JPS5937773B2 - 温度検出装置 - Google Patents

温度検出装置

Info

Publication number
JPS5937773B2
JPS5937773B2 JP54066720A JP6672079A JPS5937773B2 JP S5937773 B2 JPS5937773 B2 JP S5937773B2 JP 54066720 A JP54066720 A JP 54066720A JP 6672079 A JP6672079 A JP 6672079A JP S5937773 B2 JPS5937773 B2 JP S5937773B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
temperature
probe
detection device
temperature detection
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
Application number
JP54066720A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS54156687A (en
Inventor
ピ−タ−・マヌエル・ホワイト
デイビツド・ロイド・テイミンズ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tektronix Inc
Original Assignee
Tektronix Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tektronix Inc filed Critical Tektronix Inc
Publication of JPS54156687A publication Critical patent/JPS54156687A/ja
Publication of JPS5937773B2 publication Critical patent/JPS5937773B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements
    • G01K7/18Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer
    • G01K7/183Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using resistive elements the element being a linear resistance, e.g. platinum resistance thermometer characterised by the use of the resistive element
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01KMEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/16Special arrangements for conducting heat from the object to the sensitive element
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/02Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient
    • H01C7/021Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having positive temperature coefficient formed as one or more layers or coatings

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温度検出装置、特にプローブ状に構成した抵抗
型の温度検出装置に関する。
多くの電気式温度検出装置は一端に温度センサ(感熱素
子)を有する細長いプローブを含んでいる。
このプローブは、夫々の用途に応じて種々の形状をして
いる。例えばアンダーリン等の発明による米国特許第3
308666号明細書には、例えば約1100℃以上の
極めて高温を検出するために耐熱性酸化金属製の感熱素
子を有する複数個のセラミックボディー製のプローブが
開示されている。しかし、斯るプローブは低温の検出に
は不適切である。体腔中に挿入できるように成されたプ
ローブを有する電気式の体温計はグールドの発明による
米国特許第3776040号明細書中に開示されている
このプローブの温度センサは一度使用すると廃棄するも
のであつて、平担な基部材上に金の薄膜をら旗状に形成
している。キースの発明による米国特許第389305
8号明細書は、電子温度計用のサーミスタ型体温計を開
示している。周囲の平均温度を測定するために、このプ
ローブのセンサは、プローブの管状基部材に巻装された
サーミスタ材のら旗状ストリップを有する。また、アダ
ムスの発明による米国特許第3915003号明細書に
は、アルミナ、酸化ベリリウム等の高熱伝導性誘電体の
円板上に設けた白金(プラチナ)、ニッケル、クローム
又はチタニウムの金属薄膜感熱抵抗器を有する電子式体
温計プローブが開示されている。廃棄可能なプラスチッ
クのカバーをこのプローブの温度検出端に着けて、使用
する毎にこのプローブを廃棄する無駄をなくしている。
前述した及びその他の従来のプローブ(例えばテクトロ
ニクス インコーポレーテツド 発売のP6058及び
P6430型プローブ)は、広い温度範囲で、しかも高
感度、高安定度、高速応答及び表面温度を正確に測定す
る必要がある応用例には充分適するとは言えない。即ち
、従来の温度プローブに使用した大きい径の接続線は測
定する温度によりヒートシンク又はヒートソースとして
作用し、感熱素子から又は感熱素子へ熱を伝導し、等価
的に極めて大きい感熱素子を使用したと同一結果となつ
た。その為に、被測定物体の実際の温度測定を困難にし
た。本発明に係る温度検出装置を有するプローブは、前
述した従来のプローブの欠点を克服することができる。
本発明の好適実施例によると、この温度検出装置は酸化
したシリコンチツプ上に設けた薄いプラチナの抵抗素子
を有している。このシリコンチツプは、被測定物体の表
面に接触するべく設けた略半球状の酸化ベリリウムチツ
プの裏側に固着している。この酸化ベリリウムチツプは
熱硬化性プラスチツク絶縁取付体中に支持され、この取
付体により固定している1対の低抵抗のリード線と離間
している。このリード線と感熱素子の反対端との間に固
着された細い線は、この感熱素子に高い熱インピーダン
スの電気的接続を行なう。半球状チツプ面と感熱素子間
に極めて低熱インピーダンス路がこの構成により得られ
る。これとセンサの小さな形状とにより、高速応答に対
する熱慣性を最少限にする。更に、感熱素子と金属製り
ード線との間の熱流により生じる測定の不正確さ及びド
リフトは両者を相互接続する細い線の高い熱インピーダ
ンスにより完全とまでは言えないがほとんど除去できる
。本発明のこれら及びその他の特徴及び作用効果は、添
付図を参照して行なう以下の詳細な説明により理解でき
よう。
先ず第1図を参照する。
改良した抵抗型センサを含む広域温度プローブは、参照
符号10で示す。このプロープ10は、細長く且つ先端
に向つてテーパ状のバレル14と、これと一体で外に拡
がつたフランジ16を有する管状部材12を含んでいる
。この管状部材12は約225℃以上の高温に連続使用
可能な比較的堅固で高い熱インピーダンスの誘電体で形
成されている。240℃まで連続使用可能なUL規格を
満足する熱硬化性シリコーン転移モールドコンパウンド
(タウ・コーニング308)を使用すると良好な結果が
得られた。
この管状部材12の裏面には、シリコーン又はその他の
高耐熱性材料の細長い可撓性ブーツ18を連結している
。このブーツ18から伸びるシールドケーブル20は、
バレル14の前端15内の感熱素子例えば白金製感熱抵
抗素子25(第2図参照)を適当な外部測定回路22と
電気的に接続する。このケーブル20もまた高耐熱性材
料で製造するのが好ましい。本発明を用いた最適実施例
により製作した温度検出装置24を第2図及び第3図に
示す。
温度検出装置24は、絶縁薄膜例えばシリコンチツプ2
6の酸化した上面27に設けた薄膜状の白金製感熱抵抗
素子25を有する。この感熱抵抗素子25は最小面積で
必要な抵抗値が得られるように、慣性の薄膜技法により
ジグザグ又はら旋状に形成するのが好ましい。金端子パ
ツド28も同様な薄膜技法を用いて感熱抵抗素子25の
一端に設ける。略半球状の前面、即ち面31を有する円
形の熱伝導部材例えば酸化ベリリウムチツプ30の平担
な裏面、即ち背面29にシリコンチツプ26を固着する
。このシリコンチツプ26は、酸化ベリリウムチツプ3
0に、それとの接合面において金の合金結合を形成して
付着するのが好ましい。例えば、背面29上に金層を設
けた後、酸化ベリリウムチツプ30を加熱して約390
′Cとし、この酸化ベリリウムチツプ30を金で覆つた
表面に向けて押圧する。するとシリコンと金の共融合金
が生じ、冷却後両者間に低熱インピーダンス結合が形成
される。温度検出装置24は、更に前述したタウ・コー
ニング308の如き高耐熱性の熱絶縁性誘電体製の図示
の如き形状の取付け部材としてのセンサ取付けリング3
2を含んでいる。
酸化ベリリウムチツプ30は、取付けリング32の中央
通路34の円形部33に、半球面が取付けリング32の
外側端35から突出するように固定される。取付けリン
グ32の内側のフランジ端37近傍に2本の細長い第1
導線としての金属リード線36を埋込んでいる。この埋
込まれた2本の金属リード線36は中央通路34の両側
で交差し各リード線の一部39を露出している。細い第
2導線としての金線38は、各リード線の一部39から
近傍の金端子パツド28へ接続される。リード線36は
第155番(銀−銅)又は第172番(ベリリウム銅)
合金の如き低抵抗銅合金で形成しそして金メツキするの
が好ましい。金線38は慣用のICワイヤボンデイング
技法によりリード線36の一部39及び端子パツド28
に付着する。また、第1図を第2図及び第3図と共に参
照すると、温度検出装置24は酸化ベリリウムチツプ3
0の半球表面がバレル14の前端15から露出するよう
にバレル14に組込む。
低抵抗のリード線36はバレル14と略同一長であり、
半田付け又は熔接等によりシールドケーブル20に接続
される。使用に当つては、小さな定電流がシールドケー
ブル2Q、リード線36、金線38を通つて外部測定回
路22から白金製の感熱抵抗素子25に流れる。この外
部測定回路22は、この感熱抵抗素子25に生じる電圧
降下を測定する。周知の如く、抵抗と純粋白金の抵抗温
度係数(TCR)とは広範囲に亘つて高精度で予測可能
であると共に再現性を有する。よつて、電圧降下対温度
係数は、センサに対して確立されており、この感熱抵抗
素子25の両端における電圧降下の測定値に基づいて、
外部測定回路22は被測定物体の温度を決定できる。例
えば、温度検出装置24には、面積約1mm(40ミル
)平方で厚さ約0.6mm(15ミル)のシリコンチツ
プの酸化表面に真空蒸着又はスパツタリングにより10
0オームの白金製の感熱抵抗素子25をら旋状に形成し
たものを設けてもよい。
このシリコンチツプは、シリコン一金共融結合により、
半径約1.1mm(44ミル)の略半球状面31を有す
る直径約2.4m77!(90ミル)の酸化ベリリウム
チツプ30に付着させる。このセンサユニツトは、2本
の0.25×0.38mm(10×15ミル)の金メツ
キを施したベリリウム銅合金製リード線36が埋込まれ
た取付けリング32に固着する。このリード線36は加
熱圧着による0.018關(0.7ミル)の金線38を
用いて金端子パツド28に電気的に接続されている。
完成したプローブは−55゜C乃至+250℃の規定動
作範囲を有する。上述の如く、本発明による温度検出装
置では感熱抵抗素子とリード線である第1導線の間に、
第1導線よりも熱伝導率が低い第2導線を接続したので
感熱抵抗素子とリード線は、互いに略熱隔離でき、感熱
抵抗素子は測定温度に敏感に応答し、正確な測定ができ
る。
又、ここに開示した実施例の構成では、酸化ベリリウム
チツプ30の表面から感熱抵抗素子25までの熱インピ
ーダンスは極めて低いことが判る。更に、酸化ベリリウ
ムチツプ30の形状が半球状である為に、面31のどの
点からも感熱抵抗素子25への熱インピーダンスは実質
的に等しい。酸化ベリリウムチツプ30が被測定物体表
面に接触している限り、プローブの保持角度に実質的に
無関係に熱伝導路長が決まるので、表面温度測定には極
めて顕著な効果となる。尚、上述は本発明による温度検
出装置の一実施例についてのみ説明したが、本発明の要
旨を逸脱することなく多くの変更変形がなし得ること当
業者には自明である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による温度検出装置を用いたプローブの
一例を示す斜視図、第2図は本発明による温度検出装置
の一実施例を示す拡大上面図、第3図は第2図の線3−
3に沿つた垂直断面図である。 図中、10はプロープ、25は感熱抵抗素子、26は絶
縁薄膜、30は熱伝導部材、32は取付け部材、36は
第1導線、38は第2導線である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 被測定物体に接触する一面が略球面であり、他面が
    略平面である熱伝導部材と、該熱伝導部材の上記他面に
    設けた熱伝導性の絶縁薄膜と、該絶縁薄膜の表面に設け
    た感熱抵抗素子と、上記球面を露出させて、上記熱伝導
    部材を支部材を支持する熱絶縁性の取付け部材と、上記
    感熱抵抗素子の両端近傍に一端を配置した1対の第1導
    線と、各各一端を上記感熱抵抗素子の両端に接続し、他
    端を夫々上記第1導線の上記一端に接続した、上記第1
    導線より熱伝導率が低い第2導線とを具えることを特徴
    とする温度検出装置。
JP54066720A 1978-05-30 1979-05-29 温度検出装置 Expired JPS5937773B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US000000910177 1978-05-30
US05/910,177 US4186368A (en) 1978-05-30 1978-05-30 Wide range, quick response temperature probe sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS54156687A JPS54156687A (en) 1979-12-10
JPS5937773B2 true JPS5937773B2 (ja) 1984-09-12

Family

ID=25428415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP54066720A Expired JPS5937773B2 (ja) 1978-05-30 1979-05-29 温度検出装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4186368A (ja)
JP (1) JPS5937773B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0315466U (ja) * 1989-03-27 1991-02-15

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4242659A (en) * 1979-10-15 1980-12-30 Leeds & Northrup Company Thin film resistance thermometer detector probe assembly
DE2944487A1 (de) * 1979-11-03 1981-05-14 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Schneller temperatursensor fuer eine brennkraftmaschine
NL8101497A (nl) * 1981-03-26 1982-10-18 Philips Nv Temperatuuropnemer.
US4487208A (en) * 1983-01-21 1984-12-11 Timex Medical Products Corporation Fast response thermoresistive temperature sensing probe
US4635055A (en) * 1983-04-13 1987-01-06 Niagara Mohawk Power Corporation Apparatus for measuring the temperature and other parameters of an electic power conductor
FR2562662B1 (fr) * 1984-04-04 1987-08-28 Valeo Sonde thermique pour mesurer la temperature d'un produit chauffe dans un four micro-ondes
US4734641A (en) * 1987-03-09 1988-03-29 Tektronix, Inc. Method for the thermal characterization of semiconductor packaging systems
GB2209093B (en) * 1987-08-27 1992-04-08 Stc Plc Temperature probe
US4881057A (en) * 1987-09-28 1989-11-14 Ranco Incorporated Temperature sensing apparatus and method of making same
US4841273A (en) * 1987-12-18 1989-06-20 Therm-O-Disc, Incorporated High temperature sensing apparatus
US4855667A (en) * 1988-06-13 1989-08-08 E. I. Du Pont De Nemours And Company Parallel plate dielectric analyzer
US5065106A (en) * 1988-06-13 1991-11-12 Ta Instruments, Inc. Apparatus and method for analyzing dielectric properties using a single surface electrode and force monitoring and adjusting
US5178468A (en) * 1988-08-25 1993-01-12 Terumo Kabushiki Kaisha Temperature measuring probe and electronic clinical thermometer equipped with same
US5123752A (en) * 1991-04-15 1992-06-23 Eastman Kodak Company Wear resistant temperature sensing device
DE10360542A1 (de) * 2003-12-22 2005-07-28 Epcos Ag Meßfühler, Verfahren zu dessen Herstellung und elektrisches Gerät mit dem Meßfühler
US11525739B2 (en) * 2018-05-08 2022-12-13 Texas Instruments Incorporated Thermistor die-based thermal probe
US11747023B2 (en) * 2020-09-14 2023-09-05 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Adaptable port for an oven appliance

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3123790A (en) * 1964-03-03 tyler
US3005171A (en) * 1960-08-19 1961-10-17 Beckman Paul Electrical resistance type thermometer
US3147457A (en) * 1961-08-02 1964-09-01 Fisher Scientific Co Temperature probe
NL6400552A (ja) * 1963-02-02 1964-08-03
US3167733A (en) * 1964-02-28 1965-01-26 Universal Oil Prod Co Resistance temperature sensing element
US3776040A (en) * 1971-09-30 1973-12-04 Gibson R Electrical thermometer system and sensor therefor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0315466U (ja) * 1989-03-27 1991-02-15

Also Published As

Publication number Publication date
US4186368A (en) 1980-01-29
JPS54156687A (en) 1979-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5937773B2 (ja) 温度検出装置
US7106167B2 (en) Stable high temperature sensor system with tungsten on AlN
US4265117A (en) Surface temperature detecting apparatus
USRE39660E1 (en) Surface mounted four terminal resistor
US6354736B1 (en) Wide temperature range RTD
TWI408379B (zh) 導線架電流感應器
GB2133886A (en) Fast response temperature sensing probe
US4001586A (en) Thick film sensor and infrared detector
US3348415A (en) Temperature measuring device
JPH02213733A (ja) 電熱感知器
US4666656A (en) Device for measuring temperature
US3663917A (en) Disposable temperature-sensing device
US4841273A (en) High temperature sensing apparatus
US7812705B1 (en) High temperature thermistor probe
US3681993A (en) Disposable clinical thermometer
US4246787A (en) Fast response temperature sensor and method of making
JP5241102B2 (ja) 加熱可能な赤外線センサと、赤外線センサを備える赤外線型体温計
JPH06104494A (ja) 薄膜熱電対素子とその製造方法
JP2004219123A (ja) 測温用プローブ
KR20090003288A (ko) 열전기쌍을 갖는 회로 리드
RU2145135C1 (ru) Полупроводниковый термопреобразователь сопротивления
JP3220729U (ja) 温度センサ
JP2975552B2 (ja) 温度検知器
WO2023228726A1 (ja) 深部温度測定装置及び深部温度測定方法
KR200250373Y1 (ko) 표면밀착형 박형 온도센서