JPH07176407A - プルアップ抵抗内蔵型サーミスタ - Google Patents

プルアップ抵抗内蔵型サーミスタ

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JPH07176407A
JPH07176407A JP32235193A JP32235193A JPH07176407A JP H07176407 A JPH07176407 A JP H07176407A JP 32235193 A JP32235193 A JP 32235193A JP 32235193 A JP32235193 A JP 32235193A JP H07176407 A JPH07176407 A JP H07176407A
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resistor
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thermistor
constant
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Masamichi Shibata
正道 柴田
Susumu Shibayama
進 芝山
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Denso Corp
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NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、特に、低温域、または、高温域で
の温度計測精度が悪化することのない広範囲の温度測定
に適用可能なプルアップ抵抗内蔵型サーミスタを提供す
ることを目的とする。 【構成】 温度に応じて抵抗値が変化するサーミスタか
らなる温度検出用の温度測定抵抗2と該温度測定抵抗の
抵抗値変化を出力として検出するためのプルアップ抵抗
3と、該プルアップ抵抗から出力を取り出すための電極
4とが、電気絶縁性基板1に一体化されて備えられ、し
かも前記温度測定抵抗のサーミスタB定数と前記プルア
ップ抵抗のサーミスタB定数との比であるB定数比が、
B定数比0.4〜0.9の範囲、或いは、B定数比1.
1〜1.5の範囲で構成されたことを特徴とする構成を
採用したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ボイラーの温度或いは
自動車の排気温度などを検知するために低温から高温ま
で温度測定可能なワイドレンジのプルアップ抵抗内蔵型
サーミスタに関するものである
【0002】
【従来の技術】従来より、ボイラーの温度或いは自動車
の排気温度などを検知するために低温から高温まで温度
測定可能なワイドレンジの温度検出器が提案されてきて
いる。例えば、特開平5−34208号公報は、温度測
定部に、サーミスタB定数の異なる2種以上のサーミス
タを並列に接続して、サーミスタの合成抵抗値を望まし
い抵抗値の範囲で変化させようとするものであるが、そ
の抵抗値の変化は、低温から高温の変化でおよそ3桁
(ex.0.1KΩから200KΩに変化)変化する。こ
の場合、一般的に用いられている温度−電圧変換回路
(代表例を図2に記す)にて電圧変換すると電圧検出用
プルアップ抵抗3’が固定抵抗であるために、温度変化
により広範囲に変化するサーミスタ抵抗値に対して、温
度変化に対する電圧変化量を最大とするような最適なプ
ルアップ抵抗値が得られず、特に、低温域、または、高
温域にて温度計測精度が悪化するという問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題を
鑑み、特に、低温域、または、高温域での温度計測精度
が悪化することのない広範囲の温度測定に適用可能なプ
ルアップ抵抗内蔵型サーミスタを提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、温度に応じて抵
抗値が変化する厚膜又は薄膜のサーミスタからなる温度
検出用の温度測定抵抗と、該温度測定抵抗の抵抗値変化
を出力として検出するためのプルアップ抵抗と、該プル
アップ抵抗から出力を取り出すための手段とが、電気絶
縁性基板上に一体化されて備えられ、しかも前記温度測
定抵抗のサーミスタB定数と前記プルアップ抵抗のサー
ミスタB定数との比であるB定数比が、B定数比0.4
〜0.9の範囲、或いはB定数比1.1〜1.5の範囲
で構成されたことを特徴とするプルアップ抵抗内蔵型サ
ーミスタを採用するものである。
【0005】
【作用】上記の構成を採用することによって、即ち特に
温度測定抵抗のサーミスタB定数と前記プルアップ抵抗
のサーミスタB定数との比であるB定数比が、B定数比
0.4〜0.9の範囲、或いは、B定数比1.1〜1.
5の範囲で構成されたことから、温度変化に対する電圧
変化量を最大にすることが可能である。さらに、サーミ
スタのB定数は、バラツキがあり、このバラツキがB定
数比をバラツかせて、電圧変化量が変化し、温度測定精
度を低下させる原因となりうるのであるが、本発明の如
く構成することによって、B定数比変化に対して電圧変
化量がほとんど変化せず、大きな電圧変化量が得られ
る。即ち、各々バラツいても測定温度に対して安定した
電圧変化量が得られることから、高い温度検出精度が得
られることになる。
【0006】
【発明の効果】以上に記した作用により、低温域、また
は、高温域での温度計測精度が悪化することのない広範
囲の温度測定に適用可能なプルアップ抵抗内蔵型サーミ
スタを提供することができる。
【0007】
【実施例】本発明者らは、上記問題点について鋭意検討
してきた。その結果、温度変化に対する電圧変化量は、
サーミスタ抵抗と、電圧検出用のプルアップ抵抗の比に
支配されるということに着目した。そして、特に低温時
にはプルアップ抵抗値を大きく、高温時には小さくなる
ように連続的に設定することにより、温度変化に対する
電圧変化量が大きくなるように検出するための研究を重
ね、本発明に至ったのである。以下、本発明について図
に記した実施例を参照しながら説明する。
【0008】図1は、本発明の実施例であるプルアップ
抵抗内蔵型サーミスタの構成を説明するための一部破断
面斜視図である。図において、B値の異なる2種のサー
ミスタを温度検出部に直列に配置し、一方のサーミスタ
を温度検出用、他方を電圧検出用のプルアップ抵抗とす
る構成からなり、1はアルミナ等の電気絶縁性セラミッ
クス基板であり、2はMn-Crスピネル系等の温度検出用
サーミスタである温度測定抵抗であり、3はCr2O3-ZnO
系等の電圧検出用サーミスタであるプルアップ抵抗であ
り、4(4a,4b,4c)は、出力を取り出すための
手段であり、Pt等の貴金属或いは高耐熱性金属等からな
る電極である。また6はアルミナ等の電気絶縁性セラミ
ックス基板からなる被覆基板である。ここで、本発明の
実施例であるプルアップ抵抗内蔵型サーミスタは、アル
ミナ等の前記電気絶縁性セラミックス基板1のグリーン
シート上に、Mn-Crスピネル系等の前記温度検出用サー
ミスタである前記温度測定抵抗2のペースト物、Cr2O3-
ZnO系等の前記電圧検出用サーミスタである前記プルア
ップ抵抗3のペースト物、及びは、Pt等の貴金属或いは
高耐熱性金属等からなる前記電極4(4a,4b,4
c)のペースト物を印刷して、アルミナ等の電気絶縁性
セラミックス基板からなる前記被覆基板6であるグリー
ンシートを被覆して一体化したのちに、焼成して焼成体
としたものである。尚、前記電極4は、4a:一定電圧
印加用電極、4b:電圧検出用電極、4c:共通電極か
ら構成されている。そして、前記一定電圧印加用電極4
aと前記共通電極4cとの間に一定電圧Eが印加されて
いる。また、前記電圧検出用電極4bと前記共通電極4
cとの間の前記温度測定抵抗2の設けられた温度検出部
5の温度に対応した数1に示される電圧Vを出力してい
る。
【0009】
【数1】 ここで、 RPt:温度t℃における前記プルアップ抵抗3の抵抗値 RSt:温度t℃における前記温度測定抵抗2の抵抗値 である。
【0010】図2は従来の温度検出の基本的な回路図で
あり、温度検出部5’には、温度測定抵抗2’が配さ
れ、また固定抵抗である電圧検出用プルアップ抵抗3’
と直列に接続されて構成されている。温度検出部5’の
温度に対応した数2に示される電圧V’を出力してい
る。
【0011】
【数2】 ここで、 RPt’:温度t℃における前記プルアップ抵抗3’の抵
抗値 RSt’:温度t℃における前記温度測定抵抗2’の抵抗
値 である。
【0012】図3は、前記温度検出部5’の温度に対す
る出力電圧V’の関係を示すもので、図中の記号aは、
前記プルアップ抵抗3’の抵抗値が小さい場合であり、
又、bは、大きい場合である。温度が高いときには、前
記プルアップ抵抗3’の抵抗値が小さく、温度が低いと
きには、大きく設定すれば、温度の変化に対する電圧変
化を大きく設定でき、温度検出精度を向上させることが
できる。
【0013】図1に記した本発明の実施例では、前記温
度検出部5に、前記プルアップ抵抗3として前記プルア
ップ抵抗3’に相当する抵抗体が、サーミスタにて形成
されていることから、前記温度検出部5の温度が低いと
きには、前記プルアップ抵抗3の抵抗値は大きく、温度
が高いときには小さくなる。そのため、広い温度測定領
域に渡って、温度変化に対する電圧変化量を大きな値と
して検出できる。該電圧変化量は、各温度における前記
温度測定抵抗2の抵抗値と前記プルアップ抵抗3の抵抗
値の比によって、決定される。そして、前記温度測定抵
抗2の抵抗値と前記プルアップ抵抗3の抵抗値は、各々
のサーミスタ材料によって決まるB定数によって定まる
ので、前記電圧変化量は、B定数の比に左右される。
【0014】ところで、B定数は、
【0015】
【数3】 で表され、ここで、R(T)は、絶対温度TKでの抵抗
値、R0(T0)は、絶対温度T0Kでの抵抗値を表して
おり、一般に温度に対する抵抗値変化量の少ないものほ
ど小さく、抵抗値変化量の大きいものほど大きい。
【0016】このB定数を、各種変更し、即ち前記温度
測定抵抗2のB定数と前記プルアップ抵抗3のB定数の
比を、B定数比として、温度変化に対する電圧変化量
を、0.1〜1Vが、100〜1000℃になるようス
ケーリングしたときのスケーリングアンプの増幅率と、
温度変化に対するスケーリングアンプ後の電圧変化量を
調査した結果を、図4に示す。cは、B定数比1.0以
下の時の電圧変化量である。dは、B定数比1.0以上
の時の電圧変化量である。eは、B定数比1.0以下の
時のスケーリングアンプの増幅率であり、fは、B定数
比1.0以上の時のスケーリングアンプの増幅率であ
る。
【0017】図4から、B定数比を最適に選定すること
により、温度変化に対する電圧変化量を最大にすること
が可能である。また、B定数比1.0近傍は、スケーリ
ングアンプの増幅率が、過大となり実用的でない。さら
に、サーミスタのB定数は、バラツキがあり、このバラ
ツキがB定数比をバラツかせて、電圧変化量が変化し、
温度測定精度を低下させる原因となりうるのであるが、
本発明の如く構成することによって、B定数比0.4〜
0.9の範囲(図4中gで記す)に、或いは、B定数比
1.1〜1.5の範囲(図4中hで記す)では、B定数
比変化に対して電圧変化量がほとんど変化せず、大きな
電圧変化量が得られる。そのため、温度測定精度の優れ
たB定数比範囲である。
【0018】従って、B定数比0.4〜0.9の範囲、
或いは、B定数比1.1〜1.5の範囲になるように、
前記温度測定抵抗2と前記プルアップ抵抗3を設定する
ことにより、前記温度測定抵抗2のB定数と前記プルア
ップ抵抗3のB定数が、各々バラツいても測定温度に対
して安定した電圧変化量が得られることから、高い温度
検出精度が得られることになる。
【0019】以上に説明した実施例では、同一の電気的
絶縁性セラミックス基板上に2種類のサーミスタを配置
し、片方を温度測定抵抗(温度検出用サーミスタ)、他
方をプルアップ抵抗(電圧検出用サーミスタ)として使
用したが、一つの電気的絶縁性セラミックス基板上に1
種類の温度測定抵抗(温度検出用サーミスタ)を配置
し、別の電気的絶縁性セラミックス基板上に別の1種類
のプルアップ抵抗(電圧検出用サーミスタ)を配置し
て、重ね合わせ、前記実施例と同様の回路構成になるよ
うに各電極をスルーホール等により接続する構成として
もよく、また各電極をプルアップ抵抗内蔵型サーミスタ
の外部で接続する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例であるプルアップ抵抗内蔵型サ
ーミスタの構成を説明するための一部破断面斜視図であ
る。
【図2】従来の温度検出の基本的な回路図である。
【図3】温度検出部の温度に対する出力電圧Vの関係を
示すものである。
【図4】スケーリングアンプの増幅率と、温度変化に対
するスケーリングアンプ後の電圧変化量を調査した結果
を示す図である。
【符号の説明】
1 電気絶縁性セラミックス基板 2 温度測定抵抗 3 プルアップ抵抗 4 電極 4a 一定電圧印加用電極 4b 電圧検出用電極 4c 共通電極 5 温度検出部 6 被覆基板

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 温度に応じて抵抗値が変化する厚膜又は
    薄膜のサーミスタからなる温度検出用の温度測定抵抗
    と、 該温度測定抵抗の抵抗値変化を出力として検出するため
    のプルアップ抵抗と、 該プルアップ抵抗から出力を取り出すための手段とが、
    電気絶縁性基板上に一体化されて備えられ、しかも前記
    温度測定抵抗のサーミスタB定数と前記プルアップ抵抗
    のサーミスタB定数との比であるB定数比が、B定数比
    0.4〜0.9の範囲、或いは、B定数比1.1〜1.
    5の範囲で構成されたことを特徴とするプルアップ抵抗
    内蔵型サーミスタ。
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