JPH074525Y2 - 静電容量型温度センサ - Google Patents
静電容量型温度センサInfo
- Publication number
- JPH074525Y2 JPH074525Y2 JP1987169971U JP16997187U JPH074525Y2 JP H074525 Y2 JPH074525 Y2 JP H074525Y2 JP 1987169971 U JP1987169971 U JP 1987169971U JP 16997187 U JP16997187 U JP 16997187U JP H074525 Y2 JPH074525 Y2 JP H074525Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulator
- temperature sensor
- temperature
- capacitance
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Push-Button Switches (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は静電容量の変化で温度を測定することができる
静電容量型温度センサに関するものである。
静電容量型温度センサに関するものである。
（従来の技術） 従来、この種静電容量型温度センサとしてセラミックコ
ンデンサが知られている。このセラミックコンデンサは
誘電率がキュリー温度付近で急激に大きくなり、それ以
上では温度上昇に反比例する形で減少するので、この誘
電率の変化に伴なう静電容量の変化から相対温度を測定
することができる。
ンデンサが知られている。このセラミックコンデンサは
誘電率がキュリー温度付近で急激に大きくなり、それ以
上では温度上昇に反比例する形で減少するので、この誘
電率の変化に伴なう静電容量の変化から相対温度を測定
することができる。
（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、前記セラミックコンデンサでは誘電体と
して吸水性のあるセラミックを用いているため、温度以
外の物理量である湿度の影響で誘電率が大きく変化し易
く、そのため防湿にかなりの注意を要するという問題点
があった。
して吸水性のあるセラミックを用いているため、温度以
外の物理量である湿度の影響で誘電率が大きく変化し易
く、そのため防湿にかなりの注意を要するという問題点
があった。
上記のセラミックコンデンサとは別に、エチルアルコー
ルを収容した筒状プローブの一端にエチルアルコールの
膨張時に静電容量が変化するキャパシター構成部（空気
コンデンサ）を連結し、エチルアルコールの膨張による
内部空気の体積変化によりキャパシター構成部の静電容
量を検出するようにした温度センサ（実開昭55-65530号
公報）も知られているが、感温液体として揮発性のエチ
ルアルコールを用いることから製造が難しく、使用に際
して液漏れ等の問題を生じ易い問題点がある。
ルを収容した筒状プローブの一端にエチルアルコールの
膨張時に静電容量が変化するキャパシター構成部（空気
コンデンサ）を連結し、エチルアルコールの膨張による
内部空気の体積変化によりキャパシター構成部の静電容
量を検出するようにした温度センサ（実開昭55-65530号
公報）も知られているが、感温液体として揮発性のエチ
ルアルコールを用いることから製造が難しく、使用に際
して液漏れ等の問題を生じ易い問題点がある。
本考案は前記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、湿度の影響を受けることなく正確な温
度測定が可能で、しかも製造で簡単で且つ取扱いが容易
な静電容量型の温度センサを提供することにある。
とするところは、湿度の影響を受けることなく正確な温
度測定が可能で、しかも製造で簡単で且つ取扱いが容易
な静電容量型の温度センサを提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 本考案は前記問題点を解決するために、密閉空間を内部
に有する本体と、上記密閉空間に対向配置された１対の
電極と、一端を一方の電極に接し他端を他方の電極と空
気層を介して向き合うように上記密閉空間に配置された
絶縁体とを具備したことを特徴としている。
に有する本体と、上記密閉空間に対向配置された１対の
電極と、一端を一方の電極に接し他端を他方の電極と空
気層を介して向き合うように上記密閉空間に配置された
絶縁体とを具備したことを特徴としている。
（作用） 本考案によれば、密閉空間内において絶縁体は温度が上
昇すると自らの膨張率に従って空気層を圧縮しつつ膨張
し、逆に温度が低下すると収縮するので、静電容量はこ
の体積変化に伴なって変化する。
昇すると自らの膨張率に従って空気層を圧縮しつつ膨張
し、逆に温度が低下すると収縮するので、静電容量はこ
の体積変化に伴なって変化する。
（実施例） 第１図（ａ）乃至第１図（ｄ）は本考案の一実施例を示
すもので、第１図（ａ）は静電容量型温度センサ（以下
単に温度センサという）の斜視図、第１図（ｂ）は第１
図（ａ）の断面図、第１図（ｃ）は第１図（ｂ）の等価
回路、第１図（ｄ）は動作説明用の断面図である。
すもので、第１図（ａ）は静電容量型温度センサ（以下
単に温度センサという）の斜視図、第１図（ｂ）は第１
図（ａ）の断面図、第１図（ｃ）は第１図（ｂ）の等価
回路、第１図（ｄ）は動作説明用の断面図である。
同図において、１は硬質プラスチック、セラミック等の
絶縁材からなる偏平角筒状の枠体であり、該枠体１の開
口端夫々には金属等の導電材からなる矩形板状の電極2
a,2bが所定の間隔Ｌをおいて平行に固定されている。前
記枠体１と電極2a,2bとで構成された中空状の本体３は
温度変化によって内圧が大小した場合においてもその体
積が変化しにくいものであり、つまり前記枠体１と電極
2a,2bは内圧変化によっても変形しにくい寸法、材質を
有している。また、前記本体３内に形成された密閉空間
４には、下側の電極2bに接着剤等を用いて固着したシリ
コーンゴムからなる絶縁体５が配置されている。この絶
縁体５は電極2a,2bと直交する高さ方向の寸法l1が電極2
a,2b間の間隔Ｌよりも小さく、該絶縁体５の上面と上側
の電極2aの内面との間には高さ方向の寸法がＬ−l1の空
気層６が形成されている。7a,7bは電極2a,2bに夫々接続
されたリード線である。
絶縁材からなる偏平角筒状の枠体であり、該枠体１の開
口端夫々には金属等の導電材からなる矩形板状の電極2
a,2bが所定の間隔Ｌをおいて平行に固定されている。前
記枠体１と電極2a,2bとで構成された中空状の本体３は
温度変化によって内圧が大小した場合においてもその体
積が変化しにくいものであり、つまり前記枠体１と電極
2a,2bは内圧変化によっても変形しにくい寸法、材質を
有している。また、前記本体３内に形成された密閉空間
４には、下側の電極2bに接着剤等を用いて固着したシリ
コーンゴムからなる絶縁体５が配置されている。この絶
縁体５は電極2a,2bと直交する高さ方向の寸法l1が電極2
a,2b間の間隔Ｌよりも小さく、該絶縁体５の上面と上側
の電極2aの内面との間には高さ方向の寸法がＬ−l1の空
気層６が形成されている。7a,7bは電極2a,2bに夫々接続
されたリード線である。
即ち、前記温度センサは、第１図（ｃ）に示すように空
気層６を誘電体としたコンデンサC1と、絶縁体５を誘電
体としたコンデンサC2とを直列に接続した構成になって
いる。つまり、空気の誘電率をε１、シリコーンゴムか
らなる絶縁体５の誘電率をε２（ε２＞ε１）、電極2
a,2bの有効対向面積をＡとすると、温度センサの合成静
電容量Csは下記式１のようになる。
気層６を誘電体としたコンデンサC1と、絶縁体５を誘電
体としたコンデンサC2とを直列に接続した構成になって
いる。つまり、空気の誘電率をε１、シリコーンゴムか
らなる絶縁体５の誘電率をε２（ε２＞ε１）、電極2
a,2bの有効対向面積をＡとすると、温度センサの合成静
電容量Csは下記式１のようになる。
次に、温度上昇時における温度センサの動作を第１図
（ｄ）を参照して説明する。温度が上昇しても密閉空間
４の体積変化は微少であるが、絶縁体５は該密閉空間４
内で温度上昇に伴なって空気層６を圧縮しつつ膨張しそ
の高さ方向の寸法をl2に拡大する。つまり、絶縁体５の
高さ方向の寸法拡大によって前記式１における分母の値
が小さくなり、温度センサの合成静電容量Csは第１図
（ｂ）に示した温度上昇前の状態に比べて大きくなる。
一方、温度低下時には前記とは逆に絶縁体５が収縮する
ので合成静電容量Csは小さくなる。即ち、前記絶縁体５
は自らの膨張率に従って線形に膨張或いは収縮すること
になり、静電容量もこれに比例したものとなるから、こ
の変化をリード線7a,7bから取り入れることで相対温度
を測定することが可能となる。
（ｄ）を参照して説明する。温度が上昇しても密閉空間
４の体積変化は微少であるが、絶縁体５は該密閉空間４
内で温度上昇に伴なって空気層６を圧縮しつつ膨張しそ
の高さ方向の寸法をl2に拡大する。つまり、絶縁体５の
高さ方向の寸法拡大によって前記式１における分母の値
が小さくなり、温度センサの合成静電容量Csは第１図
（ｂ）に示した温度上昇前の状態に比べて大きくなる。
一方、温度低下時には前記とは逆に絶縁体５が収縮する
ので合成静電容量Csは小さくなる。即ち、前記絶縁体５
は自らの膨張率に従って線形に膨張或いは収縮すること
になり、静電容量もこれに比例したものとなるから、こ
の変化をリード線7a,7bから取り入れることで相対温度
を測定することが可能となる。
したがって、前記実施例によれば、絶縁体５を密閉空間
４内で膨張或いは収縮させているので、絶縁体５及び空
気層６の誘電率が湿度による影響を受けて変化すること
がなく、一定した誘電率のもとで絶縁体５の温度による
体積変化を静電容量の変化として捕えることができ、よ
って分解能が高く、且つ正確な温度測定が可能となる。
しかも、本体３内の密閉空間４に絶縁体５の層と空気層
６を形成した簡単な構造であるため、製造が極めて簡単
で量産に適すると共に、故障が少なく取扱い易い利点が
ある。また、絶縁体５として熱による物性変化が極めて
少ないシリコーンゴムを用いているので、測定範囲を幅
広く取りことができ、また経時的にも安定した温度測定
が期待できる。
４内で膨張或いは収縮させているので、絶縁体５及び空
気層６の誘電率が湿度による影響を受けて変化すること
がなく、一定した誘電率のもとで絶縁体５の温度による
体積変化を静電容量の変化として捕えることができ、よ
って分解能が高く、且つ正確な温度測定が可能となる。
しかも、本体３内の密閉空間４に絶縁体５の層と空気層
６を形成した簡単な構造であるため、製造が極めて簡単
で量産に適すると共に、故障が少なく取扱い易い利点が
ある。また、絶縁体５として熱による物性変化が極めて
少ないシリコーンゴムを用いているので、測定範囲を幅
広く取りことができ、また経時的にも安定した温度測定
が期待できる。
第２図（ａ），（ｂ）は本考案の他の実施例を示すもの
で、第２図（ａ）は温度センサの断面図、第２図（ｂ）
は第２図（ａ）の等価回路である。
で、第２図（ａ）は温度センサの断面図、第２図（ｂ）
は第２図（ａ）の等価回路である。
本実施例は、一方の電極8aを有底筒状となし、該電極8a
の開口部に円板状の枠体９を嵌着するとともに、他方の
電極8bを棒状となし、該電極8bを枠体９及び絶縁体５を
貫通して電極8aの内面に隙間を介して対峙させた点で前
記実施例と異なる。
の開口部に円板状の枠体９を嵌着するとともに、他方の
電極8bを棒状となし、該電極8bを枠体９及び絶縁体５を
貫通して電極8aの内面に隙間を介して対峙させた点で前
記実施例と異なる。
本実施例では、第２図（ｂ）に示すように空気層６を誘
電体としたコンデンサC3と、絶縁体５を誘電体としたコ
ンデンサC4とを並列に接続した構成になっているが、絶
縁体５の温度による体積変化を静電容量の変化として捕
えることができるので前記実施例と同様の効果を達成す
ることができる。
電体としたコンデンサC3と、絶縁体５を誘電体としたコ
ンデンサC4とを並列に接続した構成になっているが、絶
縁体５の温度による体積変化を静電容量の変化として捕
えることができるので前記実施例と同様の効果を達成す
ることができる。
尚、実施例では絶縁体５としてシリコーンゴムを用いた
ものを示したが、該絶縁体５は同様の物性を有するフッ
素系ゴム等で代用してもよいことは勿論であり、また温
度センサの形状も角筒状に限らず、円筒状等に種々変更
してもよい。
ものを示したが、該絶縁体５は同様の物性を有するフッ
素系ゴム等で代用してもよいことは勿論であり、また温
度センサの形状も角筒状に限らず、円筒状等に種々変更
してもよい。
（考案の効果） 以上説明したように本考案によれば、本体内の密閉空間
に設けられた絶縁体の層と空気層との温度による体積比
変化を静電容量として捕らえているので、湿度の影響を
受けることなく高い分解能下で正確な温度測定を行える
利点がある。しかも、本体内の密閉空間に絶縁体の層と
空気層を形成した簡単な構造であるため、製造が極めて
簡単で量産に適すると共に、故障が少なく取扱い易い利
点がある。
に設けられた絶縁体の層と空気層との温度による体積比
変化を静電容量として捕らえているので、湿度の影響を
受けることなく高い分解能下で正確な温度測定を行える
利点がある。しかも、本体内の密閉空間に絶縁体の層と
空気層を形成した簡単な構造であるため、製造が極めて
簡単で量産に適すると共に、故障が少なく取扱い易い利
点がある。
第１図（ａ）乃至第１図（ｄ）は本考案の一実施例を示
すもので、第１図（ａ）は温度センサの斜視図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）の断面図、第１図（ｃ）は第１図
（ｂ）の等価回路、第１図（ｄ）は動作説明用の断面
図、第２図（ａ），（ｂ）は本考案の他の実施例を示す
もので、第２図（ａ）は温度センサの断面図、第２図
（ｂ）は第２図（ａ）の等価回路である。 1,9……枠体、2a,2b,8a,8b……電極、３……本体、４…
…密閉空間、５……絶縁体、６……空気層。
すもので、第１図（ａ）は温度センサの斜視図、第１図
（ｂ）は第１図（ａ）の断面図、第１図（ｃ）は第１図
（ｂ）の等価回路、第１図（ｄ）は動作説明用の断面
図、第２図（ａ），（ｂ）は本考案の他の実施例を示す
もので、第２図（ａ）は温度センサの断面図、第２図
（ｂ）は第２図（ａ）の等価回路である。 1,9……枠体、2a,2b,8a,8b……電極、３……本体、４…
…密閉空間、５……絶縁体、６……空気層。
Claims (2)
- 【請求項１】密閉空間を内部に有する本体と、 上記密閉空間に対向配置された１対の電極と、 一端を一方の電極に接し他端を他方の電極と空気層を介
して向き合うように上記密閉空間に配置された絶縁体と
を具備した、 ことを特徴とする静電容量型温度センサ。 - 【請求項２】絶縁体がシリコーンゴムから成る、 ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
静電容量型温度センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987169971U JPH074525Y2 (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 静電容量型温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1987169971U JPH074525Y2 (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 静電容量型温度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0174535U JPH0174535U (ja) | 1989-05-19 |
| JPH074525Y2 true JPH074525Y2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=31460506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1987169971U Expired - Lifetime JPH074525Y2 (ja) | 1987-11-06 | 1987-11-06 | 静電容量型温度センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH074525Y2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011046119A1 (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | 株式会社山武 | 静電容量型センサ |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2877093B1 (fr) * | 2004-10-21 | 2007-01-26 | Sidel Sas | Procede de mesure capacitive d'une caracteristique d'un recipient thermoplastique dans un moule, moule ainsi equipe, procede de fabrication du moule, et installation de moulage equipe du moule |
| JP4557750B2 (ja) * | 2005-03-02 | 2010-10-06 | キヤノン株式会社 | 水分量判定装置、画像形成装置、制御方法、及びプログラム |
-
1987
- 1987-11-06 JP JP1987169971U patent/JPH074525Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011046119A1 (ja) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | 株式会社山武 | 静電容量型センサ |
| CN102741672A (zh) * | 2009-10-16 | 2012-10-17 | 阿自倍尔株式会社 | 电容式传感器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0174535U (ja) | 1989-05-19 |
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