JPS587314Y2 - 温度計 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は温度に対応して抵抗値が変化する感熱素子を用
いた温度計に関するものであって、感熱素子の取付構造
を改良して特性の改善を図るとともに、生産性、作業性
等も向上させたものである。

温度計の一種に、温度に対応して抵抗値が変化する感熱
素子を用いた温度計がある。

この種の感熱素子としては、測定温度範囲に対応してい
るいろなものが用いられている。

第１図はこのような感熱素子の一例を示す斜視図であっ
て、近年、低温測定に用いられているゲルマニウム感熱
素子１０を示したものである。

第１図において、バルク状ゲルマニウム単結晶はブリッ
ジを形成するようにほぼπ字形に形成されていて、その
長手方向の両端ｌＬ１２は電流端子として用いられ、側
辺の腕部１３，１４は電圧端子として用いられる。

第２図は第１図に示した感熱素子を用いた従来の温度計
の一例を示す構成説明図である。

第２図において、２０はカラー、３０はピン、４０はリ
ード線、５０はケースである。

カラー２０および３０は白金で構成され、リード線４０
は金で構成され、ケース５０は金メッキが施された銅で
構成されている。

そしてピン３０はカラー２０に挿通されてたとえばガラ
スで気密的に固着され、リード線４０は各ピン３１．３
４の一端と感熱素子１０の各端子１１．１４とを接続す
るように配置されている。

すなわち、リード線４１，４４の一端は各ピン３１．３
４の一端に巻回固着され、他端は感熱素子１０の各端子
１１゜１４に接着されている。

これにより、感熱素子１０の各端子１１，１４はそれぞ
れリード線４１〜４４およびピン３１，３４を介して外
部に接続されるとともに、感熱素子１０はリード線４０
を介してピン３０に固定支持されることになる。

カラー５０はこれら感熱素子１０、ピン３０の一端およ
びリード線４０を内包するように有底円筒形に形成され
てカラー２０に嵌合され、たとえば金とすすとの合金よ
りなるハンダで気密的に固着されている。

なお、このケース５０の内部にはヘリウムガスが封入さ
れている。

このように構成することにより、感熱素子１０は被測定
温度に対応した抵抗値変化を示すことになり、この感熱
素子１０の抵抗値変化はピン３０を介して外部で検出さ
れる。

また、このような構成において、感熱素子１０には温度
変化による熱歪や外部振動等による機械歪が加わらない
ように工夫されていて、いわゆるピエゾ抵抗効果による
抵抗変化を生じないものとされている。

しかし、従来のこのような装置では、構造が繊細なため
に外部からの振動や衝撃によりリード線の取付部が変形
したり破損して抵抗値が永久変化し動作不能となるおそ
れがある。

また、熱の伝導が細いリード線や気体を介して行なわれ
るので、応答性が遅くなるという欠点もある。

本考案はこのような欠点を解決するものであって、以下
、図面を用いて詳細に説明する。

第３図は本考案の一実施例を示す組立構成図であって、
６０はケース、７０はスペーサ、８０は感熱素子、９０
はリード線、１００はカバーテする。

ケース６０は、たとえば矩形平形パッケージを形成する
ようにアルミナで構成されたものであって、感熱素子８
０の取付部を形成するように段付部を有する矩形の凹部
６１が設けられ、さらに多層構造による複数の電極６２
〜６５が設けられている。

スペーサ７０および感熱素子８０はそれぞれ同質の材料
で構成されたものであって、たとえば第２図の感熱素子
１０と同様なバルク状ゲルマニウム単結晶を用いる。

なお、感熱素子８０は前述の感熱素子１０と同様にブリ
ッジを形成するようにπ字形に近い所定の形状に成形さ
れていて、その長手方向の両端８１，８２は電流端子と
して用いられ、側辺の腕部８３，８４は電圧端子として
用いられる。

リード線９０は金で構成されたものであり、ケース６０
の所定の電極６２〜６５と感熱素子８０の所定の端子８
１〜８４とを接続するものである。

カバー１００はケース６０の開口面を気密的に閉塞する
ものであって、ケース６０の材料になじみやすいものた
とえばコバルで構成されている。

なお、カバー１００にはガスを注入するための透孔１０
１が形成されている。

これら部品を次のようにして抵抗温度計として組み立て
る。

まず、スペーサ７０をケース６０の凹部６１の底部の一
端に固着する。

この場合、凹部６１の表面に金をメタライズしておくこ
とにより、ゲルマニウムよりなるスペーサ７０を金−ゲ
ルマニウム共融合金として比較的低温度で固着すること
ができる。

次に、このスペーサ７０に感熱素子８０の一端を固着し
、感熱素子８０をケース６０の凹部６１に片持はり状に
配置する。

なお、この感熱素子８０の固着にあたっても、スペーサ
７０や感熱素子８０の表面に金をメタライズしておくこ
とにより金−ゲルマニウム共融合金として固着すること
ができる。

感熱素子８０を固着した後、リード線９１〜９４により
ケース６０の所定の電極６２〜６５と感熱素子８０の所
定の端子８１〜８４とを接続する。

これら、リード線９０の接続にあたっては、半導体装置
の製造に通常用いられるワイヤボンディング技術を用い
ることができる。

このようにして所定の電極６２〜６５と端子８１〜８４
とを接続した後、カバー１００によりケース６０の開口
面を閉塞する。

この場合、ローラシーム等で容易に固着することができ
る。

そして、ケース６０の内部に、カバー１００の透孔１０
１を介してヘリウムガスを注入した後、透孔１０１を封
止する。

このような構成において、感熱素子８０に外部振動等に
よる歪が発生した場合、感熱素子８０は片持はり状に一
端が固着されているので、一方９面が伸長するのに対し
て他方の面は収縮することになり、ピエゾ抵抗効果によ
る抵抗値変化は打ち消され、被測定温度に対応した抵抗
値変化に悪影響を及ぼすことなく、安定した特性が得ら
れる。

また、たとえば感熱素子８０に熱歪が加わった場合、ス
ペーサ７０として感熱素子８０と同質の材料（本実施例
ではゲルマニウム）を用いて熱膨張係数を等しくすると
ともに、電極部分と固着部分とを離隔させた構造として
いるので、その影響が直接測定部に及ぶことはない。

また、このような構成によれば、熱はケース６０の取付
部を介して感熱素子８０に伝導されるので熱応答性の向
上が図れる。

とくに、本実施例のように、ケース６０として平形パッ
ケージを形成するものを用いることにより、表面温度測
定に適した温度計が実現できる。

さらに、本考案のように、感熱素子８０を片持はり状に
固着することにより、ケース６０の電極６２〜６５と感
熱素子８０の端子８１〜８４とを接続するのにあたって
通常の半導体製造技術を用いることができ、生産性、作
業性の向上を図ることができる。

なお、本実施例では、矩形平形パッケージを形成するケ
ース内にバルク状ゲルマニウム単結晶がブリッジを形成
するように所定形状に成形された感熱素子をこの感熱素
子と同質の材料よりなるスペーサを介して片持はり状に
固着する例について説明したがこれに限るものではなく
、円形平形パッケージを形成するケースや従来装置のよ
うな円筒形ケースを用いてシリコン等の他のバルク状の
感熱素子を所定形状に成形して片持はり状に固着しても
同様の効果が得られる。

以上説明したように、本考案によれば比較的簡単な構成
で堅牢で特性が優れ、生産性、作業性にも優れた温度計
が実現でき、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は感熱素子の一例を示す斜視図、第２図は従来の
温度計の一例を示す構成説明図、第３図は本考案の一実
施例を示す組立構成図である。 ６０・・・・・・ケース、７０・・・・・・スペーサ、
８０・・・・・・感熱素子、９０・・・・・・リード線
、１００・・・・・・カバー。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. バルク状半導体単結晶により短冊状に形成された感熱素
   子と同質の材料よりなるスペーサを介して片持はり状に
   ケース内に固着し、この感熱素子の抵抗値から温度を検
   知することを特徴とする温度計。