分(化1)の組成が一定である
ならば、ZrO2の添加量を調節することにより、幅広
く抵抗値をコントロールできる。
ならば、ZrO2の添加量を調節することにより、幅広
く抵抗値をコントロールできる。
【0037】なお、上記実施例1〜5からもわかるよう
に本発明の温度センサに用いたサーミスタ材料は、環境
変化に強いものである。そこでディスク型やガラス封入
ディスク型やガラス封入する等形状を変えても温度セン
サとして十分使用できる。
に本発明の温度センサに用いたサーミスタ材料は、環境
変化に強いものである。そこでディスク型やガラス封入
ディスク型やガラス封入する等形状を変えても温度セン
サとして十分使用できる。
【0038】
【発明の効果】以上のように、本発明の温度センサはサ
ーミスタ素子を(化1)で表されるスピネル型構造の酸
化物を用いて形成して緻密化をはかっている。そして同
一結晶中にP型半導体とN型半導体を混在させているの
で、酸素が失われても、抵抗値の経時変化率を小さく抑
えることができる。
ーミスタ素子を(化1)で表されるスピネル型構造の酸
化物を用いて形成して緻密化をはかっている。そして同
一結晶中にP型半導体とN型半導体を混在させているの
で、酸素が失われても、抵抗値の経時変化率を小さく抑
えることができる。
【図1】本発明の一実施例の触媒温度検知用温度センサ
の断面図
の断面図
【図2】本発明の一実施例のサーミスタ素子の斜視図
1 サーミスタ素子 4 耐熱キャップ
フロントページの続き (72)発明者 畑 拓興 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項1】 金属製の耐熱キャップと、この耐熱キャ
ップ内に収納したサーミスタ素子と、このサーミスタ素
子に電気的に接続するとともに、前記耐熱キャップ外に
引出したリード線とを備え、前記サーミスタ素子を(化
1)で表されるスピネル型構造の酸化物を用いて形成し
た温度センサ。 【化1】 - 【請求項2】 (化1)の構成金属原子を100原子%
としたとき、サーミスタ素子が(化2)で表される物質
を用いて形成された請求項1記載の温度センサ。 【化2】 - 【請求項3】 (化1)の構成金属原子を100原子%
としたとき、サーミスタ素子が(化3)で表される物質
を用いて形成された請求項1記載の温度センサ。 【化3】 - 【請求項4】 (化1)の構成金属原子を100原子%
としたとき、サーミスタ素子が(化4)で表される物質
を用いて形成された請求項1記載の温度センサ。 【化4】
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5067827A JP2985562B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5067827A JP2985562B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 温度センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06283311A true JPH06283311A (ja) | 1994-10-07 |
JP2985562B2 JP2985562B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=13356176
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5067827A Expired - Fee Related JP2985562B2 (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 温度センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2985562B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0783096A1 (en) * | 1996-01-08 | 1997-07-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Temperature detecting apparatus |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP5067827A patent/JP2985562B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0783096A1 (en) * | 1996-01-08 | 1997-07-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Temperature detecting apparatus |
KR100245563B1 (ko) * | 1996-01-08 | 2000-03-02 | 모리시타 요이찌 | 온도검출장치 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2985562B2 (ja) | 1999-12-06 |
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