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DE4104674A1 - Sensor, insbesondere temperatursensor - Google Patents

Sensor, insbesondere temperatursensor

Info

Publication number
DE4104674A1
DE4104674A1 DE19914104674 DE4104674A DE4104674A1 DE 4104674 A1 DE4104674 A1 DE 4104674A1 DE 19914104674 DE19914104674 DE 19914104674 DE 4104674 A DE4104674 A DE 4104674A DE 4104674 A1 DE4104674 A1 DE 4104674A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
housing
sensor according
carrier
conductor
essentially
Prior art date
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Ceased
Application number
DE19914104674
Other languages
English (en)
Inventor
Hans Ludwig Schneider
Horst Dipl Ing Rathert
Herbert Dipl Ing Krick
Ottmar Mueck
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.)
LUDWIG SCHNEIDER MESSTECHNIK G
Original Assignee
LUDWIG SCHNEIDER MESSTECHNIK G
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 LUDWIG SCHNEIDER MESSTECHNIK G filed Critical LUDWIG SCHNEIDER MESSTECHNIK G
Priority to DE19914104674 priority Critical patent/DE4104674A1/de
Publication of DE4104674A1 publication Critical patent/DE4104674A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • 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
    • G01K1/08Protective devices, e.g. casings
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/16Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying resistance

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Sensor, der zum Beispiel als wesentlichen Fühlerteil einen Meßwiderstand aufweisen kann. Der Widerstandsleiter bedarf dabei zum Schutz sowie zur Isolierung meist einer Umhüllung und/oder eines Trä­ gers.
Zum Beispiel kann ein gewickelter Widerstandsleiter eng umschlossen in einer Umhüllung aus gebrannter Keramik oder verschmolzenem Glas angeordnet bzw. eingebettet sein, jedoch weisen gewickelte Meßwiderstände Charakte­ ristika auf, die nicht für alle Anwendungszwecke geeignet sind. Widerstandsleiter, die zum Beispiel zur Bildung eines Flachwiderstandes bzw. eines Dünnschicht-Wider­ standes durch metallische Bedampfung eines Keramikplätt­ chens gebildet sind, an dem nachfolgend diejenigen Schichtbereiche, die für die Leiterkonfiguration nicht benötigt werden, mit einem Laserstrahl o. dgl. herausge­ trennt werden, weisen demgegenüber besondere Charakteri­ stika auf. Sie sind jedoch hinsichtlich dieser Charakte­ ristika, insbesondere der Widerstands-Kennlinie äußerst empfindlich, weshalb sie bislang nicht dauerhaft feuch­ tigkeitsdicht eingeschlossen werden konnten, weil nämlich durch die dabei auftretenden Arbeitstemperaturen Schädi­ gungen eintreten können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sensor zu schaffen, bei welchem Nachteile bekannter Ausbildungen vermieden sind und der insbesondere die Vorteile der Ar­ beitscharakteristika eines Flachwiderstandes aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein einziger Widerstands­ leiter oder sind mehrere Widerstandsleiter teilweise oder vollständig jeweils durch einen Flachwiderstand gebildet, der teilweise oder vollständig von der Umhüllung so nach außen abgedichtet umgeben ist, daß die Umhüllung ein Ge­ häuse bildet.
Im Gegensatz zu einer den Widerstandsleiter wie eine Ein­ bettung eng umschließenden Umhüllung kann ein Gehäuse den Widerstandsleiter bzw. dessen Träger so aufnehmen, daß dieser wenigstens teilweise frei bzw. berührungsfrei im Gehäuseraum liegt, so daß freie Abstände zwischen der Ge­ häuseinnenfläche und diesen Bauteilen vorgesehen sind. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Widerstandsleiter mit dem Träger als in sich geschlossene Baueinheit in die Umhüllung einzubringen und dann unter wenigstens partieller Erwärmung der Umhüllung bis zu bei­ spielsweise mehr als 300°C oder sogar etwa 1000°C abge­ dichtet einzuschließen ist. Die thermische Ankopplung zwischen Gehäuse und Baueinheit sowie die Ausbildung und Lage der zu erwärmenden Gehäusebereiche kann hierbei so vorgesehen sein, daß das Verschließen des Gehäuses mit einer sehr schnellen sowie punktuell eng begrenzten Er­ hitzung möglich ist und dabei nur eine sehr geringe Er­ wärmung der Baueinheit auf unter 300°C oder nur 100 bis 200°C eintritt. Dadurch kann eine Schädigung des Wider­ standsleiters auf sehr einfache Weise vermieden werden.
Die erfindungsgemäße Ausbildung eignet sich insbesondere für Dünnschicht-Widerstände, bei welchen der Träger ein­ teilig durch ein zum Beispiel länglich-rechteckiges Keramikplättchen mit durchgehend konstanter Dicke von unter einem Millimeter und wenigen Millimetern Breite gebildet ist und bei denen eine einzige der beiden großen Plat­ tenflächen mit einer Metallschicht aus einem Edelmetall insbesondere Platin, bedampft ist, deren Dicke im H-Be­ reich liegt. Derartige Widerstände können Nennwider­ standswerte in der Größenordnung von 100 Ohm oder auch mehr, z. B. 500 Ohm bzw. 1000 Ohm haben, wobei die Außen­ weite des Sensors bzw. des Gehäuses im Bereich von weni­ gen Millimetern, z. B. zwischen 3 und 5 mm, bei einer Ge­ häuselänge in der Größenordnung zwischen 10 und 30 mm liegt. Alle Werkstoffe des Sensors sind dann hinsichtlich ihres Arbeitsverhaltens und ihrer Formstabilität gegen sehr tiefe und sehr hohe Temperaturen völlig unempfind­ lich, wobei diese Temperaturen weit über 300°C, z. B. bei 500 bzw. 600°C oder sogar darüber liegen können. Die genannten Temperaturen können auch gleichzeitig den Arbeitsbereich des Sensors definieren, der sich bis in Minustemperaturen unter 30 bzw. 40 oder 50°C erstrecken kann.
Zweckmäßig ist der Widerstandsleiter über einen größeren Teil seiner vom Träger nicht bedeckten äußeren Oberflä­ che, insbesondere über diese gesamte Fläche gegenüber dem Gehäuse bzw. irgendwelchen anderen Teilen berührungsfrei und allenfalls im Bereich von Anschlußenden berührt bzw. abgedeckt, so daß der Widerstandsleiter auch im Betrieb und durch unterschiedliche Betriebsbelastungen keinerlei Druckbelastungen ausgesetzt ist. Dies wird noch weiter verbessert, wenn auch der Träger nur linien- und/oder punktförmig in im Abstand voneinander liegenden Zonen gegenüber dem Gehäuse abgestützt ist. Zum Beispiel können Abstützungen nur im Bereich von scharfen, jeweils von zwei Flanken begrenzten Kanten und/oder im Bereich von scharfen, jeweils von drei Flanken begrenzten Ecken vor­ gesehen sein. Der Abstand zwischen benachbarten Abstüt­ zungen entspricht zweckmäßig etwa der Plattendicke, der Plattenbreite und/oder der Plattenlänge des Trägers. Die Abstützstellen sind so vorgesehen, daß auf den Träger keine Biegemomente, sondern höchstens biegemomentfreie Stütz- bzw. Schubkräfte wirken, was zum Beispiel durch eine im wesentlichen zentrisch symmetrische Verteilung der Abstützstellen um den Plattenmittelpunkt erreicht werden kann.
Der Träger bzw. der Widerstandsleiter ist zweckmäßig vib­ rationsgeschützt dadurch in dem Gehäuse angeordnet, daß nicht gesonderte Dämpfelemente, sondern eine im wesentli­ chen spielfreie bis geringfügig vorgespannte Anlage des Trägers unmittelbar an Innenflächen des Gehäuses im Be­ reich der Abstützstellen vorgesehen ist. Die spielfreie Abstützung kann dabei quer zur Plattenebene, quer zur Plattenlängsrichtung und/oder in Plattenlängsrichtung vorgesehen sein. Zweckmäßig bestehen die beiden Bauteile mindestens eines der möglichen Bauteil-Paare aus Werk­ stoffen mit im wesentlichen gleichen thermischen Ausdeh­ nungskoeffizienten, so daß auch durch die auftretenden Dehnungen keine Spannungen entstehen.
Der Widerstandsleiter kann in besonders einfacher Weise und ohne zusätzliche Maßnahmen dauerhaft vollständig gas- bzw. druckdicht und trotzdem berührungsfrei verkapselt sein, wenn das Gehäuse zu einem entsprechend dichten Hohlkörper geschlossen ist, der dann das äußerste, von keinerlei weiterer Umhüllung umgebene Außengehäuse des Sensors bildet und im Innern nur eine oder mehrere Bau­ gruppen aus jeweils einem Widerstandsleiter und einem Träger mit zugehörigen Anschlüssen aufnimmt.
Um eine genaue Zentrierung bzw. spielfreie Ausrichtung des Trägers gegenüber dem Gehäuse zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, wenn das Gehäuse wenigstens im Bereich der Abstützstellen eine konkav gekrümmte Innenfläche hat, der die im wesentlichen ebenen Außenflächen des Trägers bzw. des Widerstandsleiters nach Art von Bogensehnen gegen­ überliegen. Diese Innenfläche kann in bezug auf die Ab­ stützstellen des Trägers nach Art einer Schiebeführung so angepaßt sein, daß der Träger mit leichtem, insbesondere jedoch spielfreiem Schiebesitz in den Gehäuse-Rohkörper vor dessen Verschluß eingeschoben werden kann. Durch eine geringfügige Schrumpfung der Gehäusewandung kann deren Innenfläche dann mit sehr geringer Spannung gegen Ab­ stützstellen, ggf. unter geringfügiger Einbettung ange­ legt und dadurch der Träger auch innerhalb eventuell ge­ ringfügiger Dehnungsdifferenzen völlig erschütterungsfrei gesichert werden.
Eine besonders einfache Herstellung bei sicherer Funktion ergibt sich, wenn das Gehäuse durchgehend, nämlich auch im Bereich mindestens einer im fertigen Zustand ver­ schlossenen Zugangsöffnung einteilig, d. h. auch ohne ge­ sonderte Schmelzzugabe, ausgebildet ist, so daß der Ver­ schluß des Gehäuses nur durch Plastifizierung und Verfor­ mung des Gehäusemantels erreicht wird. Ist der Gehäuse­ mantel ein Glasrohr aus Weichglas oder Hartglas, so kön­ nen für die Herstellung des Gehäuses Rohrabschnitte ver­ wendet werden, die zunächst länger als die vorgesehene Gehäuselänge sind und dann im zeitlichen Abstand aufein­ anderfolgend an beiden Enden durch Einschmelzen des Rohr­ mantels verschlossen werden. Der Rohrquerschnitt kann zur Anpassung an die jeweiligen Gebrauchserfordernisse kreis­ rund, oval oder anders sein. Zweckmäßig bleibt der Innen­ querschnitt des dünnwandigen, zum Beispiel nur etwa einen halben Millimeter dicken Rohrmantels über den größten Teil der Länge des Trägers gegenüber demjenigen des Rohr­ rohlings erhalten, so daß der Rohrmantel nur zur Herstel­ lung der Endverschlüsse und im Längsabstand vom Träger verengt wird, wobei eine Verengung auch bis an eine an einem Ende des Trägers liegende Abstützzone reichen kann, so daß hier eine formschlüssige Sicherung gegen Längsbe­ wegungen eintritt.
Zur Sicherung gegen Längsbewegungen können auch stift- bzw. drahtförmige Anschlußleiter herangezogen werden, de­ ren innerhalb des Gehäuses liegende Enden an den An­ schlußenden des Widerstandsleiters leitend befestigt und zum Beispiel mit diesen in einer elektrisch isolierenden Glasurauflage eingebettet sind. Die Anschlußleiter durch­ setzen abgedichtet bzw. eingebettet die Wandung des Ge­ häuses, wobei sie zweckmäßig in den zuerst eingeschmolze­ nen Gehäuseverschluß eingebettet sind und zwischen diesem und dem Träger zur Kompensierung von Dehnkräften einen Verlauf haben können, der nicht parallel zur Gehäuse­ längsrichtung ist, obgleich auch eine vom Träger bis zur Außenseite des Gehäuses durchgehend geradlinige Ausbil­ dung des jeweiligen Anschlußleiters möglich ist. Von dem den Anschlußleitern zugehörigen Ende bis zum anderen Ende kann der Träger mit voneinander abgekehrten Kantenberei­ chen spannungsfrei bis zum anderen Ende anliegen, in des­ sen Bereich durch eine Kantenfixierung eine Längsbewegung von den Anschlußleitern weg formschlüssig verhindert ist. Diese Fixierung kann zum Beispiel dadurch erreicht wer­ den, daß hier der Gehäusemantel durch die beschriebene Erwärmung die zugehörige Endkante des Trägers geringfügig übergreift, wobei jedoch die Innenfläche der den zugehö­ rigen Verschluß dieses Gehäuseendes bildenden Stirnwand im Abstand vom Träger liegt. Zur Fixierung kann aber auch nur eine Anlage des Gehäusemantels mit geringfügig erhöh­ ter Pressung bzw. mit erhöhtem Kraftschluß vorgesehen sein.
Statt dessen oder zusätzlich ist es auch denkbar, jeweils mindestens einen Anschlußleiter an gesonderten bzw. von­ einander abgekehrten Seiten, insbesondere an beiden Enden des Gehäuses nach außen zu führen, so daß dann beide En­ den im wesentlichen in gleicher Weise unter Einbettung mindestens eines Anschlußleiters durch Einschmelzen ver­ schlossen sind. Zum Beispiel können zwei etwa gleich große Träger, die Widerstandsleiter nur an ihren vonein­ ander abgekehrten Vorderseiten aufweisen, mit ihren Rückenflächen großflächig aneinander anliegend in einem gemeinsamen Gehäuse im wesentlichen spiel- und spannungs­ frei angeordnet sein, wobei die Anschlußleiter des einen Trägers aus einem Ende und diejenigen des anderen Trägers aus dem anderen Ende des Gehäuses herausgeführt sind. Die beiden Träger können dabei ohne feste Verbindung ledig­ lich lose aneinander anliegend eingesetzt oder unmittel­ bar miteinander, z. B. haftend, verbunden sein.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wo­ bei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Aus­ führungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten ver­ wirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutz­ fähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Sensor im Axialschnitt,
Fig. 2 den Sensor gemäß Fig. 1 in einem weiteren Axialschnitt,
Fig. 3 den Sensor gemäß Fig. 1 im Querschnitt und
Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt eines weite­ ren Querschnittes durch den Sensor gemäß Fig. 1.
Der Sensor 1 besteht im wesentlichen nur aus einer vorge­ fertigten Widerstands-Baugruppe 2, die druckdicht in eine einteilige Umhüllung eingeschlossen ist und ihrerseits aus einem plattenförmigen Träger 3 mit Meßwiderstand 4 und abstehenden Anschlußleitern 17, 18 besteht.
Der Meßwiderstand 4 bildet einen zum Beispiel ein- oder mehrfach mäanderförmig verlaufenden Dünnschicht-Wider­ standsleiter 5 mit ggf. mindestens einer Dünnschicht-Ab­ gleicheinheit 6 und zwei Anschlußenden 7, die wie der Wi­ derstandsleiter 5 und die Abgleicheinheit 6 als Beschichtung an der Platten-Vorderseite 8 des Trägers 3 haften und frei liegen. Die ebene Vorderseite 8 und die ebene Platten-Rückseite 9 des Trägers 3 liegen parallel zuein­ ander, wobei der Widerstandsleiter 5 mit der oder den Ab­ gleicheinheiten 6 ein Meßfeld 10 bestimmt, welches sich annähernd über die gesamte Breite der Vorderseite 8 und etwa anschließend an ein Ende 12 über den größten Teil der Länge des Trägers 3 erstreckt. Vom anderen Ende 11 hat das Meßfeld 10 einen größeren Abstand, wobei zwischen diesem Ende des Meßfeldes 10 und dem Ende 11 die durch die Beschichtung gebildeten Anschlußenden 7 nebeneinander liegen.
Der Träger 3 weist zwei voneinander abgekehrte, etwa ebene und/oder zur Plattenebene annähernd rechtwinklige Längskantenflächen 13 auf, von denen jede durch zwei scharfe Längskanten 14 begrenzt ist. Die Enden 11, 12 bilden entsprechende, voneinander abgekehrte, etwa ebene und/oder zur Plattenebene annähernd rechtwinklige End­ kantenflächen, von denen jede über vier scharfe Ecken in die beiden Längskantenflächen 13 übergeht. Dadurch bilden die Vorderseite 8, die Rückseite 9, die Längskantenflä­ chen 13 und die Endkantenfläche 15 des von den Anschluß­ enden 7 weiter entfernten Endes 12 vier jeweils von etwa drei rechtwinklig zueinanderliegenden und annähernd ebe­ nen Flanken begrenzte Plattenecken 16 mit jeweils drei scharfen Kanten.
An jedes Anschlußende 7 ist ein Anschlußleiter 17, 18 in Form eines Platindrahtes elektrisch leitend dadurch ange­ schlossen, daß sein inneres Ende 19 die Vorderseite 8 vom Ende 11 her übergreift und mit seiner Umfangsfläche an das zugehörige Anschlußende 7 angelegt ist. Die Endflä­ chen der Inneren Ende 19 liegen im Abstand vom Meßfeld 10 und die Enden 19 sind durch Bonden bzw. dadurch an dem Träger 3 lagegesichert, daß sie mit den Anschlußenden 7 in eine Isolierbettung 20 aus einer Glasur o. dgl. voll­ ständig eingebettet sind, die haftend an der Vorderseite 8 befestigt ist, sich über die gesamte Breite der Vorder­ seite 8, bis zum Meßfeld 10 und/oder bis zum Ende 11 er­ streckt.
Die Umhüllung 21 bildet ein Gehäuse 22 aus Glas, dessen zylindrischer Gehäusemantel 23 etwa gleiche Dicke wie der Träger 3 hat. Die Innenfläche 24 und die Außenfläche 25 liegen achsgleich zueinander und sind jeweils im Quer­ schnitt kreisförmig gekrümmt. An jedem Ende ist der Ge­ häusemantel 23 mit einem Verschluß 26 bzw. 27 verschlos­ sen, der im Abstand vom zugehörigen Ende 11 bzw. 12 des Trägers 3 liegt. Der im Querschnitt hohlraumfrei massiv durchgehende Verschluß 26 bildet eine Einbettung für zu­ gehörige Längsabschnitte der Anschlußleiter 17, 18, die zwischen der stirnseitigen Außenseite 29 und der entspre­ chenden Innenseite 30 des Verschlusses 26 lückenlos um­ hüllt in der Einbettung 28 liegen. Da der Verschluß 26 aus einem entsprechenden Mantelende des Gehäusemantels 23 geschmolzen ist, kann die Außenseite des Gehäuses in sei­ nem Bereich gegenüber dem zylindrischen Hauptbereich ver­ engt sein und/oder abweichende Querschnitte aufweisen, obgleich auch durchgehend konstante Querschnitte denkbar sind. Im Bereich der Außenseite 29 weist die zugehörige Stirnfläche zweckmäßig wieder etwa gleiche Außenweite wie der Hauptbereich auf, der über die gesamte Länge des Trä­ gers 3 bzw. der geradlinigen Längskanten 14 konstante Innenquerschnitte hat. Die ggf. napf- bzw. kugelkalotten­ förmig konkave Innenseite 30 liegt vollständig im Längs­ abstand zum Ende 11 des Trägers 3, so daß die zugehörige Endkantenfläche über ihre gesamte Länge gegenüber dem Ge­ häuse 22 berührungsfrei ist.
Der andere Verschluß 27 ist durch eine kuppel- bzw. ku­ gelkalottenförmige Stirnwand 31 gebildet, die etwa glei­ che Wandungsdicke wie der Gehäusemantel 23 hat und wie der Verschluß 26 über dessen Außenumfang bzw. Hüllfläche nicht vorsteht. Die konkave Innenseite 32 der Stirnwand 31 liegt wie die Innenseite 30 gegenüber dem Ende 11 in einem größten Abstand von der Endkantenfläche 15, der kleiner als die Plattenbreite des Trägers 3 bzw. die lichte Weite des Gehäusemantels 23 sein kann und etwa in der Größenordnung der Hälfte dieses Maßes liegt. Die kon­ vexe Außenseite 33 der Stirnwand 31 ist zu einer kontinu­ ierlich durchgehenden, kugelkalottenförmigen oder ähnli­ chen Fläche geglättet.
Die Plattenmittelebene des Trägers 3 fällt mit einer Axialebene 34 des Gehäusemantels 23 Im wesentlichen zu­ sammen, die auch gleichzeitig eine Symmetrieebene für den Verschluß 26 bzw. 27 bilden kann. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die inneren Enden 19 der Anschlußleiter 17, 18 über in zwei Ebenen abgewinkelte Abschnitte 35 in diejenigen geradlinigen und zueinander parallelen sowie Im Abstand voneinander liegenden Abschnitte 36 übergehen, die in der Einbettung 28 liegen und über die Außenseite 29 frei mit Abschnitten 37 vorstehen, welche zum Anschluß des Meßwiderstandes 4 an Anschlußleitungen durch Lötung, Stecker o. dgl. geeignet sind. Die Abschnitte 36 können im wesentlichen in der Ebene 34 und/oder etwa parallel zur Vorderseite 8 gegenüber dem jeweils zugehörigen Ende 19 zum Beispiel so versetzt liegen, daß die beiden Abschnit­ te 36 einen größeren Abschnitt als die Enden 19 vonein­ ander haben. Insbesondere wenn der jeweilige Anschluß­ leiter 17, 18 vom inneren Ende 19 geradlinig über den Ab­ schnitt 36 durchgeht und dadurch der Abschnitt 36 gegen­ über der Ebene 34 versetzt liegt, kann der Verschluß 26 auch eine entsprechend asymmetrische Form haben.
Der Träger 3 liegt nur mit seinen scharfen Längskanten 14 an der Innenfläche 24 des Gehäuses 21 spannungsfrei an, wobei in einem kurzen, an die Ecken 16 anschließenden Längsbereich der Längskanten 14 über zum Beispiel weniger als einen Millimeter ein geringfügig erhöhter Anlagedruck vorgesehen oder die Innenfläche 24 die Endkantenfläche 15 im Bereich mindestens einer Ecke 16 geringfügig übergrei­ fen kann, um hier punktuell eine zusätzliche Lagefixierung gegen Längsbewegungen zu erzielen. Die übrigen Längskantenflächen 13 und Endkantenflächen 15 sind wie die Vorderseite 8 und die Rückseite 9 gegenüber der In­ nenfläche 24 vollständig berührungsfrei Um den Meßwiderstand 4 vor Strahlungseinwirkung zu schüt­ zen ist zweckmäßig das an und für sich transparente bzw. transluzente Material des Gehäuses 21 wenigstens teil­ weise zum Beispiel durch eine entsprechende Pigmentbeimischung eingefärbt. Die Färbung reicht dabei vorteilhaft vom Ende 11 bzw. von der Innenseite 30 über die gesamte Länge und/oder den gesamten Umfang des Gehäusemantels 23 bis über die gesamte Stirnwand 31, während der Verschluß 26 selbst von der Einfärbung freibleiben kann.
Zur besseren Halterung des Sensors 1, zum Schutz der An­ schluß-Abschnitte 37 und/oder zur besseren Isolierung kann am Anschlußende des Sensors 1 ein Schutzmantel 38 nach Art einer Verlängerung befestigt sein, der zweck­ mäßig aus dem gleichen Werkstoff wie das Gehäuse 21, näm­ lich aus Glas, besteht. Dieser, über den größten Teil seiner Länge gegenüber dem Gehäusemantel 23 zweckmäßig weitere, durch einen Rohrabschnitt gebildete Schutzmantel 38 ist an seinem zugehörigen Ende 39 etwa auf die Weite der Außenseite 29 verengt und mit seiner ringförmigen Endfläche 40, zum Beispiel durch Verschmelzen, lückenlos bzw. dicht an der Außenseite 29 befestigt. In den Schutz­ mantel 38 ragen die Abschnitte 37 frei bzw. berührungs­ frei, jedoch gut zugänglich hinein. Dadurch ergibt sich ein für den Einbau sehr leicht zu handhabender Mikro­ sensor.
Obwohl der Meßwiderstand 4 thermisch nicht unmittelbar an die Wandung des Gehäuse 21 angekoppelt, sondern gegenüber dieser durch eine Luft- bzw. Gasschicht getrennt ist, er­ gibt sich eine überraschend geringe Ansprechzeit des Sen­ sors sowohl in Wasser als auch in Luft, weshalb der Sen­ sor nahezu verzögerungsfrei arbeitet.

Claims (18)

1. Sensor, insbesondere Temperatursensor, mit wenig­ stens einem an einem Träger (3) angeordneten und mit diesem wenigstens teilweise von einer Umhüllung (21) umgebenden Widerstandsleiter (5), dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens ein Widerstandsleiter (5) wenigstens teilweise durch einen Flachwiderstand ge­ bildet ist, der mindestens teilweise von der als Ge­ häuse (22) ausgebildeten Umhüllung (21) nach außen abgedichtet umgeben ist.
2. Sensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsleiter (5) wenigstens teilweise durch eine Beschichtung, insbesondere durch eine zum Bei­ spiel aufgedampfte Metallschicht gebildet ist, die vorzugsweise zur Bildung eines Leiterstranges und/oder von Abgleicheinheiten (6) teilweise abge­ tragen ist.
3. Sensor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Widerstandsleiter (5) im wesentlichen unmittelbar auf einer Keramikfläche und/oder einer Oberfläche (8) mindestens eines Trägers (3), insbe­ sondere an einer von einer Haftseite abgekehrten Seite, im wesentlichen freiliegend angeordnet ist, wobei die Oberfläche vorzugsweise eine Außenfläche des Trägers (3) bildet.
4. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Widerstandsleiter (5) gegenüber dem Gehäuse (22) wenigstens teilweise be­ rührungsfrei ist, insbesondere von der Innenseite (24) des Gehäuses (22) einen gegenüber seiner Dicke vielfach größeren Abstand hat.
5. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Träger (3) außerhalb des Widerstandsleiters (5) gegenüber dem Gehäuse (22) wenigstens teilweise bzw. Im wesentlichen be­ rührungsfrei und insbesondere im wesentlichen nur punkt- bzw. linienförmig an der Innenseite (24) des Gehäuses (22) abgestützt ist.
6. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der insbesondere platten­ förmige Träger (3) im Bereich von Kantenflächen (13, 15), vorzugsweise mit Linienkanten (14) und/oder Eckpunkten (16) gegenüber der Innenfläche (24) des Gehäuses (22) abgestützt ist.
7. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Träger (3) in minde­ stens einer Richtung, insbesondere in Richtung quer und/oder in mindestens einer Richtung parallel zu seiner Plattenebene, vorzugsweise vollständig, spielfrei gegenüber dem Gehäuse (22) abgestützt ist.
8. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Träger (3) im wesent­ lichen ausschließlich im Bereich zweier voneinander abgekehrter Stützkanten, insbesondere Längskanten­ flächen (13) gegenüber dem Gehäuse (22) annähernd spannungsfrei abgestützt ist und vorzugsweise gegen­ über dem Gehäuse (22) mit mindestens einer von Flä­ chen im wesentlichen berührungsfrei freiliegt, die durch mindestens eine Stützkantenfläche (13), minde­ stens eine quer dazu liegende Kantenfläche (15), die vom Widerstandsleiter (5) bedeckte Vorderfläche (8) und/oder die davon abgekehrte Rückenfläche (9) ge­ bildet sind.
9. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Widerstandsleiter (5) im wesentlichen gas- bzw. druckdicht verkapselt ist, wobei vorzugsweise das Gehäuse (22) einen druckdich­ ten Hohlkörper bildet.
10. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (22) wenig­ stens teilweise eine in mindestens einer Ebene ge­ krümmte, insbesondere konkav gekrümmte Innenfläche (24, 30, 32) aufweist, die vorzugsweise im wesent­ lichen berührungsfrei liegt und/oder an die im Quer­ schnitt Außenflächen (8, 9, 13, 15) des Trägers (3) annähernd als Bogensehnen anschließen.
11. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (22) im we­ sentlichen einteilig ausgebildet und vorzugsweise durch zugabefreie plastische Verformung des Gehäuse­ mantels (23) verschlossen ist.
12. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (22) aus Glas besteht und vorzugsweise wenigstens im Bereich des Widerstandsleiters (5) ein Strahlungsschutz, insbesondere eine Einfärbung des Glases, vorgesehen ist.
13. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (22) im we­ sentlichen rohrförmig, insbesondere durch einen Rohrabschnitt gebildet und vorzugsweise durch Schmelzung an mindestens einem Ende verschlossen ist.
14. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (22) an seiner Innenfläche (24) und/oder seiner Außenfläche (25) im wesentlichen zylindrisch und/oder mit annähernd kon­ stanter Mantel dicke ausgebildet ist und vorzugsweise an einem Ende eine kuppelförmige, an der Außenseite (33) geglättete Endwand (31) mit einer Wandungsdicke aufweist, die etwa gleich wie die Manteldicke ist.
15. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß, insbesondere drahtför­ mige, Anschlußleiter (17, 18) für den Widerstands­ leiter (5) im wesentlichen abgedichtet aus dem Ge­ häuse (22), vorzugsweise nebeneinanderliegend ein­ gebettet durch eine Endwand (28), herausgeführt sind.
16. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß mindestens ein Anschluß­ leiter (17, 18) den Träger (3) an einer Kantenfläche bis in eine den Widerstandsleiter (5) tragende Ober­ fläche (8) übergreift und daß diese Kantenfläche ge­ genüber dem Gehäuse (22) vorzugsweise im wesentli­ chen berührungsfrei im Abstand liegt, wobei insbe­ sondere ein an die Kantenfläche zur Innenseite (30) der zugehörigen Endwand (28) anschließender Ab­ schnitt (35) des Anschlußleiters (17 bzw. 18) zwi­ schen der Kantenfläche und der Innenseite (30) im wesentlichen berührungsfrei freiliegt.
17. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Widerstandsleiter (5) und/oder mindestens ein Anschlußleiter (17, 18) aus einem Edelmetall, insbesondere Platin, bestehen.
18. Sensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (22) minde­ stens einen frei vorstehenden Halter und/oder ein mantelförmiges Schutzglied (38) für wenigstens einen Anschlußleiter (17, 18) aufweist, wobei vorzugsweise an dem jeweiligen Anschlußende (29) des Gehäuses (22) ein Rohr aus Glas o. dgl., insbesondere durch stumpfe Schmelzverbindung, befestigt ist.
DE19914104674 1991-02-15 1991-02-15 Sensor, insbesondere temperatursensor Ceased DE4104674A1 (de)

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Cited By (9)

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