JPS63136501A - 高温度センサ - Google Patents
高温度センサInfo
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- JPS63136501A JPS63136501A JP28064986A JP28064986A JPS63136501A JP S63136501 A JPS63136501 A JP S63136501A JP 28064986 A JP28064986 A JP 28064986A JP 28064986 A JP28064986 A JP 28064986A JP S63136501 A JPS63136501 A JP S63136501A
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Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は高温度センサに関する。本発明は、さらに詳し
く述べると、例えば自動車用排気ガス浄化装置く触媒)
の温度異常警報システム等において有利に使用すること
のできる高温度センサ、すなわち、測温範囲が700〜
1000℃の高温域にある温度センサに関する。
く述べると、例えば自動車用排気ガス浄化装置く触媒)
の温度異常警報システム等において有利に使用すること
のできる高温度センサ、すなわち、測温範囲が700〜
1000℃の高温域にある温度センサに関する。
自動車用排気ガス浄化用装置の過熱!g報等では700
℃以上の高温度を測温可能な高温度センサが必要である
。従来、かかる高温度センサとしては、Cr2O,−^
120.系セラミックに代表されるNTCサーミスタが
広く用いられてきた。NTCとは、Negative
Temperature Coefficientのこ
とで、負の温度係数をもった負特性サーミスタ(感温素
子)を指している。このようなNTCサーミスタの長所
としては、基準抵抗を選択することにより、1つのセン
サにて任意に検出温度を変えられることがあるが、反面
、温度に対する抵抗変化(傾き)がなだらかであるため
に、組成変動やロット変動により抵抗のバラツキが生じ
ると検出温度誤差が大きくなるという欠点がある。また
、抵抗変化がなだらかであるために、検出回路が複雑に
なるという問題もある。
℃以上の高温度を測温可能な高温度センサが必要である
。従来、かかる高温度センサとしては、Cr2O,−^
120.系セラミックに代表されるNTCサーミスタが
広く用いられてきた。NTCとは、Negative
Temperature Coefficientのこ
とで、負の温度係数をもった負特性サーミスタ(感温素
子)を指している。このようなNTCサーミスタの長所
としては、基準抵抗を選択することにより、1つのセン
サにて任意に検出温度を変えられることがあるが、反面
、温度に対する抵抗変化(傾き)がなだらかであるため
に、組成変動やロット変動により抵抗のバラツキが生じ
ると検出温度誤差が大きくなるという欠点がある。また
、抵抗変化がなだらかであるために、検出回路が複雑に
なるという問題もある。
NTCサーミスタの他に、P T C(Positiv
eTemperature Coefficient)
サーミスタ、すなわち、正特性サーミスタもまた公知で
ある。このタイプのサーミスタは、通常、チタン酸バリ
ウム(BaTiOs)を主成分とする組成物からなる正
特性半導体磁器から構成されており、ある温度にて急激
に抵抗が立ち上がる特性を有している(例えば、本件出
願人の特開昭59−63535号公報を参照されたい)
、シかし、この[)aTiOコ系半導体磁器のキュリ一
温度は、工業的には380℃が上限であり、学理的にも
PbTiOsのTc(490℃)を越えることは不可能
である。すなわち、特開昭59−63535号公報に記
載の温度センサは、BaTi0*系半導体磁器のキュリ
一温度の上限、380℃までしか測定することが出来ず
、−歩譲っても最高490℃が上限となる。
eTemperature Coefficient)
サーミスタ、すなわち、正特性サーミスタもまた公知で
ある。このタイプのサーミスタは、通常、チタン酸バリ
ウム(BaTiOs)を主成分とする組成物からなる正
特性半導体磁器から構成されており、ある温度にて急激
に抵抗が立ち上がる特性を有している(例えば、本件出
願人の特開昭59−63535号公報を参照されたい)
、シかし、この[)aTiOコ系半導体磁器のキュリ一
温度は、工業的には380℃が上限であり、学理的にも
PbTiOsのTc(490℃)を越えることは不可能
である。すなわち、特開昭59−63535号公報に記
載の温度センサは、BaTi0*系半導体磁器のキュリ
一温度の上限、380℃までしか測定することが出来ず
、−歩譲っても最高490℃が上限となる。
PTCサーミスタは、上記から理解されるように、温度
センサに用いた場合に有用なPTC特性を有しているや
したがって、このPTC特性を維持したま一1NTCサ
ーミスタを用いた場合のように700℃以上の高温度を
測温可能な高温度センサを提供することが金型まれてい
る。これが、本発明が解決しようとする問題点である。
センサに用いた場合に有用なPTC特性を有しているや
したがって、このPTC特性を維持したま一1NTCサ
ーミスタを用いた場合のように700℃以上の高温度を
測温可能な高温度センサを提供することが金型まれてい
る。これが、本発明が解決しようとする問題点である。
上記した問題点は、本発明によれば、BaPbO5を主
成分とする組成物(以下、BaPbO5系組成物と記す
)からなる正特性半導体磁器を感温素子として有するこ
とを特徴とする高温度センサによって解決することがで
きる。
成分とする組成物(以下、BaPbO5系組成物と記す
)からなる正特性半導体磁器を感温素子として有するこ
とを特徴とする高温度センサによって解決することがで
きる。
本発明では、感温素子(サーミスタ)として用いるBa
PbO,系組成物の組成を選択することにより、700
〜1ooo’cの温度範囲において任意の温度を高精度
に検出することが可能である。
PbO,系組成物の組成を選択することにより、700
〜1ooo’cの温度範囲において任意の温度を高精度
に検出することが可能である。
本発明において使用するBaPbO*系組成物は、Ba
/Pb比が55/45〜40/60であるBaPbO3
の単独からなるかもしくはかかるBaPb0aにチタン
化合物、ジルコニウム化合物又はその混合物を添加した
ものからなることができる。後者の場合には、チタン化
合物及びジルコニウム化合物はそれぞれ酸化物の形をと
ることができかつそれらの添加量が合計して外モル比で
0〜0.3モル(Ti及びZrの原子に換算)であるこ
とが好ましい。添加量が0.3モルを越えると、抵抗が
著しく増大し、またPTC特性も悪くなるであろう。さ
らに、上記した通り、I]aPbOaは、そのBa/P
b比が55 / 45〜40 / 80であるのが有効
である。これは、Baリッチになると、BaPbO,の
抵抗変化率が著しく小さくなり、PTC特性が殆んど見
られなくなり、又、反対に過剰にpbを添加すると、p
bの酸化物が多量に形成され、抵抗が著しく上昇するた
めである。
/Pb比が55/45〜40/60であるBaPbO3
の単独からなるかもしくはかかるBaPb0aにチタン
化合物、ジルコニウム化合物又はその混合物を添加した
ものからなることができる。後者の場合には、チタン化
合物及びジルコニウム化合物はそれぞれ酸化物の形をと
ることができかつそれらの添加量が合計して外モル比で
0〜0.3モル(Ti及びZrの原子に換算)であるこ
とが好ましい。添加量が0.3モルを越えると、抵抗が
著しく増大し、またPTC特性も悪くなるであろう。さ
らに、上記した通り、I]aPbOaは、そのBa/P
b比が55 / 45〜40 / 80であるのが有効
である。これは、Baリッチになると、BaPbO,の
抵抗変化率が著しく小さくなり、PTC特性が殆んど見
られなくなり、又、反対に過剰にpbを添加すると、p
bの酸化物が多量に形成され、抵抗が著しく上昇するた
めである。
本発明による高温度センサは、Bit”bO,系組成物
からなる正特性半導体磁器と電極とから構成することが
でき、また、電極間の抵抗、すなわち、BaPb0a系
組成物の抵抗を測定することにより、温度を検知するこ
とが可能である。ここで、BaPbO5系半導体磁器は
、以下の実施例においても説明するけれども、厚膜タイ
プ、焼結体ベレットタイプ等、いろいろな形状をとるこ
とができる。さらに、電極は、白金(PL)のほか、こ
の技術分野において通常用いられているいろいろな材料
、例えばAg−Pd、Pd等から形成することができる
。
からなる正特性半導体磁器と電極とから構成することが
でき、また、電極間の抵抗、すなわち、BaPb0a系
組成物の抵抗を測定することにより、温度を検知するこ
とが可能である。ここで、BaPbO5系半導体磁器は
、以下の実施例においても説明するけれども、厚膜タイ
プ、焼結体ベレットタイプ等、いろいろな形状をとるこ
とができる。さらに、電極は、白金(PL)のほか、こ
の技術分野において通常用いられているいろいろな材料
、例えばAg−Pd、Pd等から形成することができる
。
第4図は、本発明によるPTC半導体磁器(BaPbO
コ)の抵抗一温度特性を示したグラフである。
コ)の抵抗一温度特性を示したグラフである。
本発明の特徴は、この図に示す如く、ある温度にて急激
に抵抗が立ち上がる特性(PTC特性)を有しているた
め、感温素子の抵抗バラツキに対して、検出温度誤差が
小さくなり、NTCサーミスタを用いた場合に比べ高精
度に温度を検知することが可能となるものである。また
、抵抗が急変するなめ、回路の簡素化が可能であり、さ
らに、この特性を利用して、スイッチング素子としても
用いることが出来る。
に抵抗が立ち上がる特性(PTC特性)を有しているた
め、感温素子の抵抗バラツキに対して、検出温度誤差が
小さくなり、NTCサーミスタを用いた場合に比べ高精
度に温度を検知することが可能となるものである。また
、抵抗が急変するなめ、回路の簡素化が可能であり、さ
らに、この特性を利用して、スイッチング素子としても
用いることが出来る。
参考のために示すと、NTCサーミスタ(ここではCr
20= −Al2O□系材料を使用)は、第5図に示す
ような抵抗一温度特性を呈示する。すなわち、このサー
ミスタの場合、本発明のPTCサーミスタとは異なって
、温度に対する抵抗変化がなだらかである。
20= −Al2O□系材料を使用)は、第5図に示す
ような抵抗一温度特性を呈示する。すなわち、このサー
ミスタの場合、本発明のPTCサーミスタとは異なって
、温度に対する抵抗変化がなだらかである。
本発明による高温度センサは、例えば、第1図及び第2
図に示されるような厚膜タイプの構造をとることができ
る9感温部は、第2図に拡大して示されるように、2枚
の^1203シート3及び3′の間にpt電極2及び2
′がサンドイッチされた構造を有している。1は焼成さ
れたBaPbO3+光半導体磁器のペーストであり、そ
して4及び4′はpt線である。
図に示されるような厚膜タイプの構造をとることができ
る9感温部は、第2図に拡大して示されるように、2枚
の^1203シート3及び3′の間にpt電極2及び2
′がサンドイッチされた構造を有している。1は焼成さ
れたBaPbO3+光半導体磁器のペーストであり、そ
して4及び4′はpt線である。
図示の高温度センサを製造するに当って、先ず最初に基
板を製造する。へβ20.シート3にPt電極2及び2
′を印刷し、pi電極2及び2′と導通するように直径
0.3+n+nのpt線4及び4′を埋め込み、これに
^t220sシート3′を重ねて一体焼成した。BaC
0z及びpb、o、をB a/ P b= 50/ 5
0となるように調合し、さらにフラックスとしてSi3
N、を0.8重旦%添加した後、ボールミルにて20時
時間式混合を行った。スラリー(混合溶液)をとり出し
て乾燥した後、酸素フロー中900℃で3時間の仮焼を
行い、BaPb0z粉末を得な。
板を製造する。へβ20.シート3にPt電極2及び2
′を印刷し、pi電極2及び2′と導通するように直径
0.3+n+nのpt線4及び4′を埋め込み、これに
^t220sシート3′を重ねて一体焼成した。BaC
0z及びpb、o、をB a/ P b= 50/ 5
0となるように調合し、さらにフラックスとしてSi3
N、を0.8重旦%添加した後、ボールミルにて20時
時間式混合を行った。スラリー(混合溶液)をとり出し
て乾燥した後、酸素フロー中900℃で3時間の仮焼を
行い、BaPb0z粉末を得な。
このDaPbOzにTiO□を外モル比で1.5モルの
量で添加し、酸素フロー中にて900°C13時間の2
回目の仮焼を行なった。次いで、アルコールを用いて、
ボールミルにて20時間にわたって湿式粉砕した。この
ようにしてBaPbO*組成物の粉末が得られた。この
BaPbO,組成物の粉末にガラスフリットを5重量%
添加し、エチルセルロース、テレピネーオール等を用い
通常の方法を用いてペーストを作成した。得られたペー
ストを先のΔ120.基板上に塗布し、酸素フロー中、
1100℃で2時間にわたって焼成することにより、厚
さ約150μmの厚膜を得た。
量で添加し、酸素フロー中にて900°C13時間の2
回目の仮焼を行なった。次いで、アルコールを用いて、
ボールミルにて20時間にわたって湿式粉砕した。この
ようにしてBaPbO*組成物の粉末が得られた。この
BaPbO,組成物の粉末にガラスフリットを5重量%
添加し、エチルセルロース、テレピネーオール等を用い
通常の方法を用いてペーストを作成した。得られたペー
ストを先のΔ120.基板上に塗布し、酸素フロー中、
1100℃で2時間にわたって焼成することにより、厚
さ約150μmの厚膜を得た。
この怒温部をフランジ9を有する鉄製のケース8に挿入
し、pt線4及び4′を^120.の碍管7及び7′に
被覆されたNi線5及び5′とロウ付あるいは溶接6す
ることにより、外部へリードを取り出す。このセンサの
特性は、第4図に示す如く900℃付近にて急激に抵抗
が上昇するものであり、基準抵抗R0と比軸することに
より温度を検知することが可能である。
し、pt線4及び4′を^120.の碍管7及び7′に
被覆されたNi線5及び5′とロウ付あるいは溶接6す
ることにより、外部へリードを取り出す。このセンサの
特性は、第4図に示す如く900℃付近にて急激に抵抗
が上昇するものであり、基準抵抗R0と比軸することに
より温度を検知することが可能である。
本発明のBaPbO3半導体磁器は、第1図及び第2図
に示される厚膜の形状のほか、必要に応じて、例えば第
3図に示されるようなペレットの形状を有することがで
きる。図示の素子は、BaPbO3のベレット11にP
L線4及び4′を埋め込み、酸素フロー中、1050℃
×2時間の一体焼成によって製造することができる。
に示される厚膜の形状のほか、必要に応じて、例えば第
3図に示されるようなペレットの形状を有することがで
きる。図示の素子は、BaPbO3のベレット11にP
L線4及び4′を埋め込み、酸素フロー中、1050℃
×2時間の一体焼成によって製造することができる。
本発明によれば、PTC特性を有するBaPbO*系半
導体磁器を高温度センサの感温素子として用いることに
より、700〜1000℃の高温度域において任意の温
度を高精度に検出することが可能であり、したがって、
その応用として、自動車の排気ガス浄化触媒の過熱警報
の他、E/G制filあるいはディーゼルパティキュレ
ートトラッパ(DPT)の過熱警報用の温度センサとし
て用いることが可能である。
導体磁器を高温度センサの感温素子として用いることに
より、700〜1000℃の高温度域において任意の温
度を高精度に検出することが可能であり、したがって、
その応用として、自動車の排気ガス浄化触媒の過熱警報
の他、E/G制filあるいはディーゼルパティキュレ
ートトラッパ(DPT)の過熱警報用の温度センサとし
て用いることが可能である。
第1図は本発明による高温度センサの一例を示した構造
図、 第2図は第1図に示した高温度センサの怒温部の拡大図
、 第3図は本発明による高温度センサのもう1つの例を示
した構造図、 第4図は、本発明例の抵抗一温度特性な示したグラフ、
そして 第5図は従来例の抵抗一温度特性を示したグラフである
。 図中、1はBaPb0t焼成体、2及び2′はpi主電
極3及び3′は^1203シート、そして4及びll′
はpt線である。
図、 第2図は第1図に示した高温度センサの怒温部の拡大図
、 第3図は本発明による高温度センサのもう1つの例を示
した構造図、 第4図は、本発明例の抵抗一温度特性な示したグラフ、
そして 第5図は従来例の抵抗一温度特性を示したグラフである
。 図中、1はBaPb0t焼成体、2及び2′はpi主電
極3及び3′は^1203シート、そして4及びll′
はpt線である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、BaPbO_3を主成分とする組成物からなる正特
性半導体磁器を感温素子として有することを特徴とする
高温度センサ。 2、前記BaPbO_3系組成物がBa/Pb比が55
/45〜40/60であるBaPbO_3の単独からな
るかもしくはかかるBaPbO_3にチタン化合物、ジ
ルコニウム化合物又はその混合物を添加したものからな
る、特許請求の範囲第1項に記載の高温度センサ。 3、前記チタン化合物及びジルコニウム化合物が酸化物
の形をしておりかつそれらの添加量が合計して外モル比
で0〜0.3モル(Ti及びZrの原子に換算)である
、特許請求の範囲第2項に記載の高温度センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28064986A JPS63136501A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | 高温度センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28064986A JPS63136501A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | 高温度センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63136501A true JPS63136501A (ja) | 1988-06-08 |
Family
ID=17627997
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28064986A Pending JPS63136501A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | 高温度センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63136501A (ja) |
-
1986
- 1986-11-27 JP JP28064986A patent/JPS63136501A/ja active Pending
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