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JP2564845B2 - 白金温度センサ - Google Patents

白金温度センサ

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Publication number
JP2564845B2
JP2564845B2 JP62222868A JP22286887A JP2564845B2 JP 2564845 B2 JP2564845 B2 JP 2564845B2 JP 62222868 A JP62222868 A JP 62222868A JP 22286887 A JP22286887 A JP 22286887A JP 2564845 B2 JP2564845 B2 JP 2564845B2
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JP
Japan
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platinum
temperature sensor
resistance
ceramic
platinum resistance
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JP62222868A
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恒夫 村田
ゴッチュリング ウォルター
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H01C7/00—Non-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
    • H01C7/02—Non-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
    • H01C7/021—Non-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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
    • G01K7/16—Measuring 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
    • G01K7/18—Measuring 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01C1/14—Terminals or tapping points or electrodes specially adapted for resistors; Arrangements of terminals or tapping points or electrodes on resistors
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Electromagnetism (AREA)
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  • Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、白金側温抵抗体を用いた白金温度センサに
関する。
［従来の技術］ 白金は、化学的に安定でしかも電気抵抗の温度依存性
が大きいので、温度センサ材料に用いられている。従来
の白金温度センサには、絶縁体に白金線を螺旋状に巻き
付けたもの、１枚の平板状のアルミナ基板上に厚膜ある
いは薄膜状態の白金抵抗パターンを形成したものがあ
る。
［発明が解決しようとする問題点］ 前記従来の巻線タイプの白金温度センサでは、高価で
あり、十分な小型化が図れず、しかも高抵抗が得られな
いという問題を有している。また、従来の１枚のアルミ
ナ基板を用いた白金温度センサでは、高抵抗値を得るた
めには形状を大きくしなければならず、また小型化を図
ろうとすれば抵抗値が得られなくなるという問題を有し
ている。
本発明の目的は、前記問題点に鑑み、安価で、小型か
つ高抵抗値の白金温度センサを得ることにある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明に係る白金温度センサは、積層された複数枚の
平板状のセラミックシートと、前記セラミックシートの
表面に形成された白金抵抗パターンと、前記各セラミッ
クシート間の隣接する白金抵抗パターンを互いに接続す
る接続手段とを有している。
なお、前記接続手段は、たとえば、セラミックシート
に形成されたスルーホールと、スルーホール内に配置さ
れかつ白金抵抗パターンの両端に連続する金属ペースト
とからなる。また、白金温度センサには、さらに、セラ
ミックシートのうち最も外側のセラミックシートに、白
金抵抗パターンの中間部に至るカット用スルーホールが
形成されていてもよい。そして、そのカット用スルーホ
ールを介して白金抵抗パターンに接続する抵抗調整ライ
ンが、最も外側のセラミックシートの外側表面に設けら
れていてもよい。さらに、接続手段により接続された白
金抵抗パターンの両端に、電極ペーストを介してリード
線が接続されていてもよい。
［作用］ 本発明に係る白金温度センサでは、測温素子としての
白金抵抗パターンの電気抵抗が温度によって直線的に変
化することを利用して測温する。
一方、本発明に係る白金温度センサでは、積層された
複数枚の平板状セラミックシートの表面に白金抵抗パタ
ーンを形成するとともに、各セラミックシート間の隣接
する白金抵抗パターンを接続手段によって互いに接続し
ていることから、従来の１枚の平板状アルミナ基板上に
白金抵抗パターンを塗布したものに比べて、白金抵抗パ
ターンの長さを長くできるようになり、小型であっても
高い抵抗値を得ることができる。しかも、複数枚のセラ
ミックシートを積層させて形成されていることから、製
造コストは低い。したがって、本発明によれば、従来の
白金温度センサに比べ安価で、小型かつ高抵抗値の白金
温度センサを得ることができるようになる。
［実施例］ 本発明の一実施例を示す第１図において、白金温度セ
ンサは、白金温度センサ本体１と、白金温度センサ本体
１から延びる１対のリード線2,3を有している。白金温
度センサ本体１は４枚の平板状セラミックシートが積層
状態で一体焼成されたものから構成されている。
模式的にその分解状態を示す第２図において、最下方
のセラミックシート４の上面には、蛇行状に形成された
白金抵抗パターン５が設けられている。白金抵抗パター
ン５の一端は、蛇行状部分から直線的に延び、その先端
部がセラミックシート４の周縁近傍に形成された電極６
に接続されている。セラミックシート４の上に配置され
るセラミックシート７は、その上面に蛇行状の白金抵抗
パターン８を有している。白金抵抗パターン８の一端
は、前記白金抵抗パターン５の一端と上下方向に一致し
ている。また、白金抵抗パターン８のその一致した先端
部分において、セラミックシート７にはその厚み方向の
スルーホール９が形成されている。セラミックシート７
の上に配置されるセラミックシート10にも、蛇行状の白
金抵抗パターン11が形成されている。前記白金抵抗パタ
ーン８のスルーホール９が設けられていない他端に対応
する白金抵抗パターン11の端部において、セラミックシ
ート10にはその厚み方向のスルーホール12が形成されて
いる。また、白金抵抗パターン11の他端はセラミックシ
ート10の周縁近傍に形成された電極13に接続されてい
る。
セラミックシート10の上に配置されるセラミックシー
ト14には、セラミックシート14の周縁よりわずかに内側
に配置された多数のスルーホール15が形成されている。
スルーホール15は、その下方に配置される白金抵抗パタ
ーン５の湾曲形状部分に対応する位置に設けられてい
る。
前記リード線2,3は、それぞれ電極13,6に銀焼付によ
り接続される。また、第１図に示すように、白金抵抗パ
ターン11の湾曲部分に対応する位置において、各スルー
ホール15間は、セラミックシート14の上側面に塗布・焼
成された抵抗調節ライン16によって接続されている。こ
の抵抗調整ライン16によって、白金抵抗パターン11の湾
曲部分は、スルーホール15を介して互いに電気的に接続
されていることになる。
さらに、セラミックシート14の上面には、第１図に示
すようにセラミックスラリ層17が塗布されている。この
セラミックスラリ層17は、抵抗調整ライン16が設けられ
ていないスルーホール15内にも、第３図に示すように入
り込んで充填されている。これによって、白金抵抗パタ
ーン11および抵抗調整ライン16の外部への露出が防がれ
ている。
第４図に示すように、スルーホール12内には、銀ペー
ストからなる接続ライン18が形成されている。接続ライ
ン18は、その下端部が白金抵抗パターン８の一端に電気
的に接続されるとともに、その上端部が白金抵抗パター
ン11の一端に接続されている。これによって、両白金抵
抗パターン8,11は電気的に接続されている。なお、スル
ーホール９（第２図）においてもスルーホール12と同様
の構造が採用されており、これによって白金抵抗パター
ン５と白金抵抗パターン８との間が電気的に接続されて
いる。
前記白金温度センサは、たとえばホイストンブリッジ
法や定電流法等を採用することによって、側温部位に配
置される。白金抵抗パターン5,8,11は、側温素子として
機能し、電気抵抗が温度によって直線的に変化するの
で、対象物の温度を測定することができる。なお、白金
抵抗パターン5,8,11の部分は、セラミックシート4,7,10
およびセラミックスラリ層17によってシールされている
ため、雰囲気に対して劣化せず、しかも耐湿性に優れて
いる。
白金抵抗パターン5,8,11の抵抗調整は、セラミックス
ラリ層17を塗布しない状態で抵抗調整ライン16を切断す
ることによって行なう。抵抗調整後において、セラミッ
クスラリ層17をセラミックシート14上に形成することに
よって、スルーホール15および抵抗調整ライン16を覆
い、雰囲気に対する抵抗性および耐湿性を向上させる。
次に、前記白金温度センサの製造方法を説明する。ま
ず、未焼成のセラミックグリーンシートを４枚用意す
る。その４枚は第２図のセラミックシート4,7,10,14に
それぞれ対応するものである。その、各セラミックグリ
ーンシート上に白金抵抗パターン5,8,11を形成するとと
もに、１枚のセラミックグリーンシートにはスルーホー
ル15を形成する。なお、白金抵抗パターン5,8,11の形成
に際しては、シルクスクリーン法などにより塗布された
厚膜状としてもよく、また、蒸着法などを用いた薄膜状
としてもよい。さらに、白金抵抗パターン5,8,11が形成
されたセラミックグリーンシートには、第２図に示すよ
うなスルーホール9,12および電極6,13を形成する。
得られた４枚のセラミックグリーンシートを第２図の
ように積重ねて圧着する。さらに、白金抵抗パターン11
の湾曲部分に対応する各スルーホール15間を接続するよ
うに抵抗調整ライン16を塗布する。得られた積層体を一
体焼成すれば、白金温度センサ本体１が得られる。得ら
れた白金温度センサ本体１の両電極6,13にリード線2,3
を銀焼付けによって接続する。
次に、リード線2,3を用いて、得られた白金温度セン
サ本体１の白金抵抗パターン5,8,11の抵抗値を測定し、
抵抗調整ライン16を切断することによって所定の抵抗値
となるよう調整する。最後に、セラミックスラリ層17を
白金温度センサ本体１の上面に塗布することによってス
ルーホール15および抵抗調整ライン16を覆う。さらに、
全体を焼成してセラミックスラリ層17を白金温度センサ
本体１に一体的に固着する。以上で第１図に示すような
白金温度センサが構成される。
［別の実施例］ （ａ） リード線2,3に代えて、第５図に示すように、
白金温度センサ本体１の側壁面に塗布された銀ペースト
によって外部電極20,21を形成してもよい。
（ｂ） 第１図のように、予め設けておいた抵抗調整ラ
イン16を切断することによって抵抗調整を行なわずに、
抵抗調整の際に各スルーホール15間を適宜銀焼付けによ
って連結することにより抵抗調整を行なうこともでき
る。
（ｃ） 前記セラミックスラリ層17に代えて、ガラスコ
ーティングを施してもよい。
（ｄ） 各白金抵抗パターン5,8,11間の接続手段として
は、スルーホール9,12および接続ライン18による場合に
限られることはなく、外部に設けた接続ラインを用いて
各白金抵抗パターン5,8,11を接続してもよい。
（ｅ） 白金抵抗パターンの積層数としては、前述のよ
うな３層に限られることはなく２層以上であればよい。
（ｆ） 白金抵抗パターン5,8,11のパターンとしては、
前記実施例の場合に限られることはなく、適宜、使用態
様に対応したパターンを採用できることは言うまでもな
い。
（ｇ） セラミックグリーンシートの積層体の一体焼成
時に、リード線2,3を接続するようにしてもよい。この
とき使用するリード線2,3の材質としては、セラミック
グリーンシートの積層体の焼成温度にも耐え得る高融点
のものを用いる。
［発明の効果］ 本発明に係る白金温度センサによれば、積層された複
数枚の平板状セラミックシートの表面に形成された白金
抵抗パターンと、その白金抵抗パターン間を接続する接
続手段とを設けたので、白金抵抗パターンのパターン長
が長く取れるようになって、小型でかつ高抵抗の白金温
度センサを得ることができるようになる。しかも、平板
状セラミックシートを用いる構成であるため、製作コス
トは安価である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る一実施例の一部切欠斜視図、第２
図はその模式的分解斜視図、第３図は第１図のIII−III
断面図、第４図は第２図のIV−IV断面部分図、第５図は
別の実施例の第３図に相当する図である。 2,3はリード線、4,7,10はセラミックシート、5,8,11は
白金抵抗パターン、9,12,15はスルーホール、16は抵抗
調整ラインである。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】積層された複数枚の平板状のセラミックシ
    ートと、 前記セラミックシートの表面に形成された白金抵抗パタ
    ーンと、 前記各セラミックシート間の隣接する白金抵抗パターン
    を互いに接続する接続手段とを有することを特徴とする
    白金温度センサ。
  2. 【請求項２】前記接続手段は、前記セラミックシートに
    形成されたスルーホールと、スルーホール内に配置され
    かつ前記白金抵抗パターンの両端に連続する金属ペース
    トとからなる特許請求の範囲第１項記載の白金温度セン
    サ。
  3. 【請求項３】前記セラミックシートのうち最も外側のセ
    ラミックシートには、白金抵抗パターンの中間部に至る
    カット用スルーホールが形成されている特許請求の範囲
    第１項記載の白金温度センサ。
  4. 【請求項４】前記最も外側のセラミックシートの外側表
    面には、前記カット用スルーホールを介して前記白金抵
    抗パターンに接続する抵抗調整ラインが設けられている
    特許請求の範囲第３項記載の白金温度センサ。
  5. 【請求項５】前記接続手段で接続された白金抵抗パター
    ンの両端に電極ペーストを介してリード線が接続されて
    いる特許請求の範囲第１項記載の白金温度センサ。
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