JPH0812117B2 - 温度検出素子 - Google Patents

温度検出素子

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JPH0812117B2
JPH0812117B2 JP24210586A JP24210586A JPH0812117B2 JP H0812117 B2 JPH0812117 B2 JP H0812117B2 JP 24210586 A JP24210586 A JP 24210586A JP 24210586 A JP24210586 A JP 24210586A JP H0812117 B2 JPH0812117 B2 JP H0812117B2
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道夫 根本
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東北金属工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は,空調機,暖房器等のヒーター等の温度検
知,あるいは自動車等の冷却水温度検知等に利用される
温度検出素子に関する。
<従来の技術> 第7図に従来の温度検出素子の一例を,第9図に第7
図の温度検出素子を用いた温度検出回路のブロック図を
示す。感温磁性体1はMn−Zn系フェライト材でその形状
は円筒形状であり,導線21に絶縁被膜22を施したリード
線71がN回巻かれている。感温磁性体1の材料自体の透
磁率μの温度特性は,第8図(b)に示すごとく,キュ
リー温度TCの直前にてμが最大値を示し,キュリー温度
TCにて急激にμが低下する特性である。
<発明が解決しようとする問題点> このキュリー温度TC直前での急激な透磁率μの低下を
回路的に検出することにより高精度の温度検知が可能で
あるが,μ−T特性はキュリー温度TC以下の低温度へ下
がるに従ってμは単調に下がる傾向にあり,低温側にて
μが低下する事により誤動作という問題点が生じてい
た。
第9図の検出回路において,第7図に示した温度セン
サー10に発振回路OSCにより周波数fの交流電流を印加
するが,温度センサー10の出力電圧V1対温度T特性は,
出力電圧V1が感温磁性材料のμに比例するので,第8図
(a)のごとく感温磁性体1の構成材料のμ−T特性と
ほぼ同一の傾向である。ここで,コンパレーターCOPの
しきい値をVBEに選択して,温度T1を検出するが(T1
キュリー温度TCより0.2〜0.5℃低めである),材料自体
のμ−T特性上,VBEに相当する低温側での温度T′が存
在し,T′は誤動作温度となる。
第10図は第9図に示した検出回路の電圧−温度特性を
示し,低温側の温度T′以下においてコンパレーターCO
Pからハイレベル信号が出力されてしまい誤動作してし
まうことが理解できよう。
温度T′での誤動作をさけるためには,従来は使用環
境温度範囲をT′以上に設定した製品仕様とせざるを得
ない。従って,広範囲での使用環境温度範囲の要求され
る用途(例えば自動車用等)については利用する事が困
難であるという問題点を有していた。
一方,従来の他の対策としては,温度検出素子と直列
にサーミスター素子等の温度補償用素子を追加して,低
温域での出力電圧の低下を抑制する方法があったが,サ
ーミスター素子追加によるコストアップ,及びセンサー
部分が感温磁性体とサーミスター素子とを一体化するた
めに大型化して熱応答性が低下するという性能上の問題
があった。
本発明は,かかる問題点を解決すべくなされたもので
あって,その技術的課題は,低温域での透磁率μの低下
を必要最小限の部品追加により補償し得る温度検出素子
を提供することにある。
<問題点を解決するための手段> 本発明によれば,閉磁路を形成し,且つ抵抗−温度特
性において負の温度係数を示す感温磁性体にリード線を
巻回して成る温度検出素子において,感温磁性体には,
互いに対向する端面に第1の電極部分と第2の電極部分
とがそれぞれ設けられ,リード線は,感温磁性体に巻回
されてコイル部を成すと共に,一端が第1の電極部分と
電気的に接続され,且つ他端が電源端子用に供された第
1のリード線と,一端が第2の電極部分と電気的に接続
され,且つ他端が電源端子用に供された第2のリード線
とに区別されて成る温度検出素子が得られる。
又,本発明によれば,上記温度検出素子において,感
温磁性体は中空部を有する環状又は矩形状であって,第
1の電極部分と第2の電極部分とは中空の延在方向に直
交する該感温磁性体の対向端面にそれぞれ設けられた温
度検出素子が得られる。
一方,本発明によれば,閉磁路を形成し,且つ温度−
抵抗特性において負の温度係数を示す感温磁性体にリー
ド線を巻回して成る温度検出素子において,感温磁性体
は,中空部を有さない板状であって,且つ該感温磁性体
の最大占有面積を有する対向端面には,第1の電極部分
と第2の電極部分とがそれぞれ設けられ,リード線は,
対向端面の一方の面上にて渦巻き状に巻回されて渦巻き
平面状コイル部を成すと共に,一端が第1の電極部分と
電気的に接続され,且つ他端が電源端子用に供された第
1のリード線と,一端が第2の電極部分と電気的に接続
され,且つ他端が電源端子用に供された第2のリード線
とに区別されて成る温度検出素子が得られる。
<作用> 上記構成により,温度−抵抗特性において負の温度係
数を示す感温磁性体自体の抵抗値を取り出させるように
し,一方,2つの電源端子の間に交流電流を流して,感温
磁性体の透磁率μとそれ自身の抵抗値Rとの直列接続回
路を形成して,低温側でのインピーダンス低下を改善し
ている。
<実施例> 以下に実施例を挙げ本発明の温度検出素子について,
図面を参照して詳細に説明する。
第1図は,本発明の一実施例に係る温度検出素子の基
本構成を示したものである。又,第3図は温度検出素子
の要部を示したもので,同図(a)はその要部を斜視図
により示し,同図(b)はその要部を側面図により示し
たものである。
この温度検出素子においては,閉磁路を形成し,且つ
抵抗−温度特性において負の温度係数を示す感温磁性体
11の互いに対向する端面に第1の電極31と第2の電極32
とがそれぞれ設けられ,これら第1及び第2の電極31,3
2はそれぞれ2本のリード線41,42によって電気的に接続
されている。但し,感温磁性体11は中空部を有する環状
あって(矩形状であっても良い),第1の電極31と第2
の電極32とは中空の延在方向に直交する感温磁性体11の
対向端面にそれぞれ設けられている。
又,第1のリード線41は,中途部分が感温磁性体11に
巻回されてコイル部43を成すと共に,一端が電気的接合
部51にて第1の電極31と電気的に接続され,且つ他端が
電源端子に供されている。又,第2のリード線42は,一
端が電気的接合部52にて第2の電極32と電気的に接続さ
れ,且つ他端が電源端子用に供されている。
因みに,第1のリード線41は,導体部分411を絶縁被
膜部分401で覆ったもので,第2のリード線41にも,導
体部分422を絶縁被膜部分402で覆ったものが使用されて
いる。ここでは,感温磁性体11に電極31,32を設けてい
るが,この温度検出素子は電気的な受動体としては単体
で構成される。
電極31,32は,一般に銀ペースト材を塗布した後,熱
処理により形成され,感温磁性体11とオーミックコンタ
クトを有しており,電極31,32間にて感温磁性体11自体
の抵抗値Rが取り出される。感温磁性体11はMn−Zn系フ
ェライト材であるが,抵抗特性は半導体的な性質を有し
ており,その抵抗値R対温度T特性は,第4図(b)の
如くであり,温度上昇に対して単調に減少する傾向を示
す。一般に,常温での抵抗値Rは数KΩで,抵抗値Rの
変化率は1℃当たり0.4%であり,ほぼ通常のサーミス
タ等と同程度である。
第4図は透磁率μ対温度T特性であり,電極31,32を
つけたことによる影響は殆ど受けず,従来のμ−T特性
とほぼ同じである。接合部分51,52は通常,半田付け等
により形成される。リード線41,42の導体411,422間はコ
イル部43によるインダクタンスL成分と感温磁性体11自
体の抵抗値Rとの直列接続となり,その合成インピーダ
ンスの温度特性は第2図(a)の破線の如く,キュリー
温度TC近傍で急げきに低下し,TCから低下するにつれて
単調にインピーダンスが増加する傾向である。
第9図の検出回路を用いれば,温度検出素子の端子電
圧V2の温度特性はほぼ第2図(a)のインピーダンスの
傾向と同様となり,従って第2図(b)のごとくなる。
このようにして,従来,誤動作を起こしていた温度T′
に相当する端子電圧VT′はコンパレーターのしきい値電
圧VBEに比較して数倍以上の値に保たれる。従って,従
来問題となっていた低温域での誤動作がなくなり,広範
囲の動作温度範囲を保証できる。
又,温度検出素子自体の大きさは,感温磁性体11のみ
に依存し,従来の外づけサーミスター素子追加等による
場合に比べて明らかに大きさはコンパクトであり,部品
点数もサーミスター機能を感温磁性体自身が兼ねるた
め,部品点数は従来よりも少なくなり,コスト的にも従
来より有利である。
第5図は,本発明の他の実施例に係る温度検出素子の
基本構成を示したものである。又,第6図は温度検出素
子の要部を示したもので,同図(a)はその要部を斜視
図により示し,同図(b)はその要部を側面図により示
したものである。
この温度検出素子においても,閉磁路を形成し,且つ
抵抗−温度特性において負の温度係数を示す感温磁性体
12の互いに対向する端面に第1の電極33と第2の電極34
とがそれぞれ設けられ,これら第1及び第2の電極33,3
4はそれぞれ2本のリード線61,62によって電気的に接続
されている。
但し,ここで感温磁性体12は,中空部を有さない円板
状であって,且つ感温磁性体12の最大占有面積を有する
対向端面に,第1の電極33と第2の電極34とがそれぞれ
局部的に設けられている。
更に,ここで第1のリード線61は,感温磁性体12の対
向端面の一方の面上にてその中途部分が渦巻き状に巻回
された渦巻き平面状コイル部6を成すと共に,一端が第
1の電極33と電気的に接続され,且つ他端が電源端子用
に供されている。又,第2のリード線62は,一端が第2
の電極34と電気的に接続され,且つ他端が電源端子用に
供されている。因みに,リード線61,62の端部間は,渦
巻き平面状コイル部6によるインダクタンスL成分と電
極33,34間の感温磁性体12自体の抵抗値Rとの直列回路
とみなせる。従って,第2図(b)と同様に端子電圧対
温度特性が得られ,低温側での誤動作が防止される。
第5図の実施例は感温磁性体12を薄型化しているた
め,熱応答性にすぐれた温度検出機能が確保される。
<発明の効果> 以上本発明によれば,従来の低温域での透磁率μの低
下を部品点数の追加を最小限として補償し得る温度検出
素子を提供でき,従来よりも広範囲の使用温度範囲を確
保した低コスト,しかも小型化の可能な信頼性の高い温
度検出素子を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による温度検出素子の一実施例の斜視
図,第2図(a),(b)は第1図の実施例でのインピ
ーダンスZ−温度T特性及び出力電圧V2−温度T特性の
説明図,第3図(a),(b)は第1図の実施例に用い
る感温磁性体の斜視図,側面図,第4図(a),(b)
は第3図における感温磁性体の透磁率μ−温度T特性及
び抵抗R−温度T特性の説明図,第5図は本発明による
温度検出素子の他の実施例の斜視図,第6図(a),
(b)は第5図での感温磁性体の斜視図及び側面図,第
7図は従来の温度検出素子の一例の斜視図,第8図
(a),(b)は,第7図での出力電圧V1−温度特性及
び透磁率μ−温度T特性,第9図は温度センサーを用い
た温度検出回路の一例を示し,第10図は従来の温度検出
素子による検出回路の動作例を示す。 1,11,12:感温磁性体,6:渦巻き平面状コイル部,31,33:第
1の電極,32,34:第2の電極,41,61:第1のリード線,42,
62:第2のリード線,71:リード線。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】閉磁路を形成し,且つ抵抗−温度特性にお
    いて負の温度係数を示す感温磁性体にリード線を巻回し
    て成る温度検出素子において,前記感温磁性体には,互
    いに対向する端面に第1の電極部分と第2の電極部分と
    がそれぞれ設けられ,前記リード線は,前記感温磁性体
    に巻回されてコイル部を成すと共に,一端が第1の電極
    部分と電気的に接続され,且つ他端が電源端子用に供さ
    れた第1のリード線と,一端が第2の電極部分と電気的
    に接続され,且つ他端が電源端子用に供された第2のリ
    ード線とに区別されて成ることを特徴とする温度検出素
    子。
  2. 【請求項2】請求項1記載の温度検出素子において,前
    記感温磁性体は中空部を有する環状又は矩形状であっ
    て,前記第1の電極部分と前記第2の電極部分とは前記
    中空の延在方向に直交する該感温磁性体の対向端面にそ
    れぞれ設けられたことを特徴とする温度検出素子。
  3. 【請求項3】閉磁路を形成し,且つ抵抗−温度特性にお
    いて負の温度係数を示す感温磁性体にリード線を巻回し
    て成る温度検出素子において,前記感温磁性体は,中空
    部を有さない板状であって,且つ該感温磁性体の最大占
    有面積を有する対向端面には,第1の電極部分と第2の
    電極部分とがそれぞれ設けられ,前記リード線は,前記
    対向端面の一方の面上にて渦巻き状に巻回されて渦巻き
    平面状コイル部を成すと共に,一端が第1の電極部分と
    電気的に接続され,且つ他端が電源端子用に供された第
    1のリード線と,一端が第2の電極部分と電気的に接続
    され,且つ他端が電源端子用に供された第2のリード線
    とに区別されて成ることを特徴とする温度検出素子。
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